Устройство для снижение пиковой нагрузки на сеть

Устройство для снижение пиковой нагрузки на сеть

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Журналы, книги, сборники
▪ Архив статей и поиск
▪ Схемы, сервис-мануалы
▪ Электронные справочники
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Голосования
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать – советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(150000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua


сделано в Украине

Снижение нагрузки на сеть при электроотоплении

Лучший способ отапливать частный или дачный дом – конечно же газовый котел. Но с газом далеко не все так просто. Даже если возможность подключения к газу имеется, то обходится это далеко не дешево. Нужно разработать проект, подвести трубы, установить оборудование. Самостоятельно делать этого нельзя, а стоимость услуг, работ и разрешений может запросто приблизиться к себестоимости постройки дома. Поэтому, чаще отапливаются либо печкой, либо электроэнергией. Последнее хотя и дешево в установке и обслуживании, чисто и нехлопотно, но дорого в эксплуатации. Ведь на отопление 1м2 площади традиционным конвектором или электрокотлом надо 100 Вт. То есть, на дом с отапливаемой площадью 70 м2 нужно 7 кВт (примерно, 13000 руб. в месяц). Поэтому многие предпочитают устанавливать хотя и более дорогие, но менее прожорливые электрические системы отопления.

Современные конвекторы, инфракрасные нагреватели и прочие новинки, позволяющие снизить расход в два и более раза. Но эти приборы не имеют фазовых регуляторов мощности, так как фазовый регулятор практически регулирует величину эффективного напряжения поступающего на нагрузку, а данным системам для наиболее оптимального (и экономичного) режима нужно именно номинальное напряжение. Поэтому, они работают как холодильник – периодически включаясь и выключаясь. Потреблять такая система может, в общем, мало, так как работает всего 5-15 минут в час. Но в пике (когда нагреватель включился) мощность может достигать больших величин, а выделяют на частный дом обычно всего-то 3 кВт – и это на всю домашнюю электротехнику! Если несколько нагревательных приборов отопительной системы включатся одновременно – неизбежна перегрузка сети.

Задача прибора, схема которого здесь приведена, не допустить одновременного включения слишком большого числа нагревателей. Система отопления каждой комнаты состоит из нагревателя и термостата. Термостат измеряет температуру в комнате и либо включает нагреватель, либо его выключает. В общем, система работает как знакомый всем термостат для овощехранилища.

Прибор включается в разрыв провода, идущего от термостата к выходному электронному реле, включающему нагреватель. и при помощи набора электромагнитных реле поочередно устанавливает и разрывает связь каждого термостата с соответствующим выходным электронным реле.

В результате к электросети в один и тот же момент времени не может быть подключено более одного нагревателя. Это конечно существенно замедляет процесс первичного разогрева помещения (в моем случае с четырьмя помещениями время увеличивается в четыре раза). Но после первичного разогрева, и выхода на режим поддержания заданной температуры, практически никак не влияет на качество отопления. Но самое главное что пиковая нагрузка на сеть снижается, в моем случае, в четыре раза.

Схема показана на рисунке. Она рассчитана на четыре помещения. Можно сделать и на другое число помещений, соответственно изменив число ключей и вывод подключения обнуляющего входа счетчика. Можно установить несколько режимов. Есть общий “выключатель всех”, которым можно выключить все нагреватели в доме, например, если нужно задействовать мощность на что-то другое. Обогреватель каждого помещения можно переключить в положение “всегда”, при этом работа автомата на него не влияет. Можно выключить “выкл.” или перевести в режим “очередь”, при этом он будет переключаться данным автоматом соответственно очередности. Переменным резистором можно регулировать скорость переключения.


(нажмите для увеличения)

Генератор на микросхеме D1 вырабатывает импульсы частотой от 3 до 25 Гц. Частоту можно регулировать переменным резистором R2. Эти импульсы идут на делитель частоты на счетчике D2, который их делит на 16384. В результате на выходе счетчика D2 образуются импульсы периодом от 10 минут до 1 часа. Регулировать этот период можно переменным резистором R2.

Импульсы с выхода D2 поступают на десятичный счетчик D3. Его счет ограничен до 4-х. соединением выхода “4” с входом обнуления. В данном случае нужно управлять отоплением в четырех помещениях, поэтому счет ограничен до четырех.

Единицы на выходах D3 переключаются с периодом входных импульсов, то есть, поступающих с выхода D2.

Выходные каскады состоят из транзисторных ключей VT1. VT4 и маломощных электромагнитных реле К1. К4. Эти реле не управляют непосредственно нагревателями, а включаются в разрывы цепей, управляющих электронными реле, которые включают нагреватели. Поэтому ток через контакты реле небольшой, и можно использовать слабые реле.

Переключателями S1-S4 можно переключать состояния каналов управления. В положении “всегда” база транзистора через резистор соединена с положительным напряжением. Транзистор открыт независимо от состояния счетчика D3. В положении “очередь” база транзистора через резистор подключена к выходу счетчика D3, и этот транзистор включается только когда на соответствующем выходе счетчика D3 есть единица. В положении “выкл.” база соединена с отрицательным напряжением. Транзистор закрыт и соответствующее реле всегда выключено.

Выключатель S5 служит для выключения всех каналов. При его выключении отключается питание от схемы и все реле оказываются выключенными.

Можно использовать самые разные детали. Реле WJ115-1C с обмотками на 15 В. Если будут реле на другое напряжение нужно внести изменения в источник питания. Но если реле на напряжение ниже этого, то достаточно последовательно их обмоткам включить резисторы, сопротивления которых рассчитать исходя из номинального напряжения и сопротивления обмотки.

Конденсатор С5 – на 25 В, остальные на напряжение не ниже 12 В.

Т1 – китайский трансформатор с двумя последовательно включенными вторичными обмотками по 6 В каждая (вместе 12 В).

В качестве S1-S4 вместо круглых переключателей можно использовать и тумблеры с нейтралью, но нужно будет между базами и минусом включить по резистору в 10 кОм. Нейтраль будет соответствовать выключенному положению.

Все дело собрано на “решетке” размерами 140×80 мм.

Смотрите другие статьи раздела Разные электроустройства.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Как снизить нагрузку на CPU хостинга cайта вордпресс. Устройство для снижение пиковой нагрузки на сеть

Если вы получили уведомление о превышении лимита на использование CPU, это означает, что потребление ресурсов процессора вашим аккаунтом превысило суточную норму , установленную тарифным планом.

В письме от провайдера, как правило, сообщаются:

  • пункт Договора/Правил, который был нарушен;
  • суть нарушения;
  • текущее состояние аккаунта;
  • предлагаемые меры, которые клиенту необходимо выполнить для возобновления предоставления услуги.

Выявляем причину повышения нагрузки на хостинг

Первое, что необходимо сделать, это понять основную причину, по которой возрасла нагрузка на ЦП.

1. Нагрузка на CPU из-за неоптимальной работы скриптов или неоптимизированной базы данных

Оптимизация CMS: Отключите неиспользуемые и тяжелые плагины CMS, настройте кэширование посредством CMS (для WordPress например можно использовать WP Super Cache или WP-cache.com).

Оптимизация базы данных: Запросы к MySQL, которые выполняются более 0,5 секунд, часто создают избыточную нагрузку на дисковую систему сервера и на его процессор. Проверьте логи медленных запросов к БД (можно запросить у хостера) и выполните оптимизацию структуры БД, а также почистите её от неактуальной информации.

