26
Сентябрь
–
октябрь
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
Сотрудник
Pee Dee Electric
демонстрирует
,
как
напряжение
в
сети
отслеживается
и
регулируется
.
Это
можно
с
одинаковым
успехом
делать
как
через
станцию
SCADA,
так
и
с
помощью
iPad.
УПРАВЛЕНИЕ
УПРАВЛЕНИЕ
Спросом
Спросом
Б
лагодаря
технологии
энергосбережения
путём
снижения
напряжения
(CVR)
энергетические
компании
могут
заметно
сократить
пиковую
мощность
практически
без
финансовых
затрат
и
неудобства
для
потребителей
. CVR
позволяет
снять
пик
нагрузки
,
сэкономить
энергию
,
сократить
выделе
-
ние
парниковых
газов
и
избежать
скачков
напряжения
от
распределённых
источников
энергии
.
CVR
выгодна
компаниям
разных
типов
:
от
неболь
-
ших
и
средних
кооперативов
и
муниципальных
органи
-
заций
до
крупных
инвестиционных
компаний
.
Компания
Pee Dee Electric Cooperative (PDEC)
уже
имеет
успеш
-
ный
опыт
использования
CVR
для
сокращения
расхо
-
дов
на
обеспечение
пиковой
мощности
.
Компания
авто
-
матизировала
технологию
,
переделав
переключатели
от
водонагревателей
для
управления
системой
.
Теперь
при
достижении
пиковой
мощности
напряжение
в
сети
снижается
автоматически
.
Что
такое
CVR?
CVR —
это
практика
снижения
напряжения
в
основ
-
ной
распределительной
сети
,
чтобы
напряжение
во
вто
-
ричной
сети
находилось
на
нижней
границе
допустимого
согласно
регламенту
Американского
института
государ
-
ственных
стандартов
(ANSI).
Традиционно
напряжение
в
сети
стараются
поддерживать
ближе
к
верхней
грани
-
це
,
чтобы
в
случае
неполадок
или
коротких
замыканий
напряжение
в
сети
не
упало
ниже
допустимого
уровня
.
CVR ждёт большое будущее
Энергосбережение путём снижения напряжения
позволяет энергетическим компаниям значительно
сократить максимальную потребляемую мощность без
больших затрат и ущерба для потребителей.
Роб Ардис (Rob Ardis),
Pee Dee Electric Cooperative,
и
Роберт Улуски (Robert Uluski),
UISOL
27
Сентябрь
–
октябрь
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
УПРАВЛЕНИЕ
УПРАВЛЕНИЕ
Спросом
Спросом
Исследования
показали
,
что
у
большинства
электрических
устройств
,
используемых
в
частных
домах
и
коммерческих
организациях
,
индекс
CVR
составляет
как
минимум
50%,
соответственно
,
при
снижении
напряжения
они
будут
потреблять
меньше
энер
-
гии
.
Исключение
составляют
устройства
,
которые
практически
нечувствительны
к
колебаниям
напряжения
.
Функционирование
на
верх
-
ней
границе
допустимого
уровня
позволяет
компаниям
сократить
расходы
на
распределение
,
по
-
скольку
снижение
напряжения
потребовало
бы
дополнительных
точек
наблюдения
в
точках
при
-
соединения
и
на
других
важных
участках
линии
.
Такой
монито
-
ринг
был
бы
необходим
,
чтобы
не
допустить
падения
напряжения
ниже
минимального
уровня
.
Большинство
компаний
не
об
-
ращают
внимания
на
превышение
верхнего
предела
диапазона
на
-
пряжения
в
пунктах
за
пределами
подстанции
.
Самое
большое
на
-
пряжение
в
точке
присоединения
всегда
концентрируется
в
шине
и
снижается
по
мере
отдаления
от
подстанции
и
приближения
к
по
-
требителю
.
Растущее
количество
распре
-
делённых
источников
энергии
по
-
зволяет
использовать
обратную
мощность
для
повышения
на
-
пряжения
вдали
от
подстанций
.
