GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG

Giới Thiệu Về Trung Tâm Điều Khiển Trong Đô Thị:

*Hệ thống chiếu sáng công cộng là một trong những hạng mục công trình hạ tầng kỹ thuật không thể thiếu của các đô thị. Để đáp ứng được tốc độ phát triển đô thị, trong những năm gần đây các đô thị đã không ngừng đầu tư cải tạo và xây dựng hệ thống chiếu sáng công cộng nhằm nâng cao chất lượng ánh sáng. Trên thế giới, hầu hết các đô thị loại vừa và lớn đều được trang bị, lắp đặt một hoặc nhiều trung tâm điều khiển cho hệ thống chiếu sáng thành phố nhằm phát huy hiệu quả cao trong công tác vận hành và kiểm soát lưới đèn. Ở Việt Nam, thành phố Hà Nội là đơn vị lắp đặt trung tâm điều khiển đầu tiên trong cả nước – từ những năm 1980, tiếp theo là thành phố Hồ Chí Minh đã xây dựng trung tâm điều khiển chiếu sáng công cộng với quy mô điều khiển 12.000 điểm sáng.

*Từ khi ứng dụng trung tâm điều khiển vào việc quản lý hệ thống đèn chiếu sáng các đơn vị quản lý chiếu sáng công cộng đều thấy được các hiệu quả góp phần nâng cao công tác quản lý:

- Điều chỉnh linh hoạt thời gian đóng cắt Hệ thống chiếu sáng tại các khu vực từ trung tâm theo tình hình thời tiết, giảm tiêu thụ điện năng.

-Từ trung tâm cho phép đóng cắt và giám sát tới từng tủ chiếu sáng của mỗi khu vực.

-Quan sát tức thời các thông số điện áp, dòng điện. Báo hiệu sự cố khi có tình trạng chạm chập, quá tải và các hiện tượng câu móc điện.

-Quản lý số liệu vận hành: Tình trạng đóng cắt, mức độ tiêu thụ điện năng.

-Tổng hợp số liệu, chiết xuất các báo cáo phục vụ công tác quản lý

-Giảm thời gian đi kiểm tra lưới đèn cho Công nhân quản lý vận hành.

-Góp phần nâng cao năng lực và ứng dụng công nghệ mới cho các cán bộ kỹ thuật của công ty.

Các giải pháp công nghệ điều khiển hệ thống chiếu sáng công cộng đang được áp dụng tại Việt Nam:

*Việc xây dựng các trung tâm điều khiển hệ thống chiếu sáng công cộng là việc ứng dụng các công nghệ truyền thông phù hợp. Các thông tin điều khiển được truyền từ trung tâm đến các tủ điều khiển chiếu sáng và có thể đến từng điểm sáng tùy theo cấp độ của từng công nghệ: điều khiển đóng cắt pha, điều khiển chế độ tiết kiệm năng lượng tại tủ điều khiển chiếu sáng, điều khiển tiết giảm công suất tại các điểm sáng và nhận các thông tin phản hồi từ các điểm sáng, lưới điện chiếu sáng, các tủ điều khiển chiếu sáng về phòng điều khiển trung tâm.

*Hiện nay các công nghệ truyền thông được sử dụng cho trung tâm điều khiển gồm có 3 loại như sau:

- Mô hình 1: Tín hiệu điều khiển từ trung tâm điều khiển đến các tủ điều khiển khu vực được kết nối qua đường dây điện thoại dial-up (truyền thông qua đường điện thoại công cộng). Từ các tủ điều khiển khu vực này thông tin được truyền đến các tủ điều khiển chiếu sáng thông qua đường cáp cấp điện chiếu sáng (công nghệ truyền thông qua đường tải điện hạ thế: Power Line Communication (PLC)). Với công nghệ PLC: tín hiệu truyền dữ liệu được điều chế với dòng điện 220V/50Hz để truyền đi mà không cần một đường dây truyền dữ liệu thứ.

-Sử dụng giải pháp đường truyền thông dial-up có nhiều hạn chế cho việc quản lý vận hành, điều khiển & giám sát không được tức thời vì muốn điều khiển hoặc giám sát đến một tủ khu vực máy tính tại phòng điều khiển trung tâm phải quay số trực tiếp đến các tủ điều khiển khu vực (mỗi một lần quay số chỉ lấy được kết quả từ một tủ điều khiển khu vực, muốn lấy két quả từ tủ điều khiển khu vực khác lại hải quay số lần nữa) nên thời gian điều khiển và nhận thông tin phản hồi chậm, giám sát không tức thời cho tất cả các khu vực chiếu sáng.