2. Избыточное число запросов к сайту

Повышение нагрузки на CPU может быть свидетельством большого количества запросов от поисковых и иных роботов, или, особенно при скачкообразном резком росте – свидетельством DDOS-атаки или Brute-Force атаки.

Проверка источников запросов: откройте лог-файл со статистикой запросов по User-Agent – из него вы сможете понять, какие роботы с какой периодичностью обращаются к вашему сайту (например YandexBot, bingbot). В логах со статистикой по IP-адресам проверьте, не идёт ли с каких-либо IP огромный поток обращений (если да, то возможно это атака на сайт). Узнать больше информации про IP (кому он принадлежит) можно при помощи сервисов Whois.

Настройка ограничения для роботов : Настройте файл robots.txt: установите таймаут обращения роботов к вашему сайту при помощи директивы Crawl-delay:

Для отдельного бота:

User-agent: bingbot Crawl-delay: 10 # задает таймаут в 10 секунд только для бота bingbot

Или сразу для всех ботов:

User-agent: * Crawl-delay: 10 # задает таймаут в 10 секунд для всех поисковых роботов

Настройка ограничений по IP-адресам: Для блокировки доступа по IP добавьте в файл.htaccess, находящийся в корневой папке сайта, следующие строки (в примере ниже блокируем доступ к сайту для IP-адресов 121.123.123.123 и 121.122.122.122):

Order Allow,Deny Allow from all Deny from 121.123.123.123 Deny from 121.122.122.122

3. Реальное увеличение посещаемости ресурса

С развитием сайта посещаемость его растёт, и чем выше посещаемость, тем больше нагрузка на CPU. В случае перехода порога посещаемости в 10000 уникальных посетителей в сутки на обычном виртуальном хостинге сайту будет однозначно тесно и необходимо переносить его на выделенный сервер.

4. Слабый хостинг

Довольно часто уже при количестве посетителей более 1000 у пользователя возникают проблемы с превышением нагрузки на хостинг. При этом оптимизация сайта и ограничения для роботов не дают особого эффекта и с хостинга продолжают приходить уведомления о превышении нагрузки. Скорее всего, ваш сайт превзошёл возможности оборудования провайдера – в этом случае лучше сразу сменить хостинг на более качественный. Мы уже сталкивались с подобной проблемой на хостинге reg.ru и других, и после перехода на новый качественный хостинг , и проблема исчезла.

После проведенного анализа рынка услуг виртуального хостинга был найден наиболее оптимальный вариант по соотношению Цена/Качество. Рекомендуем бесплатно попробовать этот хостинг , и перейти на него (при заказе введите промо-код сайт и получите скидку 10% на услуги хостинга ).

Когда ПК начинает тормозить, а операции, раньше выполняемые моментально, теперь требуют много времени, высока вероятность того, что излишне загружен. Настоящая статья написала для того, чтобы помочь пользователям разобраться,

Почему процессор перегружен?

При высоком уровне загрузки CPU производительность ПК падает. Как следствие, работа пользователя становится некомфортной, а включение и выключение приложений заметно замедляется. Причем, работая на пределе, компьютер может внезапно выключиться.

А это очень неприятно, если за ним долгое время работа велась без сохранений результата. Чтобы понять, как уменьшить нагрузку на ЦП, следует найти источник этой проблемы. Стандартные причины:

  • На ПК запущено слишком много приложений одновременно.
  • Зависла одна или несколько программ.
  • Заражение операционной системы вирусами.
  • Неподходящие или устаревшие драйвера.
  • Недостаточная мощность системы охлаждения.

Если не решить эти проблемы в скором времени, а процессор будет продолжать свою работу на уровне загрузки в 100%, это может привести к выходу оборудования из строя. Проще всего обратиться к компьютерному мастеру, чтобы он «вылечил» вашу технику, но часто помогает и несложная самостоятельна настройка или ремонт.

Как уменьшить нагрузку на ЦП Windows 7?

Итак, первый способ, который поможет справиться с проблемой. Закройте приложения, в которых вы не работаете в данный момент. Особое внимание стоит уделить графическим и видео-редакторам, браузерам с флэш-роликами и аудиопроигрывателями. Из 3D-игр тоже желательно выйти, дело в том, что подобные программы не всегда отключают свои функции при сворачивании, а продолжают работать, загружая CPU, ненужными для пользователя операциями.

Перезагрузите компьютер или даже выключите его на 10-20 минут, если он непрерывно работает уже несколько дней. Отдых нужен не только людям, но и технике.

Как уменьшить нагрузку на ЦП, если предыдущие рекомендации не помогли? Попробуйте проверить компьютер на вирусы. Желательно провести полное сканирование и использовать для этой операции live-дистрибутивы антивирусных приложений, например, kureit. После сканирования удалите все зараженные файлы.

Проверьте жесткий диск на наличие ошибок. В Windows это можно сделать при помощи специальных средств. Проще всего открыть командную строку и ввести туда chddsk C: /f /r.

Диспетчер задач

Как уменьшить нагрузку на ЦП при помощи диспетчера задач? Нажмите на клавиатуре сочетание ctrl + shift + esc. На экране отобразится Перейдите на вкладку «Процессы». Здесь напротив каждого приложения будет показана информация о том, сколько он потребляет оперативной памяти, как сильно загружает центральный процессор, и еще несколько столбцов.

Для завершения особо требовательного или зависшего приложения щелкните по нему левой кнопкой мыши, а затем ответьте утвердительно на вопрос, стоит ли закрыть программу. Если каких-то процессов в диспетчере задач не видно, значит, он запущен в режиме пользователя, а не администратора. Переместите курсор на кнопку «Показать процессы всех пользователей» и нажмите на левую кнопку мыши.

Читайте также:  Схема подключения фотореле

Как уменьшить нагрузку на ЦП Windows 10? Выполните те же самые рекомендации. Единственное отличие – после нажмите на пункт more details.

Нестабильная работа компьютерных игр

Многие любят проводить свободное время, играя в компьютерные игры. Однако сегодня большинство 3D-приложений требуют мощного железа. Из-за этого устаревший CPU почти всегда загружен в играх на 100 %. Самый простой и действенный метод устранения проблемы в этом случае – апгрейд компьютера. Если же апгрейд по каким-либо причинам невозможен, обратите внимание на самые популярные советы о том, как уменьшить нагрузку ЦП в играх:

  • Отключите сглаживание, SSAO и снизьте уровень качества графики в настройках 3D-приложения.
  • Выключите звук в самой игре.
  • Установите режим высокой производительности в утилите настройки драйверов видеоплаты.
  • Отключите интернет.
  • Закройте антивирусные экраны, но помните, что это снизит безопасность, а компьютерная игра может и не стоить такого риска.

Иногда стоит попробовать воспользоваться сторонним программным обеспечением, например, приложением или его аналогами, так как уменьшить нагрузку на ЦП при помощи подобных инструментов сможет даже начинающий пользователь. Такие инструменты изменяют приоритеты процессов, временно приостанавливают их работу, очищают оперативную память, что благоприятно сказывается на производительности.