В
связи
с
этим
велик
риск
того
,
что
напряжение
в
сети
будет
превышать
допустимую
норму
,
и
энергетическим
компаниям
придётся
заду
-
маться
о
снижении
мощности
.
Концепция
снижения
напряжения
отнюдь
не
нова
.
Многие
электроэнергетические
компании
использовали
сокращение
напряжения
в
течение
многих
десятиле
-
тий
,
чтобы
резко
снизить
мощность
в
случае
аварийной
ситуации
в
пиковый
период
или
при
нехватке
электро
-
снабжения
.
Раньше
эту
технологию
называли
затемне
-
нием
,
из
-
за
того
,
что
при
снижении
напряжения
падала
яркость
ламп
накаливания
.
Сегодня
этот
термин
не
ис
-
пользуется
,
потому
что
флуорес
-
центные
и
светодиодные
лампы
,
которые
получили
широкое
рас
-
пространение
,
не
теряют
яркость
при
любом
напряжении
.
Снижен
-
ное
напряжение
не
мешает
функ
-
ционированию
системы
в
дли
-
тельных
промежутках
времени
и
позволяет
сохранять
энергию
и
смягчать
периоды
пиковой
на
-
грузки
.
Если
напряжение
в
сети
сниже
-
но
постоянно
(24
часа
в
день
,
семь
дней
в
неделю
),
такую
технологию
называют
CVR,
в
этом
случае
её
главная
задача
—
энергосбереже
-
ние
.
Если
же
мощность
сокращают
только
в
периоды
пиковой
нагруз
-
ки
,
это
сокращение
или
оптимиза
-
ция
энергоснабжения
.
Снижение
напряжения
в
пи
-
ковый
период
выгодно
экономи
-
чески
,
так
как
позволяет
снизить
плату
за
мощность
поставщика
в
периоды
высокой
загрузки
.
Кроме
того
, CVR
позволяет
местным
ком
-
паниям
избежать
строительства
дополнительных
сетей
и
повысить
мощность
существующих
.
Зачем
это
нужно
?
CVR
имеет
несколько
значительных
преимуществ
:
•
технология
позволяет
снизить
затраты
в
пиковый
период
и
избежать
повышения
цен
;
•
сберегает
энергию
;
•
снижает
плату
за
нагрузку
;
•
потенциально
уменьшает
выделение
углекислого
газа
;
С
использованием
CVR
напряжение
снижается
.
Но
остаётся
в
рамках
стандар
-
та
ANSI
на
протяжении
всей
сети
.
Источник
: Power Distribution Engineering —
Fundamentals and Applications, James J. Burke.
28
Сентябрь
–
октябрь
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
PDEC
автоматизировала
процесс
снижения
напряжения
в
сети
,
используя
переключатели
для
водонагревателей
.
Цен
-
тральная
станция
,
главный
поставщик
энергии
компании
,
посылает
сигнал
для
автоматического
снижения
напряже
-
ния
в
пиковый
период
.
УПРАВЛЕНИЕ
УПРАВЛЕНИЕ
Спросом
Спросом
•
соответствует
международным
и
национальным
ре
-
гламентам
;
•
смягчает
последствия
снижения
напряжения
и
пото
-
ков
обратной
мощности
от
распределённых
источ
-
ников
.
У
многих
людей
есть
опасение
,
что
CVR
может
плохо
отразиться
на
электрических
устройствах
.
Од
-
нако
опыт
энергокомпаний
и
многочисленные
иссле
-
дования
,
которые
проводились
в
том
числе
Electric
Power Research Institute
и
Paci
fi
c Northwest National
Laboratories,
доказали
,
что
большинство
устройств
мо
-
гут
функционировать
при
сниженном
напряжении
без
потери
производительности
,
негативных
последствий
или
вредного
влияния
на
оборудование
.
Кроме
того
,
использование
меньшего
объёма
электричества
сни
-
жает
расходы
на
эксплуатацию
.
