Энергоэффективная система наружного освещения

Никуличев, Александр Юрьевич

Электротехнические комплексы и системы

автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Энергоэффективная система наружного освещения

кандидата технических наук: Никуличев, Александр Юрьевич
город: Шахты
год: 2011
специальность ВАК РФ: 05.09.03

Диссертация по электротехнике на тему «Энергоэффективная система наружного освещения»

Автореферат диссертации по теме "Энергоэффективная система наружного освещения"

На правах рукописи

Никуличев Александр Юрьевич

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНАЯ СИСТЕМА НАРУЖНОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Специальность: 05.09.03 - «Электротехнические комплексы и системы»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 С Ouï ZG11

г. Шахты-2011

4857652

Работа выполнена на кафедре «Энергетика и безопасность жизнедеятельности» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса» (г. Шахты Ростовской обл.)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Сапронов Андрей Анатольевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ Булычев Юрий Гурьевич

доктор технических наук, профессор, Надтока Иван Иванович

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО "СевКавГТУ", г.Ставрополь

Защита состоится «11» ноября 2011 г. в 13 часов в ауд. 107 главного корпуса на заседании диссертационного совета Д 212.304.01 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» по адресу: 346428, г. Новочеркасск Ростовской области, ул. Просвещения, 132.

Отзыв на автореферат, заверенный гербовой печатью организации, просим направлять по адресу: 346428, г. Новочеркасск Ростовской области, ул. Просвещения, 132, Ученый совет ФГБОУ «ЮРГТУ (НПИ)», ученому секретарю.

С текстом автореферата можно ознакомиться на сайте ФГБОУ «ЮжноРоссийский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» http://www.npi-tu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ «ЮжноРоссийский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)».

Автореферат разослан «3 » октября 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.304.01

доктор технических наук Л П. Г. Колпахчьян

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Системы наружного освещения (СНО) являются неотъемлемой частью инженерной инфраструктуры муниципальных образований. По оценке Международного энергетического агентства, 19% всей потребляемой в мире электроэнергии расходуется на освещение. Актуальность мероприятий в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности подчеркивается в федеральном законе № 261 "Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности" от 23.11.2009 г.

Целью диссертационной работы является разработка энергоэффективной системы наружного освещения. Для достижения указанной цели были решены следующие задачи: исследование структуры СНО и оптимизация ее по критерию энергоэффективности; разработка алгоритмического и программного обеспечения основных структурных элементов системы управления наружным освещением (СУНО); подтверждение функциональных, технических и экономических показателей путем математического моделирования, проведения экспериментов и опытной эксплуатации.

Объект исследования: система наружного освещения.

Предмет исследования: структура системы управления наружным освещением; модели, алгоритмы функционирования и программное обеспечение ее основных элементов.

Методологическую и теоретическую основу исследования составили работы отечественных и зарубежных ученых в следующих областях наук: синтез, проектирование и конструирование систем - М.Ю. Охтилев, В.А. Бесекерский, А.И. Половинкин, Г.С. Альтшуллер и др.; энергосбережение - В.Э. Воротницкий, Ю.С. Железко, A.A. Сапронов, СЛ. Кужеков, И.И. Надтока и др.; светотехника - Ю.Б. Айзенберг, М.М. Гуторов и др.; математическое моделирование - А.Н. Ткачев, Ю.А. Бахвалов, В.Г. Фетисов, Ю.Г. Булычев и др.; теория чисел - C.B. Судопла-тов, И.М. Виноградов и др; цифровая обработка сигналов - Ю.А. Брюханов, В.И. Гадзиковский, Н.Т. Петрович, В. Хэмминг, Р. Богнер, JI. Рабинер, Б. Гоудц и др.; электротехника - В.В. Колесников, Ю.М. Осипов, Л.А. Бессонов и др.; алгоритмизация и методы вычислительной математики - A.A. Шалыто, Д. Кнут и др.; теория реляционных баз данных М. Грабер, П. Чен и др. Вопросами практической разработки технических решений в области СНО занимаются научные и инженерные коллективы из Южного федерального университета, Московского энергетического института, Мордовского государственного университета, НИИ "Светотехника", ФГУП НПО "Автоматика" г. Екатеринбург, Южно-Уральского государственного университета, ОАО "ЭНЭФ", ЗАО "Рефлакс", BL-групп, Echelon Corp., Wossloh-Schwabe и др.

В исследовании использовались методы математического моделирования; системного анализа и синтеза; теории графов; теории цифровой обработки сигналов; спектрального анализа; натурного эксперимента; численные методы и др.