Уменьшение природоемкости должно органически увязывать два процесса в народном хозяйстве: сокращение или определенную стабилизацию потребления природных ресурсов, объема загрязнений, с одной стороны, и рост макроэкономических показателей (выпуска продукции) за счет совершенствования технологий, внедрения малоотходного и ресурсосберегающего производства, использования вторичных ресурсов и отходов – с другой. Оба эти направления предусматривают коренную структурную перестройку экономики в пользу природосберегающих и наукоемких видов деятельности.

В настоящее время в России затраты природных ресурсов, объемы загрязнений по отношению к конечным результатам чрезмерно велики. Как показывает опыт развитых стран, природоемкость обоих типов показателей (макроуровень и отраслевой, продуктовый уровень) в стране может быть снижена как минимум в 2-3 раза.

Важную роль может сыграть измерение показателя природоемкости в динамике. Представляется, что он может стать одним из главных критериев перехода к устойчивому типу развития. Сейчас идет оживленная дискуссия о критериях, показателях, индикаторах устойчивого развития. К сожалению, показатель природоемкости в этих дискуссиях мало учитывается. Для России уменьшение показателей природоемкости на макроуровне явится, на наш взгляд, важным свидетельством перехода от сформировавшегося техногенного типа экономического развития к устойчивому типу. Тем самым в системе критериев устойчивого развития для России, как и многих других стран с переходной экономикой и «утяжеленной» индустриальной структурой, показатель природоемкости может сыграть важную роль.

Анализируя в целом устойчивое развитие, можно подчеркнуть то положение, что уменьшение природоемкости экономики является необходимым условием перехода к нему для любой страны и всей мировой экономики . Не может быть движения по траектории устойчивого развития при увеличении использования природных ресурсов и загрязнений в расчете на единицу конечного результата. И опыт перехода многих стран к постиндустриальным экономическим структурам об этом говорит. В большинстве стран ОЭСР потребление на душу населения таких базовых материалов, как сталь, дерево, медь, стабилизировалось и даже в некоторых странах снизилось при росте экономических результатов.

Главным для снижения нагрузки на окружающую среду, уменьшения природоемкости являются технологические изменения, широкое использование новых, экологоприемлемых технологий. Особенно важны такие изменения для развивающихся стран, стран с переходной экономикой.

Попытка технологического повторения процессов развития развитых стран может привести к крайне негативным экологическим последствиям. Необходимо осуществить технологический «скачок», базируя реконструкцию экономики на наукоемких, ресурсосберегающих технологиях (альтернативные виды энергии, экологические сельскохозяйственные технологии и пр.). В связи с этим нужны механизмы передачи прогрессивных технологий из развитых стран в развивающиеся и страны с переходной экономикой.

Подчеркивая необходимость уменьшения природоемкости как необходимого условия перехода к устойчивому развитию, конечно, следует понимать, что такое уменьшение не является достаточным условием такого перехода. Здесь необходим учет многих социальных, экологических, экономических условий и ограничений, ряд которых человечество пока не может сформулировать в силу
глобальности и неизученности как в рамках теории устойчивого развития, так и современного уровня науки в целом.

Для решения экологических проблем в экономике необходим макроэкономический подход, ориентированный на конечные результаты. Традиционная «узкая» экономика природопользования рассматривает обычно только природные ресурсы и производимые отходы и загрязнения, не уделяя достаточно внимания самой экономике («черный ящик»). Для реализации макроэкономического подхода целесообразно построение для каждого природного ресурса или группы ресурсов своей природно-продуктовой вертикали (цепочки), соединяющей первичные природные факторы производства с конечной продукцией. В связи с такой постановкой вопроса необходимо тщательно проанализировать взаимозаменяемость и дополняемость факторов производства (или различных видов капитала) в экономике с позиций конечных результатов, возможности экономии природных ресурсов при сохранении и увеличении конечного выхода продукции. Существуют самые широкие возможности замены природного капитала на искусственный, однако имеется критический запас природного капитала, который необходимо сохранить при любых вариантах экономического развития.

Важным показателем эффективности природопользования в целом является показатель природоемкости, определяемый отношением объемов используемых природных ресурсов, производимых загрязнений и конечной продукции.

Выделяются два типа (уровня) показателей природоемкости: макроуровень, уровень всей экономики и продуктовый, отраслевой уровень. Обратным по отношению к коэффициенту природоемкости является показатель природной ресурсоотдачи. Измерение показателя природоемкости в динамике может стать одним из главных критериев перехода к устойчивому типу развития. Уменьшение этих показателей на макроуровне явится важным свидетельством перехода от сформировавшегося техногенного типа экономического развития к устойчивому типу.

Очень многие электроприборы в момент включения потребляют повышенный ток. Этот может быть ток зарядки конденсаторов импульсных источников питания современной аппаратуры. Но даже обычная лампа накаливания в момент включения потребляет повышенный ток, потому что холодная нить накала имеет значительно более низкое сопротивление, чем горячая. В общем, бытовом случае это не существенно, но если происходит одновременное включение множества нагрузок со значительным «пусковым током», например, на каком-то предприятии или учебном заведении, это может привести к перегрузке сети и даже срабатыванию предохранительных термовыключателей. Чтобы перегрузки не происходило нагрузки нужно включать последовательно одну за другой или небольшими группами, с достаточным для выхода на рабочий режим временным интервалом.

На рисунке ниже показана схема относительно несложного автомата, который может включать последовательно до 10-ти нагрузок (или групп нагрузок, например, до 10 учебных классов, оборудованных персональными компьютерами или телевизорами, другими приборами со значительными пусковыми токами). Схема использует принцип работы десятичного счетчика, управляющего триггерными схемами, способными сохранять свое состояние. В качестве триггерных схем и выходных узлов используются электромагнитные реле с двумя замыкающими группами контактов. При этом одна группа служит для самоблокировки реле, а вторая для включения нагрузки. Включение и выключение производится одним выключателем, подключающим схему к сети. Включение происходит последовательно, а выключение всех нагрузок одновременно.

Для включения нужно включить выключатель S1. Напряжение от электросети, при этом, поступает на трансформатор Т1 и почти одновременно, на первую нагрузку. Происходит это, потому что при подаче питания счетчик D2 устанавливается в нулевое положение цепочкой С2-R2, которая подает импульс на вход R счетчика. При этом на нулевом выходе счетчика устанавливается логическая единица (вывод 3), которая поступает на базу VT2 и открывает его. Через транзистор поступает ток на обмотку реле К1. Реле замыкает свои контакты и одновременно одной парой подключает нагрузку Н1 к сети, а второй парой замыкает участок коллектор-эмиттер транзистора VT2. Теперь даже если опустить напряжение на базе VT2 до нуля реле не выключится, потому что его обмотка будет питаться через его же собственные замкнутые контакты. После зарядки конденсатора С2 счетчик D2 начинает считать импульсы, которые вырабатывает мультивибратор на элементах D1.1 и D1.2. Частота импульсов установлена цепью R1-C1 и при указанных на схеме параметрах составляет около 0,05 Гц, что соответствует 20 секундам. Поэтому состояние счетчика будет меняться через каждые 20 секунд. В реальной конструкции это время может существенно отличаться и быть нестабильным, так как параметры RC-цепи имеют разброс и могут изменяться под действием температуры. Далее, единица последовательно будет через каждые 20 секунд появляться на выходах счетчика и через 3 минуты процесс последовательного включения нагрузок завершится.