-Việc thiết kế các mạch truyền thông qua cáp điện chiếu sáng tại các tủ điều khiển chiếu sáng trong một khu vực là rất phức tạp khi lắp đặt đường cáp ngầm. Độ ổn định của hệ thống cũng không được cao vì đường truyền PLC giữa các tủ điều khiển chiếu sáng là tương đối xa nên chất lượng truyền thông cũng không được tốt, khoảng cách tối đã giữa các tủ trong mỗi khu vực là < 2km.

- Mô hình 2: Tín hiệu điều khiển từ trung tâm điều khiển đến các tủ điều khiển khu vực được kết nối qua đường truyền ADSL. Từ các tủ điều khiển khu vực này thông tin được truyền đến các tủ điều khiển chiếu sáng và đến các điểm sáng thông qua đường truyền PLC (công nghệ truyền thông qua đường tải điện hạ thế: Power Line Communication) tận dụng đường cáp cấp điện chiếu sáng để truyền thông tin điều khiển giám sát.

-Với giải pháp này việc thiết kế lắp đặt phải được lắp đặt đồng bộ cả thiết bị điều khiển và thiết bị tiết kiệm năng lượng cho từng điểm sáng vì vậy giá thành đầu tư rất lớn. Giải pháp này đã được áp dụng tại Trung tâm điều khiển chiếu sáng công cộng Thành phố Hồ Chí Minh. Tuy nhiên dây là giải pháp truyền thông có dây nên giá thành lắp đặt cao và vận hành hệ thống cũng mất nhiều nhân công.

- Mô hình 3: Sử dụng mạng không dây GSM/GPRS để điều khiển hệ thống chiếu sáng công cộng. Tín hiệu điều khiển từ trung tâm điều khiển đến các tủ điều khiển chiếu sáng và ngược lại được truyền qua mạng không dây, truyền thông từ tủ điều khiển đến các điểm sáng qua cáp điện chiếu sáng (PLC).

-Ứng dụng giải pháp này sẽ giảm bớt được cấp điều khiển khu vực, chỉ còn 2 cấp điều khiển là tủ điều khiển trung tâm và tủ điều khiển chiếu sáng. Đường truyền tín hiệu từ trung tâm điều khiển đến các tủ điều khiển chiếu sáng sử dụng đường truyền không dây (sử dụng mạng GSM/GPRS). Từ tủ điều khiển chiếu sáng thông tin được truyền đến các điểm sáng thông qua đường truyền PLC, sử dụng cáp điện chiếu sáng hiện có cấp nguồn cho lưới đèn để truyền thông tin giám sát điều khiển đến từng điểm sáng.

Mô hình này là mô hình ứng dụng hiện đại nhất hiện nay, là giải pháp đã được quốc tế thừa nhận trong lĩnh vực điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng công cộng. Là đường truyền không dây nên có thể lắp đặt tại bất cứ vị trí nào, có vùng phủ sóng không hạn chế, dễ dàng mở rộng hệ thống. Không làm ảnh hưởng đến các cơ sở hạ tầng đã xây dựng.

-Giá thành đầu tư theo mô hình này là phù hợp với các thành phố nước ta. Các thành phố có thể đầu tư theo từng bước tuỳ theo các cấp độ vận hành theo yêu cầu thực tế của từng địa phương:

+ Điều khiển, giám sát đến tủ điều khiển chiếu sáng: Lắp đặt thiết bị điều khiển tại tủ, thiết bị tiết giảm công suất tại tủ.

+ Điều khiển, giám sát đến từng đèn nhằm tiết kiệm điện năng. Có thể điều khiển và kết nối với nhiều loại balast và bộ tiết giảm công suất khác nhau của nhiều hãng sản xuất.

3. Đề xuất lựa chọn công nghệ.

Chiếu sáng cộng cộng là một nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống đô thị. Hiện nay việc xây dựng trung tâm điều khiển hệ thống chiếu sáng tại các đô thị là rất cần thiết nhằm phục vụ cho việc quản lý vận hành, đáp ứng được nhu cầu ánh sáng về đêm cho người dân, tiết kiệm năng lượng.

Sau khi nghiên cứu các giải pháp công nghệ chúng tôi đề xuất lựa chọn mô hình thứ ba đó là: Ứng dụng công nghệ mạng không dây GSM/GPRS cho việc quản lý vận hành Hệ thống chiếu sáng công cộng là công nghệ hiện đại, tiên tiến, tối ưu nhất hiện nay.

-Với mô hình này có thể tùy theo nhu cầu điều kiện thực tế tại từng địa phương mà có thể đầu tư từng bước, thực hiện các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho phù hợp: tiết kiệm năng lượng tại tủ điều khiển chiếu sáng, tiết kiệm năng lượng tại từng điểm sáng.