Информационная база исследования. В исследовании использовались научные источники в виде данных и сведений из книг, статей в журналах, патентов на изобретения, материалов докладов научных конференций и семинаров, законодательных и нормативных актов, результатов расчетов и проведенных экспериментов; техническая и эксплуатационная документация.

Достоверность и обоснованность результатов научных исследований обеспечена совпадением результатов математического моделирования, натурных экспериментов и испытаний, а также результатами опытной эксплуатации СНО в Октябрьском и Аксайском районах Ростовской обл., г.Азов и г.Иркутск. Новизна и реализуемость технических предложений, отраженных в диссертационной работе, подтверждена полученными патентами на изобретения, а также их практическим внедрением.

Научная новизна результатов исследования:

1. Предложена методика синтеза, анализа и оптимизации графа реализуемых технических решений, с использованием которой получена структура энергоэффективной системы управления наружным освещением.

2. Предложен способ передачи и приема информации по сети электроснабжения на основе модуляции основной гармоники сетевого напряжения, отличающийся кодированием и структурированием информации с помощью переданных маркеров, позволяющий реализовать адресное управление устройствами.

3. Предложен способ уменьшения вычислительной погрешности при реализации рекурсивных цифровых фильтров в целочисленной арифметике, отличающийся учетом остатка, полученного при обработке предыдущего отсчета в операции целочисленного деления, и позволяющий устранить эффект "предельных циклов".

4. Предложен способ передачи и приема информации по сети электроснабжения, отличающийся наложением относительно-фазового манипулированного сигнала в окрестности нуля основной гармоники сетевого напряжения, повторной передачей на ряде фиксированных несущих частот и синхронизацией кадров с помощью циклических контрольных сумм.

5. Разработаны и научно обоснованы модели и алгоритмы функционирования основных структурных элементов системы управления наружным освещением.

Практическая значимость работы:

1. Полученная методика анализа и оптимизации графа технических решений позволяет автоматизировать процессы при проектировании технических систем.

2. Предложенные способы передачи информации по линиям электроснабжения просты в реализации, применимы для решения широкого круга задач телеметрии и телеуправления.

3. Практическая реализация способа уменьшения погрешности вычислений позволяет снизить ее до половины младшего значащего разряда и создавать недорогие цифровые фильтры нижних частот без эффекта "предельных циклов".

4. Предложенный способ автоматической диагностики и локализации неисправных светильников позволяет снизить эксплуатационные затраты до 20%.

5. Разработанный комплекс моделей, алгоритмов и программ позволяет реализовать систему управления наружным освещением с характеристиками, соответствующими требованиям нормативных документов и повысить качество функционирования наружного освещения при экономии затрат на электроэнергию до 25%.

На защиту выносятся следующие основные результаты и положения: 1. Методика синтеза, анализа и оптимизации графа реализуемых технических решений, используемая для проектирования энергоэффективной системы наружного освещения.

2. Структура системы управления наружным освещением, модели, алгоритмы и программы ее функционирования.

3. Способ передачи и приема команд управления по электросети на основе модуляции сетевого напряжения.

4. Способ уменьшения вычислительной погрешности в рекурсивных алгоритмах, использующих операцию целочисленного деления.

5. Способ передачи и приема команд управления по электросети, использующий относительно-фазовую модуляцию наложенного сигнала.

6. Способ диагностики и локализации неисправных нагрузок с помощью измерения тока или мощности потребления линии при адресном управлении режимами работы нагрузок.

Результаты работы использованы при выполнении госбюджетных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по программам: НИР Г-12.11.МР "Научные аспекты энергоресурсосбережения экологии и безопасности жизнедеятельности в муниципальном и коммунальном хозяйстве", "Исследование и разработка устройства приема и передачи информации по электрической сети переменного тока напряжением 0.4 кВ" (гос. контракт №5721р/8214 от 31.03.2008); «Исследование и разработка программно-технических средств системы управления муниципальным освещением» (гос. контракт №6423р/9055 от 26.12.2008 г.); "Исследование, разработка и корректировка программно-технических средств системы управления муниципальным освещением, определение их оптимальной функциональности по результатам натурного эксперимента" (гос. контракт №8071р/9055 от 30.04.2010 г.).

На основании результатов исследования в 2009 г. создана и продолжает эксплуатироваться энергоэффективная СНО, охватывающая 12 сельских поселений, расположенных на территории Октябрьского и Аксайского районов Ростовской обл., г. Азова и г. Иркутска позволяющая экономить около 20% эксплуатационных затрат и до 25% затрат на электроэнергию (ЭЭ).