Каких-то мер, останавливающих счетчик после включения всех нагрузок нет. Так как в нем нет смысла. Пусть счетчик продолжает работать по-кольцу. Выключаются все нагрузки одновременно, – когда выключается питание схемы выключателем S1. Источник питания на силовом трансформаторе Т1 с переменным напряжением на вторичной обмотке 8,5V. На С5 после выпрямления получается около 11V. Здесь используются реле типа HJQ-13F с обмоткой на 12V и двумя группами контактов. Эти реле, да как и практически все рассчитанные на 12V, уверенно срабатывают уже при напряжении 8V на обмотке. Поэтому при 11V и даже при 9,5V, до которых «проседает» напряжение на выходе выпрямителя, когда все реле включены, схема работает надежно. Однако желательно использовать трансформатор со вторичной обмоткой на напряжение немного выше, так чтобы на выходе выпрямителя под полной нагрузкой было не ниже 11V. В то же время, и выше 15V на холостом ходу не надо, – все же обмотки реле на 12V рассчитаны.

Микросхемы питаются стабилизированным напряжением 6,5V от параметрического стабилизатора на транзисторе VT1 и стабилитроне VD2. В этом месте схемы можно бы использовать интегральный стабилизатор типа 78L06 или 78L08, но у автора данной микросхемы не оказалось, поэтому стабилизатор сделан на транзисторе. Вообще, такую схему стабилизатора можно применять и при ремонте аппаратуры, когда нет интегрального стабилизатора на нужное напряжение для замены. Трансформатор питания – готовый от универсального сетевого адаптера с выходными напряжениями 3V, 4,5V, 9V, 12V (на самом деле 11V). Используется вся вторичная обмотка (отводы не используются, потому и на схеме не показаны). Реле можно заменить любыми другими с обмотками на 12V и контактами на необходимую мощность нагрузки. С этими реле мощность каждой нагрузки может быть до 3000W. Если нагрузки не мощнее 200W можно использовать реле типа КУЦ от старых телевизоров (у них как раз две замыкающие контактные группы). Микросхему D1 можно заменить любой КМОП микросхемой, у которой есть не менее двух инверторов. Скорость включения можно изменить как в сторону увеличения, так и уменьшения подобрав параметры С1 и R1.

Устройство для снижение пиковой нагрузки на сеть

Учет электроэнергии для предприятий

Комплексные решения для малого и среднего бизнеса

Передача почасовых отчетов в энергокомпании

Сдача отчетности в форматах 80020 по регламентам энергокомпаний

Снижение стоимости электроэнергии до 35%

Перевод на выгодную ценовую категорию “Под ключ”

Контроль качества электроэнергии

Фиксация отклонений напряжения и подготовка претензий к энергокомпаниям

Оперативный контроль электропотребления объектов в любое время на своем мобильном устройстве

Электросчётчики с модемами

Комплекты оборудования для быстрого внедрения АСКУЭ

Решения на базе Ваших счётчиков

АСКУЭ с модемом или без него

Как снизить потребление в пиковые часы и экономить до 60%

Как известно, предприятия могут выбрать один из шести возможных вариантов тарифа на электрическую энергию (Кто не в курсе, читайте другую статью >>>). Смена ценовой категории может давать экономию до 30%. Но в нашей практике есть случаи, когда размер экономии удавалось поднимать до 60%. Чтобы сделать такое, необходимо внедрять дополнительные мероприятия и снижать потребление в пиковые часы. Что это за мероприятия, рассмотрим в данной статье.

О тарифном анализе

Но для начала разберем, из чего состоят платежи за электрическую энергию. Это мы сделаем на примере небольшого нижегородского предприятия. Приведем таблицу с расчетом стоимости электроэнергии на разных ценовых категориях по состоянию на октябрь 2019 года (Гарантирующий поставщик ПАО “ТНС энерго НН”, уровень напряжения СН2, мощность до 670кВт):

Здесь видо, что на I ценовой категории оплачивается только энергия по тарифу 6,69 руб./кВтч. На III категории стоимость энергии снизилась до 5,11 руб./кВтч, но появился дополнительный платеж за генераторную мощность. А на тарифе IV ценовой категории при минимальной стоимости энергии (2,25 руб./кВтч) появились платежи за генераторную и транспортную мощности, и это основная часть платежа.

Ранее, это предприятие находилось на I ценовой категории, и просто смена тарифа на IV ЦК уже обеспечило снижение затрат на электроэнергию до 20%. Но стоит ли ограничиваться только этим?

Из таблицы видно, что избавившись от платы за транспортную и генераторную мощности, предприятие будет оплачивать только энергию по дешёвому тарифу, который составляет всего 34% от стоимости электроэнергии на I ценовой категории. Экономия составит аж 66%.

О платежах за мощность

Чтобы не платить за мощности, нужно сперва разобраться, как они считаются. Для этого рассмотрим график потребления предприятия за один рабочий день:

Бежевым цветом на графике выделены часы пиковой нагрузки системного оператора, когда потребление в энергосистеме существенно увеличивается. Происходит это по будним дням, как правило, в утренние и вечерние часы.

В это время происходит учет транспортной мощности, и к оплате предъявляется ее максимальное значение (Pт). Генераторная мощность (Рг) определяется в пиковый час гарантирующего поставщика. Этот час всегда находится в пределах пиковых часов системного оператора, поэтому генераторная мощность или меньше, или равна транспортной.

Мощности за пределами плановых часов пиковой нагрузки, а также в выходные и праздничные дни в расчетах генераторной и транспортной мощностей никак не участвуют! Отсюда вывод очевиден:

Чтобы избавиться от платежей за мощности, нужно сдвинуть свое электропотребление за пределы плановых часов пиковой нагрузки.

Плановые пиковые часы меняются из месяца в месяц. Их можно увидеть на сайте системного оператора. Другой способ отслеживать свое потребление в пиковые часы – подключить ваши счетчики к сервису учета электроэнергии “яЭнергетик”. Тут вы сможете увидеть графике потребления вашего предприятия с подсвеченными пиковыми часами.

Но как пережить часы пик без энергопотребления и без ущерба для производства? Есть несколько способов.

Читайте также:  ЖК экран 16х2 с двигателем LMD18201: схема, печатные платы

Накопление энергии

Решением проблемы пикового потребления занимаются многие компании, выпуская на рынок различные устройства для накопления энергии. Одни предлагает запасать энергию в электрических аккумуляторах. Другие двигаются в сторону механического накопления энергии (например, с помощью подъема груза или воды на высоту). Но у всех этих способов накопления есть общая беда – они дорогостоящие и в российских условиях не успевают окупиться за срок своей жизни.

Мы же предлагаем обратить ваше внимание на более доступные способы накопления энергии, которые можно осуществить прямо сейчас и без больших затрат. Поверьте, такое встречается довольно часто.

Для примера, возьмем водозаборную станцию. Иногда такие станции имеют накопительные резервуары.

Почему бы не наполнять эти резервуары в те часы, когда учет мощности не производится!?

Именно так поступил наш клиент на водозаборной насосной станции № 4 в городе Клин Московской области. Наполнение резервуара осуществляется только за пределами часов пиковой нагрузки. В результате к оплате предъявляется только энергия, а платежи за мощность отсутствуют. На испытаниях в феврале 2017 года экономия составила 59% в сравнении со стоимостью по первой ценовой категории.

Есть и другие способы накопления энергии.

