Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Декабря 2014 в 21:03, курсовая работа
Цель исследования – рассмотреть разработку и реализацию модели «умный город».
Задачи исследования:
Раскрыть сущность понятия модели «умный город»;
Рассмотреть реализацию модели «умный город» на примере города Белгород;
Создать общий план реализации модели «умный город».
ОАО «МРСК Центра» и Администрация Белгородской области с февраля 2009 года являеются членами Консорциума «умных городов» Accenture.
Техническая политика Единой операционной компании предусматривает замену масляных выключателей на элегазовые и вакуумные, что позволит повысить эффективность оборудования, снизить нагрузку на окружающую среду.
Автоматизация распределительных сетей с применением вакуумных реклоузлов позволяет обеспечить автоматическое секционирование ВЛ 6-10 кВ с выделением поврежденного участка и минимизирует количество отключенных потребителей (локализация отключаемых участков). Это повышает надежность электроснабжения потребителей, уменьшает среднее время прекращения электроснабжения Кроме того применение вакуумных реклоузлов существенно увеличивает коммутационный ресурс выключателей по сравнению с маломасляными выключателями.
Установка приборов учета АИИС КУЭ Нейрон усилит учет потребления электроэнергии потребителями в многоквартирных и частных домах. Дистанционный съем показаний потребления, мониторинг напряжения, нагрузки в сети, вскрытия счетчика, уведомления потребителей о смене тарифов, предстоящих отключениях/ограничениях, получение потребителями и сбытовыми компаниями информации о потреблении (по 30 мин интервалам) позволяют применять гибкие тарифы энергопотребления и разгружать сети во время пиковых нагрузок. Применение балансирующих счетчиков позволяет обнаруживать факты хищения электроэнергии (безучетное потребление) и определять сверхнормативные потери за счет состояния сети. Кроме того, Нейрон дает возможность дистанционно ограничивать потребление электроэнергии по мощности или отключить потребителя.
Установка бустеров улучшает качество электроэнергии за счет стабилизации уровня напряжения, то есть позволяет повысить уровень напряжения в случаях, когда исчерпана возможность регулировки традиционными средствами регулирования напряжения (РПН и ПБВ трансформаторов). Наибольший эффект бустеры дают на линиях достаточно большой протяженности.
Неслучайно для реализации проекта «Умный город» выбран Белгород. Необходимость его внедрения связана с постоянно растущим энергопотреблением в областном центре. По мнению заместителя генерального директора – директора филиала ОАО «МРСК Центра» – «Белгородэнерго» Виктора Филатова, есть два способа решения этой проблемы: строительство новых подстанций, линий электропередачи или применение инновационных технологий. Так, на территории региона уже используются оборудование и программные комплексы, которые с полной уверенностью можно назвать составной частью интеллектуальных сетей «умного города». Это - реклоузеры, вольтодобавочные трансформаторы (бустеры), автоматизированная система управления уличным освещением «Гелиос», автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии с интеллектуальными счётчиками «Нейрон». Часть этих программных продуктов и технологических комплексов разработана белгородскими специалистами, а бустеры с прошлого года производятся в Белгороде. Кроме того, в филиале телемеханизированы все подстанции 35-110 кВ, управление которыми производится дистанционно из Центра управления сетями «Белгородэнерго». Для оперативно-выездных бригад приобретены современные внедорожники, оснащенные необходимым оборудованием для быстрой ликвидации повреждений в сетях.
Топ-менеджеры компании «Аксенчер» подтвердили высокий уровень развития «Белгородэнерго». Так, на совещании, прошедшем после встречи с губернатором, международный директор по «умным технологиям» «Аксенчер» Бартош Войчик отметил: «Увиденное нами в компании говорит о стремлении «Белгородэнерго» стать лидером по внедрению современных технологий в энергетической отрасли».
По итогам встречи было принято решение создать рабочую группу, которая сформирует основные и актуальные для Белгорода направления реализации проекта «Умный город». Пилотными территориями станут новые микрорайоны Улитка и Юго-Западный.
Проект «Умный город»
1 этап – Мобилизация и определение.
Мероприятия:
Результаты:
2 этап
– Анализ и определение
Мероприятия:
Результаты
3 этап – Разработка документа по запуску проекта.