Результаты исследования используются на предприятиях: ОАО "ЭНЭФ" Республика Беларусь, при серийном изготовлении электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭГЁРА) для натриевых ламп высокого давления со встроенными приемниками команд управления; ООО "Лайт-09", п. Каменоломни Ростовской обл., в виде ПО центра мониторинга и управления СНО, ПО микропроцессорных блоков управления линиями освещения и светильников; ООО "НПФ ЭЛИС", п. Каменоломни Ростовской обл., в виде патентов на способы передачи адресных команд управления по линиям электроснабжения и диагностики светильников, а также ПО электросетевого модема " ЭЛИС РЬМ.Е.У.2Л"; в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Юж.-Рос. гос. университет экономики и сервиса» г. Шахты Ростовской обл.

работы получены: диплом и золотая медаль X Московского международного салона инноваций и инвестиций, Москва, сентябрь 2010 г.; диплом и золотая медаль конкурса аспирантов и молодых ученых в области энергосбережения в промышленности, г. Новочеркасск, окт. 2010 г. Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. (НПИ).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 20 научных работ, в том числе 3 работы в рекомендованных ВАК журналах, получено 3 патента на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы, включающего 120 наименований, пяти приложений. Основной текст изложен на 194 страницах машинописного текста и иллюстрирован 94 рисунками и 38 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность работы, сформулированы цель и основные задачи исследования, научная новизна и практическая значимость полученных результатов, положения, выносимые на защиту. Приведены сведения об апробации и внедрении результатов работы.

В первой главе выбрана и усовершенствована методика анализа существующих технических решений (ТР), выполнен анализ известных ТР, сформированы требования к СНО, выполнена оптимизация графа ТР, сделана сравнительная оценка вариантов ТР, определена структура СУНО и ТР ее основных элементов.

Энергоэффективность СНО достигается за счет использования энергосберегающего оборудования и источников света; адресного управления режимами освещения; сокращения расходов на обслуживание путем автоматической диагностики, централизованного мониторинга и диспетчерского управления.

Для анализа существующих вариантов предложено: существующие ТР представлять бесконтурным орграфом & = (V, А), где V - множество вершин - структурных элементов (СЭ), А - множество дуг; вершины одного уровня иерархии являются альтернативными СЭ ТР; дуги отображают связь между СЭ ТР. Дня анализа эффективности ТР вершинам ставится в соответствие множество количественных и качественных маркировок. В множество качественных маркировок, обязательно включаются функциональная маркировка, отражающая функции, которые

может выполнять СЭ и маркировка конструктивного исполнения СЭ. Для количественных маркировок используют: стоимость СЭ, затраты на обслуживание, показатель надежности, экспертную оценку и другие числовые показатели.

Полученный граф известных ТР для СУНО приведен на рис. 1, где ОУ - объект

Рис. 1. Граф ТР СУНО

управления; ИЭ - исполнительный элемент; УЭ - управляющий элемент; ЦМУ - центр мониторинга и управления; КС1 - канал связи между УЭ и ЦМУ; КС2 - канал связи между УЭ и ИЭ.

Методика дальнейших преобразований графа ТР заключается в следующем: вершины одного уровня, имеющие одинаковые функциональные и конструктивные маркировки, объединяют в одну, при этом входящие и исходящие дуги переносят в объединенную вершину, дублирующие дуги удаляют. Далее формируется список технических требований (ТТ) к системе и ее СЭ (для энергоэффекгавной СНО это: адресное управление редукцией мощности светильников; централизованный мониторинг; диспетчерское управление; автоматическая локализация неисправных светильников и оборудования). Так как функции системы в целом определяются множеством СЭ, существует определенная взаимосвязь между функциями СЭ ТР и ТТ. Следовательно, можно сформировать множество вершин {У^} графа, обеспечивающих ТТ.

Оптимизация графа ТР сводится к задаче поиска пути с минимальным весом и обязательным прохождением вершин {У„}. Для СНО в качестве веса вершин выбраны дисконтированные затраты. Полученный маршрут выделен на рис. 1. Соответствующая ему структура энергоэффективной СНО приведена на рис. 2.

Также получены и оптимизированы графы ТР для основных СЭ. Показано, что в качестве КС1 целесообразно использовать комбинацию пакетных радиосетей мобильной связи (вБМ) и Интернет. В качестве ИЭ используется блок управления светильником (БУС), состоящий из приемника адресных команд и редуктора мощности лампы. Для газоразрядных ламп высокого давления, являющихся в настоящее время наиболее энергоэффективными источниками света, в качестве редуктора мощности целесообразно использовать управляемый электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА). В роли УЭ используется блок управления линиями (БУЛ), состоящий из управляющего микроконтроллера (МК), передатчика адресных команд управления по КС2 и 08М-модема для связи с ЦМУ по КС1. Структура ЦМУ включает сервер баз данных (БД), на который по КС1 поступает информация от БУЛ, и \\ГЕВ-сервер, отображающий информацию БД на интерактивном \УЕВ-сайте. Диспетчерское управление выполняется через ОБМ-модем. Для уменьшения затрат на создание КС2, предложено использовать существующие линии электроснабжения, применив два способа передачи данных с помощью модуляции: 1) сетевого напряжения; 2) наложенного сигнала.