Пример
обычной
лампы
накаливания
прекрасно
иллюстрирует
действие
технологии
.
В
сущности
,
лам
-
па
накаливания
является
резистором
.
По
закону
Ома
,
энергия
,
потребляемая
лампой
,
зависит
от
квадрата
на
-
пряжения
.
Таким
образом
,
снижение
напряжения
лам
-
пы
снизит
количество
энергии
,
которое
она
потребля
-
ет
.
Энергокомпании
используют
термин
«
показатель
CVR»,
чтобы
обозначить
чувствительность
различных
устройств
к
снижению
напряжения
.
В
случае
с
идеальной
лампой
накаливания
,
пока
-
затель
CVR
будет
равен
2.
Это
значит
,
что
снижение
напряжения
на
1%
уменьшит
количество
потребляе
-
мой
энергии
на
2%.
В
реальности
лампы
накаливания
не
являются
идеальным
транзистором
,
потому
что
сопротивление
лампы
меняется
при
её
нагревании
.
Лабораторные
исследования
показали
,
что
из
-
за
это
-
го
эффекта
фактор
CVR
для
лампы
на
самом
деле
равен
около
1,5.
Показатель
CVR
необходим
,
чтобы
понять
,
как
сни
-
жение
напряжения
влияет
на
разные
устройства
.
Это
помогает
компании
определить
,
на
каких
цепях
пре
-
имущественно
стоит
использовать
данную
технологию
.
Некоторые
компании
немало
вложили
в
исследования
,
чтобы
понять
,
как
использовать
CVR c
максимальной
выгодой
.
Большинство
электрических
устройств
имеют
по
-
ложительный
показатель
CVR.
У
большей
части
из
них
показатель
CVR
составляет
как
минимум
50%,
соответ
-
ственно
,
при
снижении
напряжения
они
будут
потре
-
блять
меньше
энергии
.
Некоторые
устройства
практи
-
чески
нечувствительны
к
снижению
напряжения
.
Чаще
всего
это
устройства
,
которые
автоматически
подстраи
-
ваются
под
напряжение
в
сети
.
При
колебаниях
напряжения
устройство
самосто
-
ятельно
меняет
свои
настройки
.
Если
напряжение
по
-
нижено
,
устройство
увеличивает
поток
энергии
,
чтобы
мощность
не
снижалась
.
Очевидно
,
что
если
в
цепи
много
подобных
устройств
,
использование
CVR
будет
невыгодно
.
Когда
компания
снижает
напряжение
в
сети
конкрет
-
ной
организации
или
участка
,
показатель
CVR
будет
вычисляться
по
сумме
всех
устройств
,
функционирую
-
щих
в
этом
секторе
.
По
тому
же
принципу
показатель
измеряется
,
когда
напряжение
снижается
в
шине
под
-
станции
или
в
распределяющем
устройстве
—
показа
-
тель
CVR
будет
рассчитан
исходя
из
суммы
всех
обслу
-
живаемых
устройств
.
Опыт
использования
Опыт
использования
CVR
в
энергетике
достаточ
-
но
обширен
.
Многие
компании
проводили
испытания
,
чтобы
продемонстрировать
эффективность
этой
тех
-
нологии
.
Результаты
испытаний
показали
,
что
средний
коэффициент
CVR
составляет
от
0,6
до
0,8.
Соответ
-
ственно
,
при
снижении
напряжения
на
1%
нагрузка
на
сеть
сокращается
от
0,6
до
0,8%,
а
при
снижении
на
3%
в
пиковый
период
от
2,1
до
2,4%.
Для
энергосистемы
мощностью
в
100
МВт
это
мо
-
жет
обернуться
экономией
в
200
тысяч
долларов
в
год
.
Компания
Pee Dee Electric Cooperative PDEC
об
-
служивает
30
тысяч
клиентов
в
округах
Честерфильд
,
Дарлингтон
,
Диллон
,
Флоренс
,
Ли
и
Марион
в
Южной
Каролине
,
США
.