Мероприятия:
В регионе уже используются оборудование и программные комплексы, которые являются элементами интеллектуальных сетей «умного города». Это автоматизированная система управления уличным освещением «Гелиос», вольтодобавочные трансформаторы (бустеры), автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии с интеллектуальными счетчиками «Нейрон», телемеханизированные подстанции 35–110 кВ, управление которыми происходит дистанционно из Центра управления сетями филиала ОАО «МРСК центра» – «Белгородэнерго».
«Умное освещение» – первый компонент энергосберегающей концепции. Автоматизированная система управления уличным освещением «Гелиос» позволяет контролировать состояние сетей, вести учет энергопотребления, определять количество перегоревших ламп и, кроме того, дистанционно – без выезда на объект –управлять режимами освещения с районных диспетчерских пунктов. Причем не только режимами включения электроэнергии или освещения в тот или иной промежуток времени (это могут делать многие системы), но управлять именно «частичным» освещением, то есть пофазно. Например, когда на улице начинает смеркаться, может загораться один из трех фонарей, потом – два из трех. С наступлением ночи уже горит вся линия освещения и вся улица освещается полноценно. Такой режим может быть применен в тот момент, когда на улице много людей, когда они ведут активный образ жизни, а также если в том или ином участке сети потребуется полное освещение. В ночное время система работает в дежурном режиме. Задать график работы освещения можно прямо с диспетчерского пункта, это займет всего несколько минут. Далее система сама включает и отключает освещение.
Система «Гелиос» внедрена уже не только в Белгородской области, но и в других регионах России. Она быстро монтируется, используя для своих нужд каналы сотовых операторов связи, поэтому обеспечивает малый срок окупаемости. В зависимости от региона экономия электроэнергии от внедрения системы составляет от 5 до 25%. Органы местного самоуправления, ЖКХ получают возможность контролировать свое энергопотребление, участвовать в изменении графика освещения населенных пунктов. Система не требует особых навыков и доступна рядовым сотрудникам филиалов МРСК.
«Умный учет» на основе автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) с интеллектуальными счетчиками «Нейрон» – второй проект «умного города». Эта система обеспечивает точность расчетов энергетиков с потребителями, позволяет снизить величину коммерческих потерь, дистанционно снимать показания со счетчиков, контролировать качество электроэнергии.
Главная особенность новых интеллектуальных счетчиков «Нейрон» состоит в том, что они позволяют использовать многотарифное меню и имеют двунаправленный интерфейс, то есть обеспечивают двухстороннюю связь с потребителем. На прибор учета могут выводиться сообщения, информирующие потребителя о каких-либо предполагаемых отключениях в сети, пиковых нагрузках, о задолженности и т.д. Счетчик, имеющий высокий класс точности, позволяет владельцу с помощью нажатия специальной кнопки на дисплее сосчитать количество энергии, потребленной в течение дня или ночи, узнать, какое напряжение в сети в настоящий момент, какую мощность потребляют включенные электроприборы. Прибор может отображать данные за день, неделю, месяц и т.д. Срок службы – 40 лет, проверять его работоспособность необходимо только 1 раз в 10 лет. Кроме того, такой прибор учета может выдержать большую нагрузку (50 ампер) по сравнению со счетчиками старого образца, что тоже очень важно в наше время, когда количество электроприборов в доме значительно увеличилось.
На сегодняшний день «умные» приборы учета установлены в районах индивидуальной жилищной застройки и вводных распределительных устройствах, то есть на вводах в многоквартирные дома, где они учитывают объем потребленной электроэнергии в целом по дому и в местах общего пользования. На данный момент энергетиками филиала ОАО «МРСК центра» – «Белгородэнерго» на территории области установлено уже около 20 тыс. таких счетчиков. В целом проект АСКУЭ предусматривает установку в регионе 159 тыс. современных приборов учета электроэнергии. Массовая установка «умных» приборов учета обеспечит максимальную точность расчетов с потребителями, позволит снизить коммерческие потери электроэнергии, а также даст возможность проводить постоянный мониторинг качества электроснабжения жилого фонда и получать информацию, необходимую для планирования мероприятий по снижению потерь.
Важный элемент концепции «умного города» – «умные сети», способные повышать качество электроснабжения посредством применения реклоузеров, бустеров и других современных устройств.