Во второй главе рассмотрены известные способы модуляции напряжения 0,38 кВ, выполнен анализ их влияния на нормируемые показатели качества электроэнергии (КЭ), разработана математическая модель для оценки показателей синусоидальности модулированного напряжения сети, с помощью ситуационной модели режимов работы линии освещения исследовано влияние переходных процессов в сети на надежность приема команд, разработан алгоритм идентификации

КС1

КС2

ЦМУ

БУЛ,

БУЛт

▼ ▼

БУС, БУС, ... БУС.

▼ ▼

БУС, БУСг БУС,

Рис. 2 - Структура энергоэффективной СНО

переданных команд с учетом действия возмущающих факторов, обосновано применение цифрового рекурсивного фильтра нижних частот (ЦФНЧ) для обработки сигналов порогового датчика напряжения (ПДН), разработан способ уменьшения вычислительных погрешностей при реализации ЦФНЧ на базе микроконтроллера малой разрядности.

Наиболее простой в реализации способ модуляции напряжения электрической сети (ЭС) это вырезание полуволны основной гармоники. Исследовались два способа кодирования информации: 1) маркировка полуволн ("вырезанной" и целой) двоичными цифрами; 2) кодирование передаваемых символов числом полуволн между двумя вырезами ("маркерами").

Процесс модуляции влияет на КЭ, что может отразиться на работе подключенного оборудования, но сети освещения, как правило, не содержат других нагрузок. Для оценки верхней границы частоты модуляции, при которой модулированное напряжение ЭС еще удовлетворяет требованиям к коэффициентам гармонических составляющих и синусоидальности формы сетевого напряжения, а также для выбора способа кодирования была разработана математическая модель.

Эпюры напряжений при модуляции приведены на рис. 3, где u(r) = {/cos(oi) - напряжение ЭС; т= 5 мс - четверть периода основной гармоники ЭС; N - количество интервалов г между маркерами; F(t)- периодическая функция модуляции,

F(t) = 0 на интервалах г в начале и конце своего периода Т =—, на остальном ин-

тервале F(/) = l, П-частота модуляции.

Воздействие модулирующей функции на напряжение ЭС описывается формулой: /(0 = F(i) ■ Um ■ oas(at + <р), где со-100л циклическая частота основной гармоники сети, Um, <р - соответственно, ее амплитуда и фаза.

Фазы модулирующей функции и напряжения сети синхронизированы, поэтому <р е {0;?г}. Так как нормируются абсолютные значения коэффициентов гармоник, достаточно рассмотреть случай <р = 0. Разложение F(t) в ряд Фурье имеет

вид: .F(i) = £с„ cos(nQt-а„), где С„ - коэффициенты гармоник частоты П, а - их

фазы. После подстановки разложения F(t) в выражение для /(f) получено: 1

f® = 2^C"fcosK®+,,n),_a»)i+cosK®-"i2)'-«»)]}> откуда видно, что спектр сигнала

состоит из колебания несущей частоты © и колебаний боковых частот ca±ni2. Получены формулы для расчета коэффициентов гармоник:

Результаты моделирования в среде MathCad отражены в табл. 1, где приведены нормативные значения коэффициентов гармонических составляющих (по 10-

^л л л / \ .

\J\J\J\J F»i ! 1 V |—;

<Wi л л л / \ ,

УлУЦ у

Рис. 3 - Эпюры напряжений при модуляции

Таблица 1

Коэффициенты гармонических

№ гар- Норма 1-й спо- 2-й спо-

мони- ГОСТ, соб, соб,

ки %оти. % от и, %оти,

1 50,00 96,97

2 2 31,83 1,87

3 5 0 0

4 1 10,61 0,64

5 6 0 0

6 0,5 637 0,38

7 5 0 0

0,5 4,55 0,27

9 1,5 0 0

10 0,5 3,53 0,21

ю) и расчетные - для 1-го способа кодирования последовательности

"010101...", для 2-го способа кодирования использовался интервал между "вырезами" N=64.

Также был проведены натурные эксперименты, периодическая модуляция

производилась с помощью оптосимистора. Осциллограмма быстрого преобразования Фурье модулированного напряжения ЭС приведена на рис. 4.