Возьмем для примера электрообогрев. Как запасти тепловую энергию? Очень просто, если использовать теплоемкость самого здания. С помощью несложной автоматики можно настроить включение отопительных приборов только в часы дешевой электроэнергии. Тогда запасенного в массивных кирпичных и бетонных стенах тепла может оказаться достаточным, чтобы пережить пиковые часы.

Или посмотрим на морозильное оборудование. Что будет, если остужать продукцию на пару градусов ниже в часы дешевой электроэнергии? Хватит ли запасенного холода для того, чтобы в пиковые часы обойтись без включения морозильного компрессора?

А производства, работающие с использованием сжатого воздуха!? Исключите работу мотора в пиковые часы. Да, может быть потребуется увеличить объем ресивера, чтобы запасенного сжатого воздуха хватало на весь период дорогой электроэнергии, но эти затраты не должны быть существенными и быстро окупятся.

Система “яЭнергетик” не только ведет учет электроэнергии в пиковые часы, но и дает команды на отключение оборудования в пиковые часы и вводит его обратно в работу с наступлением часов дешевой электроэнергии.

Совмещение накопителей

Именно так поступил один из наших клиентов, находящийся в Томске. У него на производстве используется мощное компрессорное оборудование, но объема ресивера было недостаточно на весь период пиковых часов. Было решено не увеличивать объем ресивера, а использовать дополнительную аккумуляторную установку. Теперь в пиковые часы компрессор питается от аккумулятора, ничего не потребляя из сети.

Накопление энергии с подпиткой в пиковые часы

Поговорим теперь о том, когда энергию накопить можно, но запаса не хватает, чтобы пережить часы пиковой нагрузки.

Для этого рассмотрим один нюанс в учете мощности. При расчетах она усредняется за 1 час. Объясним это на примере графика потребления за 1 час с пятиминутными срезами.

Несмотря на то, что в течение 20 минут использовалась полная мощность, к оплате будет предъявлено в 3 раза меньше – 5кВт.

Для этих целей, нашей организацией разработан шкаф умного управления оборудованием, который обеспечивает полное накопление энергии перед наступлением пиковых часов. Управляющий контроллер ведет учет расходования накопленной энергии и прогнозирование по достаточности уровня запаса. При необходимости контроллером обеспечивается подпитка запасенной энергии по алгоритмам, обеспечивающим минимальную стоимость дополнительного потребления из сети.

Другой способ “подзарядки” накопителя заключается не в краткосрочных включениях в течение каждого часа, а в снижении мощности оборудования. Например, можно оставить трехфазный отопительный котел в работе на одной фазе. А для электродвигателей – использовать частотное регулирование, тогда двигатель компрессора в пиковые часы может работать на пониженной частоте, что обеспечит сниженное потребление из сети и не позволит запасенной энергии опуститься ниже критического значения.

Изменение режима работы

Запасти энергию не всегда получается. Давайте, подумаем, а можно ли отключить какую-нибудь часть оборудования в пиковые часы без ущерба для производства!? Очень часто получается найти электроприемники, без которых можно обойтись на несколько часов.

Например, изучая графики потребления по одной из котельных, мы обнаружили скачки энергопотребления в пиковые часы. Оказалось, это запускается рубительная машина мощностью 160кВт, перерабатывающая древесные отходы в щепу. Рубительная машина работает всего 2-3 часа в день, и не составляет труда изменить режим ее работы, чтобы исключить потребление в часы пиковой нагрузки. Экономику этого изменения просчитать очень просто. Стоимость каждого киловатта мощности составляет около 2500 рублей, так что можно экономить до 400 тысяч рублей в месяц.

На другом предприятии мы обнаружили систему антиобледенения на кровле мощностью 40кВт. Система не должна работать постоянно, достаточно ночного времени, чтобы растопить всю наледь. Это не сложно осуществить, а экономия может быть весьма существенной.

Еще одному клиенту, удалось перестроить режим работы всего предприятия, чтобы существенно снизить платежи за электричество. Это была пекарня в Карелии. Анализируя режимы работы предприятия. мы заметили, что включение печей происходит в 18-19 часов, т.е. за два-три часа до окончания пиковых нагрузок.

Сдвинув начало работы предприятия до 21 часа, собственник пекарни получил дополнительную экономию, которая выросла с 3 до 45%

Переключение на альтернативные источники энергии

Возможно ваше предприятие имеет возможность переключиться на другие источники электроснабжения в пиковые часы. Это может быть:

  • выработка на газовой мини-электростанции
  • применение возобновляемых источников энергии
  • питание от 2-х и более источников энергоснабжения

В пример также приведем нашего клиента. Это майнинговая ферма, которая получает электроснабжение от двух точек поставки электроэнергии, относящихся к разным электросетевым компаниям.

Согласно действущему законодательству, выбор ценовой категории осуществляется в пределах границ балансовой принадлежности. У майнинговой фермы границы не совпадают, поэтому удалось заявиться на разные ценовые категории по обоим вводам. В часы дорогой электроэнергии питание идет по вводу с первой ценовой категорией, а за пределами часов пиковой нагрузки нехитрая автоматика переключает питание на второй ввод по четвертой ЦК. Благодаря этому мероприятию удалось увеличить экономию с 18 до 50%.

Чтобы рассчитать эффект использования альтернативных источников энергии, система “яЭнергетик” выполнит расчеты объемов и стоимости потребления в часы пик и за их пределами.

Контроль мощности в пиковые часы

Внедряя мероприятия по снижению потребления в пиковые часы, важно осуществлять постоянный контроль за уровнем мощности.

Система “яЭнергетик” позволяет контролировать мощность по показаниям счетчиков. Здесь вы можете настроить оповещения о превышении величины максимальной мощности. Если уставки по мощности будут нарушены, то система уведомит вас либо по электронной почте, либо PUSH-сообщением в мобильном приложении.

Заключение

В данной статье представлено множество способов уйти от потребления в пиковые часы и снизить сумму в счетах на электроэнергию. Какой именно из способов применим конкретно на вашем предприятии, должны решить ваши технические специалисты.

Использование сервиса учёта электроэнергии “яЭнергетик” обеспечивает максимальную эффективность внедрения таких мероприятий.

Copyright — © яЭнергетик, 2020г. При любом использовании опубликованных материалов и содержимого данной статьи требуется указывать источник “яЭнергетик.рф”

Снижение пиковых нагрузок в условиях меняющихся моделей энергопотребления

Создается ощущение, что при всем внимании, которое уделяется сегодня энергоэффективности, главный акцент делается на уменьшении расхода электроэнергии, а об ограничении пиковых нагрузок, которые могут обходиться столь же дорого, задумываются редко. Хотите — верьте, хотите — нет, но по данным недавнего исследования компании EV Project для коммерческих и промышленных объектов средняя стоимость киловатта потребляемой мощности в условиях пиковой нагрузки составляет около $10 в месяц. Казалось бы, это немного, но за год для коммерческого или промышленного объекта это может выливаться в суммы порядка десятков тысяч долларов, а в некоторых областях может составлять до 70% от общей суммы начисленной платы за электроэнергию. Столь высокая стоимость обусловлена тем, что энергетическим компаниям необходимо обеспечивать достаточные распределительные и генерирующие мощности. При нехватке распределительной инфраструктуры поставщик электроэнергии вынужден строить новые линии электропередачи и устанавливать новые трансформаторы, а это все сопряжено с крупными капитальными затратами. Если же недостает генерирующих мощностей, приходится запускать менее эффективные и более дорогие в эксплуатации энергетические установки (обычно это простые циклические пиковые электростанции на природном газе).