В холдинге МРСК в ряде распределительных сетей 10 кВ для повышения надежности электроснабжения потребителей, снижения затрат и времени на отыскание мест повреждения установлены реклоузеры. Они позволяют с точностью до метра определить разрыв в линии электропередачи. Реклоузеры объединяют в себе вакуумный выключатель и микропроцессорную релейную защиту с противоаварийной автоматикой. Они обеспечивают высокую надежность электросетей, позволяют в случае появления на линии повреждения автоматически локализовать его на небольшом участке сети. Почти любая ЛЭП, питающая трансформаторные подстанции населенных пунктов, очень разветвлена и напоминает реку с множеством притоков. При повреждении на одном коротком участке происходит отключение значительного количества потребителей. Реклоузеры в комплексе со «стреляющими» предохранителями делят ЛЭП на части, отключая только небольшой участок, на котором произошло повреждение. Таким образом, сокращается количество отключенных потребителей, время поиска повреждения, а, следовательно, и время отключения потребителей.
Весной этого года устройство спасло от обесточивания половину поселка Майского в Белгородском районе. Грузовик съехал с трассы и повредил сразу несколько опор. Благодаря реклоузеру 70% потребителей, запитанных от этой линии, даже не заметили повреждений.
Специальные вольтодобавочные трансформаторы – бустеры на сегодняшний день производятся в России и применяются в сетях ОАО «МРСК центра». Устройства служат для повышения, стабилизации напряжения и увеличения пропускной способности сети 0,4 кВ. В 2011 году на территории Белгородской области введено в эксплуатацию 12 бустеров. Всего в настоящее время в регионе функционирует 30 таких устройств.
Внедрение бустеров в филиале «Белгородэнерго» началось еще в 2010 году в связи с ростом нагрузок бытовых потребителей, множественным применением современных электроприборов и увеличением их единичной мощности. Вследствие чего могло ухудшаться качество электроэнергии. Следует отметить, что затраты на установку бустеров по сравнению со средствами на строительство новых трансформаторных подстанций и линий электропередачи значительно ниже. Применение вольтодобавочных трансформаторов позволяет в кратчайшие сроки обеспечить потребителей электроэнергией, которая соответствует по величине напряжения всем требованиям нормативных документов.
В результате проведенной работы были достигнуты цели и выполнены задачи, поставленные во введении. Рассмотрены понятия, связанные с темой «умный город», основные принципы его реализации. Внедрение «умных технологий» дает возможность улучшить экологическую обстановку за счет уменьшения количества вредных выбросов в окружающую среду, в том числе за счет использования нетрадиционных источников энергии, введения экотранспорта. Создание и распространение умных городов было вызвано постоянно увеличивающейся степенью неопределенности задач управления, решаемых в органах государственной власти и крупных корпорациях, их высокой динамичностью, сложностью, многоаспектностью. Такие технологии могут обеспечить город качественной питьевой водой благодаря инновационным системам очистки, сделать жизнь горожан более безопасной.
Изучено техническое оснащение умного города. Они позволяют создавать эффективную систему транспорта: уменьшить загруженность дорог за счет интеллектуального регулирования трафика, создания дорожных информационных служб. «Умные технологии» могут также лежать в основе создания эффективной социальной инфраструктуры, с едиными базами данных о населении, которые позволят оперативно обмениваться информацией и принимать решения, они могут сократить «бумажную» работу. Внедрение этих технологий повысит качество электроснабжения и высвободит дополнительные финансовые средства за счет энергосбережения. Такая единая система управления позволяет существенно улучшить качество предоставляемых горожанам услуг, повысить эффективность всех служб города.
Определены основные тенденции развития умного города. Внедрение ресурсосберегающего подхода в управлении коммунальным хозяйством стало возможным и доступным только сегодня. Это связано с тем, что стоимость оборудования и мероприятий по «умному учету» и «умному потреблению» снизилась, а получаемая экономическая выгода, напротив, возросла. Система «Умный город» позволит замедлить рост тарифов и удешевить услуги ЖКХ, значительно улучшить качество предоставляемых горожанам услуг, повысит эффективность работы всех городских служб. Это даст положительный результат во всех сферах жизни:
Информация о работе Разработка и реализация модели "Умного города"