В результате моделирования получено, что 1-й способ кодирования не удовлетворяет требованиям ГОСТ КЭ, а при 2-м способе -минимальный интервал между "маркерами" должен быть не менее 32 полуволн (N=64).

Функциональная схема системы передачи данных (СПД) с модуляцией напряжения ЭС показана на рис. 5, где: 1 - ЭС; 2, 5 - пороговые датчики напряжения (ПДН); 3 - блок управления коммутатором; 4 -коммутатор; 6 -микроконтроллер. Эпюра напряжения сети, при передаче адресной команды приведена на рис.6. Прием команды осуществляется путем обработки импульсов ПДН. Аномалии импульсов детектируются как "маркер".

В реальных линиях наружного освещения присутствуют реактивные элементы (распределенная индуктивность проводов и емкости в блоках питания ЭПРА), поэтому при модуляции возникают переходные процессы, определяющие форму напряжения на входах приемников. В результате затрудняется идентификация маркеров, что может привести к ошибкам в детектировании команд. Для анализа переходных процессов реальная электрическая цепь обычно представляется схемой замещения, но определить ее параметры на практике весьма сложно, кроме того, в различных линиях они будут отличаться. Поэтому, предложено исследовать ситуационную модель процессов, рассмотрев возможные варианты форм напряжения на входах приемников, которые могут получиться в результате переходного процесса.

В зависимости от состояния ламп линии и начальных условий в момент коммутации, решение для свободной составляющей напряжения в узлах ЭС будет

Рис. 4 - БПФ модулированного напряжения ЭС при N=64

Рис. 5 - Функциональная схема СПД с модуляцией напряжения ЭС

иаркер 1

паркер 2

маркер 3

код команды

Рис. 6 - Эпюра напряжения сети

иметь вид апериодического или колеба- тельного затухающего процесса. Согласно технологическому циклу, возможны следующие состояния линии в момент коммутации ключа: 1) все светильники включены; 2) все светильники выключены, линия под напряжением; 3, 4) часть светильников включена, часть выключена. Полученные в результате анализа схемы замещения, эпюры напряжений на входе приемников, сигналов управления коммутатором и ПДН, приведены в табл. 2.

Таблица 2 - Основные режимы идентификации маркеров

Режим линии

Схема замещения линии

Эпюры напряжений

1. Все лампы включены

п(±0)«0В

Переход ный провесе практически не искажает форму напряжения

2. Все лампы выключены ("холостой ход")

3. Часть ламп выключена, часть включена (характер нагрузки: емкостной)

г^-Хс,». р->.-я72; |и(±0)|»С/та Переходный процесс выключения напряжения апериодический, со слабым затуханием

Ь с,тЬ ау1*

<р-+-я12; |и(±0)|«г/то.

Переходный процесс выключения напряжения апериодический, с сильным затуханием

4. Часть ламп выключена, часть включена (характер нагрузки: активно-реактивный).

■ Д| ■»а ДV. --Д',. ■ ■ «»й .. »

= "ЧХ-., Р > яг/6; |и(±0)| > 0.5

Переходный процесс выключения напряжения периодический, со слабым затуханием

Предложенный способ приема и идентификации, переданных по ЭС команд, основан на измерении длительностей интервалов импульсов ПДН. Задачу можно разделить на следующие составляющие: 1) определение длительностей интервалов "нормальных " импульсов ПДН, при отсутствии переданных маркеров; 2) идентификация "аномальных" импульсов (маркеров); 3) подсчет "нормальных" импульсов между маркерами; 4) верификация и дешифрация команды.

Подзадача 1 заключается в измерении длительностей сигналов ПДН "0" и "Г (в табл. 2 обозначены Т° и Т1) при отсутствии переданных маркеров. Измерения подвержены влиянию шумов, вызванных как внешними, так и внутренними

факторами. Пример выборки измерений интервала Т° приведен на рис. 7, видно наличие шумов и влияние несимметричности порогов

_ ---- ПДН. Влияние шумов можно

Рис. 7 - Пример выборки измерений ПДН умеНышпъ с помощью ЦФНЧ. Наиболее просто реализовать в МК рекурсивный ЦФНЧ 1-го порядка: Ук=сак+{\-а)укл\уа = хй\к=\,2,..., где>"4 - выходное значение; 0<ог< 1— коэффициент сглаживания. При реализации ЦФНЧ, возникают вычислительные погрешности, обусловленные квантованием коэффициентов и результатов арифметических операций, которые проявляются при сильной корреляции хк в виде эффекта "предельных циклов". Известные способы его устранения основаны на использовании более мощного вычислительного устройства, что приводит к существенному увеличению стоимости реализации. Погрешность квантования коэффициента можно несколько уменьшить, представив его в виде правильной дроби:

" = £. Тогда расчетная формула примет вид: ук =

+ Л-1, где [] - опе-

рация квантования результата.