Компания
является
одним
из
20
энер
-
гетических
кооперативов
в
штате
и
покупает
энергию
у
Central Electric Power Cooperative (Central).
Поскольку
все
20
компаний
покупают
энергию
вместе
,
каждая
из
них
платит
ежемесячную
комиссию
в
соответствии
с
максимальной
нагрузкой
на
их
участок
сети
.
Учитывая
плотность
населения
и
опыт
предыдущих
лет
,
эту
вели
-
чину
несложно
рассчитать
.
PDEC
начали
использовать
CVR
в
1980-
х
годах
,
что
-
бы
извлечь
наибольшую
выгоду
из
такой
системы
опла
-
ты
.
На
самом
деле
именно
возможная
экономия
стала
толчком
к
покупке
системы
контроля
и
сбора
данных
SCADA.
Стандартное
напряжение
сети
в
течение
дня
составляло
125
В
,
а
в
период
пиковой
нагрузки
опера
-
тор
вручную
снижал
напряжение
до
минимально
допу
-
стимых
на
то
время
значений
.
Сегодня
половина
подстанций
PDEC
регулируется
в
точках
подключения
,
остальные
всё
ещё
управляются
через
шинные
устройства
.
Естественно
,
система
функци
-
онирует
гораздо
эффективнее
при
управлении
из
пунктов
подключения
,
так
как
шинные
устройства
позволяют
сни
-
зить
напряжения
только
до
уровня
самой
слабой
цепи
.
29
Сентябрь
–
октябрь
2015
www.tdworld.com, www.tdwr.ru
Pee Dee Electric
показывают
,
как
реальное
и
реактивное
потребление
энергии
падают
в
период
снижения
напряжения
и
возвращаются
к
стандартным
показателям
при
его
восстановлении
.
Компании
,
упомянутые
в
статье
:
Central Electric Power Cooperative | www.cepc.net
Duke Energy | www.duke-energy.com
Electric Power Research Institute | www.epri.com
Paci
fi
c Northwest National Laboratory | www.pnnl.gov
Pee Dee Electric Cooperative | peedeeelectric.com
Santee Cooper | www.santeecooper.com
УПРАВЛЕНИЕ
УПРАВЛЕНИЕ
Спросом
Спросом
Предположительно
,
за
последние
30
лет
процесс
из
-
менился
.
Изначально
,
чтобы
снизить
напряжение
,
опе
-
раторам
было
необходимо
ехать
в
офис
и
вручную
ре
-
гулировать
процесс
,
а
по
истечении
запланированного
срока
,
так
же
вручную
перезапускать
его
.
Если
в
систе
-
ме
контроля
возникали
неполадки
(
что
нередко
случа
-
лось
), CVR
запускали
в
полевых
условиях
.
Операторы
и
рабочие
вручную
снижали
напряжение
в
подстанциях
.
Постепенно
система
была
усовершенствована
,
и
теперь
может
управляться
из
дома
,
что
значительно
облегчило
жизнь
работникам
компании
.
Сегодня
весь
процесс
автоматизирован
,
и
достаточно
сигнала
с
цен
-
тральной
станции
,
чтобы
снизить
или
восстановить
на
-
пряжение
.
Для
этого
используются
обычные
переклю
-
чатели
для
водонагревателей
.
Когда
технология
использовалась
впервые
,
были
подозрения
,
что
её
эффект
непостоянен
.
Специалисты
центральной
станции
,
к
примеру
,
считали
,
что
снижение
напряжения
в
15:00
сократит
расход
энергии
только
на
полчаса
,
пока
не
среагируют
потребители
с
тепловым
реле
.
Таким
образом
,
кооперативы
в
Южной
Каролине
под
управлением
центральной
станции
использовали
CVR
исключительно
в
периоды
ожидаемой
пиковой
на
-
грузки
(18:00 — 20:00
зимой
и
16:00 — 18:00
летом
).
Од
-
нако
пик
нагрузки
нередко
случался
и
до
15:00 — 16:00.