Одна из новых технологий, которая уже заметно сказывается на пиковой нагрузке, — это электромобили. Средний легковой электромобиль имеет бортовое зарядное устройство мощностью 6,6 кВт, а некоторые специализированные электромобили могут оснащаться зарядными устройствами мощностью свыше 10–20 кВт. Если у вас имеется парк электромобилей, пиковая нагрузка от зарядки их аккумуляторов может быстро вырасти до внушительных цифр. Недавно одна транспортно-логистическая компания выяснила, что пополнение автопарка 50 электромобилями обернулось бы для нее ростом пиковой нагрузки здания при одновременной зарядке всего транспорта со 100 до более чем 430 кВт! Столь резкий рост пиковой нагрузки привел бы не только к увеличению расходов на электроэнергию: энергетическая компания собиралась дополнительно выставить счет более чем на $100 000 за установку более мощного трансформатора для обслуживания этого здания. Описанная проблема касается не только легковых электромобилей. Многие организации исследуют возможность перевода своего парка вилочных автопогрузчиков с пропана на электричество, и последствия такого решения могут быть схожими (рис. 1).

Рис. 1. Добавление новых переменных нагрузок может изменить модель энергопотребления

У проблемы пиковых нагрузок есть решения — от традиционных с использованием таймеров до более передовых на основе ПЛК (программируемых логических контроллеров), которые переводят нагрузку в другие точки подключения или регулируют количество устройств, которые могут быть одновременно включены в сеть. Еще один подход: увеличить запасы энергии, добавив источник возобновляемой энергии (например, систему солнечных батарей).

Распределение нагрузки

Задача регулирования и распределения нагрузки, создаваемой зарядными устройствами электромобилей, может решаться с использованием нескольких основных стратегий:

    Зарядные станции со встроенной функцией задержки. Распространенной практикой является тарификация в зависимости от времени суток, которая поощряет потребление энергии в вечернее время. У большей части компаний пик нагрузки приходится на середину дня. К сожалению, вечером большинство компаний и заводов закрыты, и электромобили ставятся на зарядку, как только сотрудники отправляются домой (около 17:00), — раньше, чем начинают действовать пониженные тарифы. В результате около этого времени возможен пик нагрузки, который в конечном счете обернется дополнительными расходами для потребителя электроэнергии. Если масштабы проблемы не слишком велики, простым решением может быть снабжение зарядных станций функцией задержки. Эта функция позволяет отсрочить включение зарядного устройства до тех пор, пока не вступят в силу пониженные тарифы (рис. 2).

Рис. 2. Если схема зарядки не слишком сложна, отсрочка начала зарядки по таймеру может быть эффективным решением

Рис. 3. Наделив систему интеллектом в форме ПЛК, можно управлять включением отдельных зарядных устройств и тем самым уменьшить суммарную нагрузку

Рис. 4. Индивидуальные контроллеры в каждом зарядном устройстве позволяют отслеживать энергопотребление каждого устройства и оптимизировать график эксплуатации и зарядки

Использование возобновляемых источников энергии

Описанные выше решения обеспечивают распределение нагрузки, но не увеличивают имеющиеся запасы энергии. Сегодня альтернативные технологии выработки электроэнергии (в частности, фотоэлементы) вышли на такой этап развития, на котором стало экономически оправданным их внедрение в небольших масштабах.

Солнечные энергетические установки на фотоэлементах преобразуют энергию солнечного света непосредственно в электричество. Такая установка может принести двойную выгоду. Во-первых, она вырабатывает электричество, что позволяет расходовать меньше энергии от поставщика и уменьшить счета за электроэнергию. Во-вторых, о чем говорят гораздо реже, она дает возможность снизить пиковую нагрузку. В технических характеристиках солнечных энергетических установок обычно указывается пиковая выходная мощность, которая для небольшой типовой коммерческой или промышленной установки составляет около 100 кВт. Поскольку выходная мощность определяется интенсивностью солнечного света, обыкновенно нельзя рассчитывать, что установка будет выдавать указанную номинальную мощность во всякое время суток, но она может вырабатывать электричество постоянно. Даже когда солнце закрыто облаками, многие установки будут выдавать некоторую мощность, хотя и меньшую номинальной. Поэтому, если взять гипотетическую солнечную энергетическую установку с пиковой мощностью 100 кВт в предположении, что она будет снижать пиковую нагрузку на 25% от этой мощности, мы получим снижение пиковой потребляемой мощности на 25 кВт, что может дать ежегодную экономию в $3000.

Иногда требуется знать с гораздо большей вероятностью, чем 25%, что солнечная энергетическая установка способна будет ослабить пиковую нагрузку. В этих случаях следует рассмотреть возможность использования установок с накоплением энергии в той или иной форме (часто в аккумуляторных батареях), оборудованных традиционным солнечным инвертором. В отсутствие солнечного света инвертор сможет черпать энергию от аккумуляторов, снижая общую нагрузку на сеть от вашего здания. Хотя аккумулирование энергии может повлечь дополнительные затраты, скорее всего вам не понадобится такая емкость, которая бы позволила обходиться вообще без сети, поэтому данные затраты могут оказаться ниже ожидаемых. Такой вариант требует несколько более сложной системы управления, но если проблему нагрузки в вашем случае трудно решить другими способами, это поможет ослабить самые дорогостоящие пики.

Надеемся, что эта статья дала некоторое представление о стоимости пиковой нагрузки, о простых способах применения старых технологий для ограничения пиковой нагрузки от новых технических средств, а также о новых технологиях решения этой старой проблемы.

Способ сглаживания суточных пиковых нагрузок в энергосистемах больших городов

Изобретение относится к области электроэнергетики. Предложен способ автоматического регулирования процесса потребления электроэнергии промышленными и бытовыми холодильными агрегатами (холодильниками и морозильниками), а также автоматизированного регулирования процесса использования энергоемких бытовых приборов и агрегатов. Техническим результатом способа является сглаживание пиковых перегрузок или недогрузок в энергосистемах больших городов и снижение платежей потребителей за используемую электроэнергию. 1 з.п.ф-лы.

Известны способы сглаживания пиковых суточных нагрузок в больших энергосистемах, состоящие в подключении к энергосистеме в часы максимальных нагрузок (например, в утренние и вечерние часы) дополнительных генерирующих мощностей на гидростанциях, включении в работу гидроаккумулирующих, газотурбинных электростанций, переброски избыточной электроэнергии из регионов с другими часовыми поясами, установлении смещенных графиков работы некоторых предприятий и железнодорожного транспорта, закольцевании генерирующих мощностей и управлении ими с единого диспетчерского пункта и т.п.

Читайте также:  Однополюсный драйвер шагового двигателя: схема, печатные платы

Однако существенные различия в потреблении электроэнергии в различные часы суточного графика сохраняются и сглаживание коэффициента нагрузки на энергосистему остается актуальной проблемой для больших городов.

Предлагаемый способ позволяет достигать дополнительного сглаживания суточного графика потребления электроэнергии в летний сезон, особенно в жаркие дни, когда возрастает потребление электроэнергии холодильными агрегатами пищевых предприятий, продовольственных магазинов и рынков, а также домашних холодильников и морозильников, кондиционеров служебных и жилых помещений.