Любое целое число можно представить через делитель Ь, частное я и остаток г: х = д-Ь+г, ЬеМ, ге2, |г| <6, где г - множество целых чисел; подмножество натуральных чисел. Тогда частное и остаток можно представить

М1

функциями: д(х) =

■ sign(x); r(x) = ([х| mod Ь) • sign(x), где |_*J - усечение дробной

части. Погрешность квантования е(х) - разность между точным и квантованным

результатом: е(х) =— b

Модель квантователя можно представить блоком точного деления, к выходу которого добавлена погрешность -ф), см. рис.8а. Погрешность квантования можно компенсировать добавив на вход е(хк)-Ь = г(хк), см. рис.8б. При хк ~ , можно вместо е(*4) использовать уже известную величину 6 = гы.

Алгоритм деления с компенсацией погрешности квантования приобретает

вид, приведенный на рис.8в: qk =

+ п

■sign(xk+rll_ly, rk=(\xk\modb)-sign(xk).

Для округления к ближайшему целому частное и остаток корректируются:

Т-«(г,) Т«(*,).4 Т-«(г,)

а) б) в)

Рис. 8 - а) модель квантователя; б) модель, в) схема компенсации погрешности

целочисленного деления

ыа

б) примеры отклика реализаций ЦФНЧ на ступенчатый сигнал.

Ь Ъ

если гк >-,то qt = q„+l\ rt = rt-b , если гк<-~, то g, = gt-l; rk = rt+b.

Схема ЦФНЧ с компенсацией погрешности квантования приведена на рис. 9а; а на рис. 96 - отклики реализаций ЦФНЧ на 1 - ступенчатый сигнал; 2 - идеального ЦФНЧ; 3 - ЦФНЧ с реализацией операции квантования в виде округления до целого; 4 - с усечением дробной части; 5 - ЦФНЧ с компенсацией погрешности квантования. Видно, что "предельный цикл" отсутствует, при этом ошибка не превышает половины младшего значащего разряда (0,5 МЗР).

В третьей главе исследован второй способ передачи сигналов по ЭС - с помощью модуляции наложенного напряжения, выполнен анализ требований нормативных документов к передаче сигналов по ЭС, исследована возможность применения относительной фазовой модуляции (ОФМ) наложенного напряжения для передачи и приема сигналов по ЭС, разработаны способ и помехоустойчивый протокол передачи и приема данных, модели синхронизации кадров в канале связи и проверки соответствия ГОСТ на передачу сигналов по ЭС.

В линиях наружного освещения, совмещенных с сетями электроснабжения, (например, бытовых потребителей), СПД с модуляцией сетевого напряжения использовать нежелательно, так как некоторые нагрузки, могут быть чувствительны к провалам напряжения ЭС. Для применения в таких сетях разработан способ передачи команд управления с помощью наложенного модулированного сигнала.

В качестве способа модуляции по соображениям повышения помехоустойчивости выбрана ОФМ, в качестве базового устройства - элекгросетевой модем.

Математически ОФМ описывается выражением: ujt) = Um cos(ffl0/ + д>й +Q(()), где ис (/) — напряжение модулированного сигнала; {/„.,©„ = 2itfc- амплитуда и частота несущей; начальная фаза; / - время; ©(/) - функция модуляции фазы, на интервале 0 s i s г: ©(/)e{0;^}. Каждый бит передаваемой последовательности b{ е {0,1} представлен сигналом с фазой, изменяющейся, относительно фазы предыдущей посылки на 0° или на 180°: Дд = <= {О,*}. Процесс кодирования описы-

вается формулой: tp, = = <р0 , где ^ - передаваемый бит.

Прием сигналов выполнен по способу Д. П. Костаса, с помощью фазового детектора, реализованного на ключе, коммутируемом с частотой несущей и ФНЧ на базе RC-цепи.

Рис. 10 - Наложение ОФМ-сигнала на напряжение ЭС

Как показали исследования, наименьшим количеством шумов характеризуется область перехода основной гармоники напряжения ЭС через ноль. Поэтому наложение ОФМ сигналов на напряжение ЭС

производится в этой области. На рис. 10 приведены эпюры, поясняющие способ ввода ОФМ-сигнала в ЭС, где 1 ОФМ - сигнал; 2 напряжение ЭС; Гпер интервал передачи; Гпр -интервал приема, причем Гпер >7'пр.