После
продолжительных
исследований
было
дока
-
зано
,
что
CVR
эффективна
в
течение
всего
контрольно
-
го
периода
.
Поэтому
время
использования
CVR
летом
было
увеличено
с
6:00
до
9:00
утра
(
при
холодной
по
-
годе
)
и
с
15:00
до
19:00
вечером
(
при
жаркой
погоде
).
Последнее
нововведение
—
это
разделение
пиков
передачи
и
производства
.
Поскольку
центральная
стан
-
ция
приобретает
энергию
у
компаний
Santee Cooper
и
Duke,
необходимо
наблюдать
сразу
за
тремя
видами
пиков
.
Все
20
кооперативов
в
Южной
Каролине
несут
расходы
за
пик
передачи
во
всём
штате
.
Однако
за
пик
производства
отвечает
компания
,
на
чьей
территории
находится
конкретная
подстанция
.
Все
подстанции
PDEC
обслуживаются
линиями
Central—Santee Cooper.
Компания
Duke
обслуживает
пять
кооперативов
на
се
-
вере
штата
.
Основываясь
на
исследо
-
ваниях
PDEC,
показатель
CVR
компании
близок
к
1,0.
Напря
-
жение
в
сетях
в
пиковый
период
колеблется
между
118
и
123
В
,
в
зависимости
от
распредели
-
теля
или
шины
.
По
подсчётам
компании
,
это
сэкономило
от
500
до
600
тысяч
долларов
в
2014
году
.
За
последние
30
лет
система
SCADA
окупилась
уже
много
раз
.
Положительные
результаты
Популярность
CVR
стре
-
мительно
растёт
,
ведь
это
не
возмущающий
метод
контроля
пикового
напряжения
и
энер
-
гораспределения
,
а
растущее
количество
распределённых
ис
-
точников
энергии
.
Опыт
PDEC
показывает
воз
-
можности
эффективного
и
низ
-
козатратного
использования
CVR,
открывая
дорогу
другим
компаниям
,
которые
хо
-
тят
полностью
использовать
свой
потенциал
.
Роб
Ардис
(Rob Ardis,
главный
директор
по
производству
в
Pee Dee Electric
Cooperative
в
г
.
Дарлингтон
,
Южная
Каролина
,
США
.
Имеет
степень
бакалавра
в
области
электроинженерии
,
физики
и
математики
,
является
официально
зареги
-
стрированным
специалистом
.
Член
Института
инже
-
неров
по
электротехнике
и
радиоэлектронике
,
Нацио
-
нального
общества
профессиональных
инженеров
и
Ассоциации
инженеров
энергетических
кооперативов
Южной
Каролины
.
После
десятилетней
службы
в
ка
-
честве
директора
по
производству
PDEC, 1
авг
. 2015
г
.
Ардис
стал
президентом
и
управляющим
директором
Santee Electric Cooperative.
Роберт
Улуски
(Robert Uluski,
ви
-
це
-
президент
компании
UISOL
по
автоматизации
распре
-
делительной
сети
и
системам
управления
распредели
-
тельными
сетями
.
Имеет
степень
бакалавра
и
магистра
и
является
зарегистрированным
профессиональным
инженером
.
Улуски
—
один
из
ведущих
экспертов
США
по
технологии
и
бизнесу
в
области
автоматизации
рас
-
пределительных
сетей
.
Занимает
высокие
должности
в
Институте
инженеров
по
электротехнике
и
радиоэлек
-
тронике
и
Энергетическом
сообществе
.
В
2010
г
.
полу
-
чил
премию
им
.
Дугласа
Стазески
Института
инженеров
по
электротехнике
и
радиоэлектронике
за
достижения
в
области
автоматизации
распределительной
сети
.
Оригинал статьи: CVR ждёт большое будущее
Энергосбережение путём снижения напряжения позволяет энергетическим компаниям значительно сократить максимальную потребляемую мощность без больших затрат и ущерба для потребителей.