Возрастание этого потребления электроэнергии обусловлено ростом наружной температуры воздуха, которое является более значительным в жаркие дневные часы и снижается ночью, усиливая неравномерность нагрузки на энергосистему в суточном цикле, вызываемую другими факторами.

Предлагаемый способ позволяет существенно снизить дестабилизирующее влияние на коэффициент суточной нагрузки энергосистем массовой холодильной техники больших городов, работающей в пищевой промышленности, в магазинах, на рынках и практически в каждой квартире граждан.

Суть предлагаемого способа сводится к следующему. Всем потребителям электроэнергии, передаваемой по низковольтным линиям, распределительных городских электросетей с помощью высокочастотного канала передается текущее значение коэффициента нагрузки в энергосистеме Kt, а также его расчетное среднее (сглаженное) значение в течение суток (К).

Каждый агрегат холодильной техники промышленного или бытового назначения (морозильник, холодильник) оснащается прибором для выделения этого сигнала – текущего значения коэффициента нагрузки, а также расчетного среднего значения этого коэффициента. Схема сравнения прибора определяет знак и величину разницы между текущим и номинальным коэффициентом нагрузки и прибор автоматически переводит данный конкретный агрегат либо на режим запасания холода в дополнительных морозильных камерах (если Kt К). При этом интенсивность дополнительного использования электроэнергии при низком Kt, а также интенсивность использования запасенного холода при высоких (пиковых) значениях Kt пропорциональны модулю соответствующего отклонения от номинала.

Дополнительным способом является установка вычислительных приставок к существующим счетчикам потребляемой электроэнергии, которые позволяют выделять из высокочастотного канала электросети текущие значения коэффициента нагрузки на энергосистему Kt и производить расчет приведенного значения тарифа оплаты за потребляемую электроэнергию с учетом конкретного значения Kt: Sпр.т=QтС1пр, где Qт – количество электроэнергии (в киловатт/часах), которое использовал потребитель за время Т (согласно показаниям существующих счетчиков); i – дискретный интервал времени на отрезке [О, Т], в течение которого коэффициент нагрузки на энергосистему существенно не меняется и может быть принят среднему значению Ki; С1 – стоимость одного киловатт/часа электроэнергии согласно установленному тарифу; qi – количество электроэнергии, потребляемой за дискретный промежуток времени i, в течение которого коэффициент нагрузки на энергосистему существенно не меняется; Ki – средний коэффициент нагрузки на энергосистему на дискретном интервале i, вычисляемый микрокомпьютером приставки к счетчику электроэнергии.

Отношение С1пр1= Ктт – коэффициент текущего тарифа, выводимый в виде визуальной информации на приставку к счетчику электроэнергии. При недогрузках в энергосистеме Ктт 1.

Ориентируясь на эту информацию, каждый потребитель электроэнергии заинтересован включать энергоемкие агрегаты преимущественно в такие временные интервалы i, когда Ктт 1, т.е. при перегрузках энергосистемы. Этот стимул как гибкий регулятор дополнительно к автоматическому регулированию холодильных агрегатов будет способствовать сглаживанию нагрузки в энергосистеме в суточных циклах.

1. Способ сглаживания суточных пиковых нагрузок в энергосистемах больших городов, отличающийся тем, что все промышленные и бытовые холодильные агрегаты оснащают системой автоматического приема по высокочастотному каналу в низковольтных распределительных электрических сетях текущего значения коэффициента нагрузки энергосистемы, схемой сравнения его с номинальным значением и при отрицательной разности между текущим и номинальным коэффициентами автоматически переводят все работающие холодильные агрегаты на режим запасания холода в дополнительных морозительных камерах с интенсивностью, пропорциональной разности, а при положительной разности автоматически расходуют запасенный холод для поддержания требуемой температуры в шкафах хранения охлаждаемых продуктов с одновременным сокращением потребления электроэнергии из сети, в размере, пропорциональном превышению коэффициента нагрузки в сети над номинальным значением.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выделяют из высокочастотного канала электросети текущее значение коэффициента нагрузки и производят вычисление платы за потребляемую электроэнергию по гибкому тарифу, размер которого измеряется непрерывно, пропорционально коэффициенту нагрузки в энергосистеме.

Решения по энергосбережению: стратегия распределения нагрузки по времени

Материал из Руководство по устройству электроустановок

Общие правила проектирования электроустановок
Подключение к распределительной сети высокого напряжения
Подключение к низковольтной распределительной сети
Руководство по выбору архитектуры сети высокого и низкого напряжения
Распределение в системах низкого напряжения
Защита от поражения электрическим током
Выбор сечения и защита проводников
Низковольтная распределительная аппаратура
Защита от перенапряжений в низковольтных сетях
Энергоэффективность в электрических сетях
  • Энергоэффективность в электрических сетях: введение
  • Энергоэффективность и электричество
  • Диагностика с использованием электрических измерений
    • Получение физических данных
    • Данные электрической сети для реальных целей
    • Построение системы начинается с установки отдельно стоящих решений
  • Решения по энергосбережению
    • Решения по энергосбережению: двигатели и их замена
    • Решения по энергосбережению: насосы, вентиляторы и двигатели переменной скорости вращения
    • Решения по энергосбережению:освещение
    • Решения по энергосбережению: стратегия распределения нагрузки по времени
    • Решения по энергосбережению: коррекция коэффициента мощности
    • Решения по энергосбережению: подавление высокочастотных помех
    • Решения по энергосбережению: другие методы энергосбережения
    • Решения по энергосбережению: информационная система
    • Таблица решений по энергосбережению
  • Оценка энергосбережения
  • От окупаемости проекта к постоянным дивидендам
Компенсация реактивной мощности и фильтрация гармоник
Управление гармониками
Особые источники питания и нагрузки
Электроустановки жилых помещений и коттеджей
Электромагнитная совместимость (ЭМС)

Содержание

На сегодняшний день накопление электроэнергии в достаточно больших объемах экономически нецелесообразно, а зачастую и технически невозможно, поэтому электроэнергия должна вырабаты- ваться в четком соответствии с ее потреблением. В связи с этим поставщики электроэнергии вынуждены обеспечивать уровень генерируемой мощности, равной максимальной нагрузке, которая не так часто встречается. В остальное время энергия может быть излишней и невостребованной, напоминая капитал, замороженный в неиспользованном оборудовании промышленных предприятий. По этой причине поставщикам электроэнергии выгодно сглаживать пики потребления. Распределение нагрузки по времени является активным подходом к энергосбережению, т.к. даже высокотехнологичные устройства могут создавать максимумы потребления.

Недопущение пиковой нагрузки

Одним из способов, которым энергетические компании заставляют потребителей избегать пиков в потреблении, заключается в том, что затраты на поддержание потенциально высокой мощности генерации электроэнергии перекладываются на тех, кто создает наиболее больший разброс потребляемой мощности. Счета за электроэнергию состоят из нескольких статей расходов. Одной из них является реально потребленная электроэнергия, другая (максимально допустимая мощность) обычно рассчитывается исходя из пиковой мощности потребления в предыдущий период, который может составлять год или квартал. Счета за максимально допустимую мощность выставляются компаниям с достаточно большим энергопотреблением за то, что поставщик поддерживает избыточный уровень генерации энергии и содержит необходимую инфраструктуру для обеспечения максимально возможного потребления в любое время, даже если это требуется достаточно редко. Если потребителю удается избегать пиков в потреблении электроэнергии, он может избежать дополнительных затрат за максимально допустимую мощность потребления, даже если фактическое потребление останется на том же уровне. Следует заметить, что резкое единоразовое увеличение мощности потребления электроэнергии заставляет нести дополнительные затраты в течение долгого времени, т.к. это поднимает плату за максимально допустимую мощность не только в следующем месяце, но и в последующий период времени, определяемый тарифом, доходящий до года. Это означает, что единоразовый всплеск потребления, продолжительностью пусть и несколько минут, может иметь достаточно долгие последствия в счетах за электроэнергию.