Для оценки соответствия спектрального состава и уровней сигнала требованиям ГОСТ на ЭМС, а также для выбора частотного диапазона была разработана математическая модель. Процесс передачи представлен как воздействие на ОФМ-сигнал кусочно-линейной функции Р(1) амплитудной модуляции (АМ), с периодом

Т=10 мс, Р(г)=1 на отрезке [-т; т], где 2т - интервал сигнала, й = Щ- - частота модуляции.

Модулированное напряжение несущей частоты: /(г) = Г(1)-ит ■ с<«(<»< + <р0), где а - циклическая частота несущей, ит> <рв - соответственно, ее амплитуда и фаза. После разложения функции в ряд Фурье и подстановки в выражение для /(г),

получено: /(/) = ^ ¿С„{со5[(® + «п)< -«,)]+««[(о - пП)1 - а„)]}, где:

п-0

-1}

• г]

Т т _г

2-зт(игг.—)

Результаты моделирования в среде МаШСас! сигналов с частотами несущих /0 =10, 50 и 90 кГц приведены на рис. 11 а), б), в) соответственно. Линией показан уровень, требуемый ГОСТ Р 51317.3.8-99 на ЭМС. При приближении несущей частоты к границам интервала, отведенного ГОСТ на ЭМС для передачи сигналов по ЭС, коэффициенты гармоник выходят за допустимые ограничения. Поэтому рекомендовано не использовать частоты ниже 20 кГц.

Так, как канал связи однонаправленный, предложено данные передавать кадрами без квитирования. Кадр состоит из поля данных и контрольной суммы (КС),

Рис. 11 - Спектры сигналов ОФМ с несущей: а) 10 кГц; б) 50 кГц; в) 90 кГц

Сдвиговый регистр и

Сдвиговый регистр X

которая служит признаком правильности кадра. Для повышения надежности применен способ многократной передачи кадров на ряде фиксированных несущих частот. При приеме возникают задачи: поиска

Рис. 12-Модель блока синхронизации Рабочей частоты передатчика,

При таком протоколе возможен случайный прием "псевдоверного кадра", даже при выключенном передатчике с вероятностью Р„ = 2~1', где Ьк - число бит в консольной сумме. Вероятность выпадения "псевдоверного кадра" можно уменьшить, увеличив длину контрольной суммы, но при этом уменьшится эффективность протокола связи. Для разрешения этого противоречия была разработана имитационная модель (см. рис. 12), которая позволила исследовать алгоритм синхронизации кадров, оптимизировать время синхронизации и длину контрольной суммы. Модель состоит из сдвигового регистра и = {ип , блока проверки КС в регистре и, результаты которой поступают в сдвиговый регистр -У = К}*,';, £ -число бит в кадре. Синхронизация считается установленной, если приемник принял к верных кадров подряд. В результате моделирования в системе БтиНпк МайаЬ получено, что для С11С-8 с образующим полиномом X8 + хь +Х* +1 при к=3 алгоритм поиска синхронизации дает приемлемое значение вероятности ложной синхронизации.

Четвертая глава "Разработка программного обеспечения СУНО" посвящена вопросам проектирования ПО: центра мониторинга и управления (ЦМУ), блока управления линиями (БУЛ), блока управления светильником (БУС) и электросетевого модема.

Практическая реализация полученных результатов исследований позволила создать энергоэффективную СНО, в которой управление режимами работы освещения производится согласно заданному на год ежесуточному астрономическому расписанию.

Предложенный способ адресной диагностики светильников заключается в измерении скачка тока при поочередном выключении ламп. При этом возникает проблема детектирования скачка полного тока, обусловленная емкостным характером нагрузок в виде ЭПРА (см. рис. 13-а). Вектор полного тока линии 7 имеет

Рис. 13 — а) схема замещения линии; б) векторная диаграмма токов; в) зависимость скачка тока от количества включенных ламп в режиме диагностики

определения границ синхронизации кадров.

ли.

активную /„ и реактивную 1С составляющие (рис. 13-6).

При к< О.Ш скачок полного тока Д///„ <0.6 и детектировать его затруднительно (рис. 13-в). Для решения этой проблемы, предложено светильники в линии разделить на две группы (с четными и нечетными адресами), а диагностику выполнять для каждой группы поочередно, например, через сутки. При этом в ходе диагностики около половины светильников линии будут включены, что обеспечит скачок тока при выключении любой лампы не менее 0.98|/„|, который уверенно детектируется.

Результаты мониторинга отображаются на Интернет-сайте (см. рис. 14).

Рис.14 - Фрагменты страницы \УЕВ-сайта: а) мониторинг параметров; б) графики потребления ЭЭ и тока; в) мнемосхема линии с результатами диагностики (черный кружок - неисправный светильник)

В заключении сформулированы основные результаты работы:

1. Предложена методика анализа, синтеза и оптимизации технических решений, в соответствие с которой получена структура энергоэффекивной СНО, обоснованы состав и функциональность ее элементов.