Рис. K21: Пример стратегии распределения нагрузки по времени

Для снижения всплесков потребления электроэнергии применяются автоматические системы управления и распределения электроэнергии, построенные на программируемых логических контроллерах. Максимально допустимая мощность рассчитывается как точное значение потребления электроэнергии за определенный промежуток времени, например, кВт∙ч за 15 минут. Целью управления является удержание общего потребления электроэнергии в любой такой промежуток времени ниже определенного уровня. Если потребитель расходует больший объем энергии за один из временных интервалов, система определяет это как назревающий пик потребления. В этом случае включается сигнал тревоги и, если диспетчер не предпримет определенные действия, система контроля начинает отключать неважные нагрузки в заранее установленном порядке до тех пор, пока состояние тревоги не будет сброшено, или не закончится временной отрезок. Все нагрузки потребителя разделяются на три категории: критические, важные и неважные. Обычно отключаются только неважные потребители энергии, причем порядок отключения может быть запрограммирован заранее.

Рис. K22: Влияние максимальной потребляемой мощности на счет за электроэнергию.

Если у потребителя электроэнергии есть достаточное количество неважных нагрузок, чтобы воздействовать на всплески потребления, можно уменьшить плату за максимально возможную мощность на 10-30%, которая может составлять до 60% от общей суммы счета за электроэнергию. Установка подобной системы обычно имеет срок окупаемости менее года.

Потребление по расписанию

Многим компаниям обычно предлагают тарифы на электроэнергию, зависящие от времени дня. Во время рабочего дня тарифы максимальны. Многие пользователи переносят время включения нагрузок, чтобы воспользоваться более дешевым тарифом. Обычно это относится только к нагрузкам, не требовательным ко времени включения.

Ограничение потребляемой мощности по требованию

Другая тактика недопущения создания пиков потребления – отключение нагрузок по запросу, что означает распределение и управление электроэнергией в зависимости от запросов пользователей с учетом возможностей питающей сети. Пользователям могут быть представлены определенные льготы, за то, чтобы они уменьшали потребляемую мощность, когда у сети нет возможности обеспечить электроэнергией всех потребителей. В основном такая ситуация возникает в наиболее жаркую погоду, когда обывателям и бизнесу необходима дополнительная мощность на вентиляцию и кондиционирование. В некоторых странах существуют специальные сторонние компании, которые анализируют параметры электрической сети и определяют цену электроэнергии в каждый момент.

Потребителям, согласившимся на отключение нагрузки при необходимости, предоставляются определенные льготы, а у поставщика появляется дополнительная энергия, которую можно продать. В любом случае у такой компании должен быть договор с потребителем, который должен сократить энергопотребление до заранее определенного уровня по первому требованию поставщика. Подобные контракты могут содержать как аварийные схемы потребления (потребитель должен уменьшить нагрузку под угрозой высоких штрафов), так и опционные (снижение потребления стимулируется материально, а потребитель решает сам насколько ему необходимо снизить нагрузку). Обычно контракты лимитируют продолжительность ограничений в пределах 2 – 4 часов и количество подобных ограничений (от 3 до 5) в год. У промышленности больше возможностей по применению указанной схемы, в то время как офисные или жилые строения не могут резко сократить энергопотребление без существенного влияния на комфорт находящихся в них людей.

Уведомление о необходимости ввода ограничения потребления электроэнергии поступает по телефону или автоматически с узла учета и мониторинга. Обычно оно приходит заранее, за 30-60 минут до момента, когда необходимо снизить потребляемую мощность. После получения уведомления потребитель либо вручную, либо при помощи программируемой автоматики последовательно отключает или сокращает энергопотребление своих нагрузок до достижения затребованного уровня. После этого автоматика узла учета и мониторинга или диспетчерская служба поставщика электроэнергии начинает отсчет времени ограничения потребления энергии.

После его завершения та же автоматика или диспетчерская служба посылает уведомление о завершении режима ограничения, и потребитель электроэнергии может восстановить нормальную работу оборудования или производства.

Выгода от применения ограничения потребления электроэнергии зависит от конкретных условий и тарифов. Применяются различные варианты поощрения клиентов за использование подобной схемы. Если у потребителя имеется достаточное количество некритичных ко времени работы нагрузок, отключение которых позволяет избежать пика потребления в электросети, его выгода может составить до 30% от общей суммы.

Срок окупаемости систем автоматического снижения потребления электроэнергии, как правило, составляет менее одного года. Без использования автоматических систем отключение нагрузки приходится проводить вручную, что приводит к определенным рискам, например, если диспетчер не успеет отреагировать на введение режима ограничения за определенное время. Если потребитель, работающий по такой схеме, не ограничит потребление электроэнергии, на него будут наложены достаточно высокие штрафы. Таким образом, установка автоматизированной системы, позволяющей избежать всплеска потребления и обеспечить ограничение потребления энергии по запросу поставщика, является достаточно выгодным вложением материальных средств.

Совместное использование оборудования контроля и управления электросетью и веб-сайта снижения потребления по требованию делает участие потребителя в схемах снижения нагрузки по запросу питающей сети более удобным. Подобный сайт дает возможность поставщику электроэнергии уведомить своих потребителей об аварийных или опционных ограничениях электроэнергии. Пользователи, узнав необходимость и условия опционного ограничения, могут проверить и проанализировать свое энергопотребление и, в зависимости от различных условий, более оперативно принять решение об опционном ограничении потребления электроэнергии. Подобный сайт также поддерживает функции аудита и записи прошедших событий, демонстрирующих функционирование сети.

Генерация энергии по месту использования

Выработка электроэнергии непосредственно на производстве позволяет добиться определенной гибкости. Наличие локального генератора позволяет обеспечить электроэнергией нагрузки, которые были бы отключены для недопущения пика потребления или согласно схеме снижения потребляемой мощности по запросу поставщика. Автоматизированная система электрической сети предприятия может быть расширена для внедрения системы управления генераторными установками, включенными в единую электрическую сеть предприятия. Автоматическая система управления может быть запрограммирована для постоянного сравнения стоимости электроэнергии, поставляемой энергетической компанией, со стоимостью энергии, вырабатываемой дополнительным источником энергии, например, автономным дизель-генератором. Если тариф поставщика электроэнергии выше стоимости энергии, вырабатываемой автономным генератором, автоматика переключает нагрузки на питание от локального источника энергии. Когда стоимость энергии от поставщика снижается, нагрузки автоматически переключаются на штатный режим работы, а генератор отключается. При этом надо учитывать, что в некоторых местах законодательно запрещено использование дизельных генераторов больше заранее определенного количества часов в год. Это сделано для сокращения выбросов вредных газов в атмосферу. Этот фактор также должен учитываться, т.к. он ограничивает возможности использования автономных генераторов.

Ссылка на основную публикацию