2. Разработаны два способа передачи и приема информации по низковольтным сетям электроснабжения, позволяющих реализовать адресное управление устройствами: 1) с модуляцией основной гармоники сетевого напряжения (применим в сетях, в которых отсутствуют электропотребители чувствительные к провалам напряжения длительностью 10 мс); 2) с наложением относительно-фазового манипу-лированного сигнала в окрестности нуля основной гармоники сетевого напряжения и синхронизацией кадров с помощью циклических контрольных сумм (применим в низковольтных распределительных электрических сетях, в том числе для бытового и мелкомоторного сектора).

3. С помощью разработанной математической модели для оценки соответствия требованиям ГОСТ 13109-97 на качество электроэнергии коэффициентов гармонических составляющих и коэффициента искажения синусоидальности кривой модулированного напряжения электросети получено, что интервал между маркерами при модуляции сетевого напряжения должен быть не менее 320 мс.

4. На основе анализа характера переходных процессов, происходящих при передаче команд в реальных линиях освещения, разработаны ситуационные модели линии освещения в различных технологических режимах, с помощью которых,

получен простой в реализации алгоритм приема команд управления, передаваемых по электросети способом модуляции сетевого напряжения.

5. На основании методов теории чисел разработан способ целочисленного деления, использование которого в цифровых рекурсивных фильтрах позволяет устранить эффект "предельных циклов" и уменьшить вычислительную погрешность до половины младшего значащего разряда.

6. Путем моделирования спектрального состава относительно-фазового манипу-лированного сигнала произведена оценка соответствия его параметров требованиям нормативных документов, регламентирующих передачу сигналов по распределительным электросетям, определена нижняя граница несущей частоты сигнала: 20 кГц. На основе результатов моделирования разработан протокол передачи данных по линиям электроснабжения, алгоритмы поиска рабочей частоты и синхронизации кадров с помощью циклических контрольных сумм. Получено, что при использовании CRC-8 с образующим полиномом Хг+Х5+Х*+1 синхронизация достигается за три последовательно принятых кадра.

7. Разработан способ автоматической диагностики и локализации неисправных нагрузок на основании измерений потребляемого тока (мощности) при адресном управлении режимами работы нагрузок.

8. Разработаны алгоритмы и программы функционирования основных структурных элементов энергоэффекгивной СНО. Корректность работы программного обеспечения подтверждена результатами опытной эксплуатации системы в Октябрьском районе Ростовской области в течение 2009—2011 гг.

Приложения включают пример расчета срока окупаемости энергоэффективной СНО, экранные формы WEB-сайта мониторинга, тексты программ, фотографии основных элементов СНО, акты внедрения результатов диссертационной работы, копии полученных дипломов и грамот.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ По материалам диссертационного исследования лично и в соавторстве опубликовано 20 печатных работ (общим объемом 7,2 печатных листа), в том числе 2 в изданиях из Перечня, рекомендованного ВАК. Работы, опубликованные по теме диссертации:

В изданиях из перечня, рекомендованного ВАК:

1. Никуличев А.Ю., Сапронов A.A., Галатова И.Е. Анализ и синтез технических решений энергоэффективной системы управления муниципальным освещением / Энергосбережение и водоподготовка. - 2009. - № 4, - С. 43-46.

2. Никуличев А.Ю., Сапронов A.A., Филиппенко В.И. Об уменьшении погрешности квантования в рекурсивных алгоритмах целочисленной арифметики. - Новочеркасск: Изв. ВУЗов. Электромеханика. -№ 1, 2011. - С. 3-9.

3. Никуличев АЛО., Сапронов A.A., Лещенко А.Г. Модернизация систем наружного освещения - реальный путь к энергоэффективности / Автоматизация в промышленности. - 2011. - № 9, - С. 12-16.

В полученных патентах на изобретения:

4. Пат. RU 2390106, МПК 7 Н05В37/03, G01R31/08. Способ автоматического выявления неисправных нагрузок распределенных вдоль линии электроснабжения / A.A. Сапронов, А.Ю. Никуличев, А.Г. Лещенко [и др.]; ООО НПФ "ЭЛИС". -№ 2008135638; опубл. 20.05.2010, Бюл. № 14.

5. Пат. RU 2390933, МПК 7 Н04В 3/54, H02J 13/00. Способ адресной передачи информации по линиям электроснабжения переменного тока / Сапронов A.A., Никуличев AJO., Лещенко А.Г. [и др.]; ООО НПФ "ЭЛИС". -№ 2008138801; опубл. 27.05.2010, Бюл. № 15.

6. Пат. RU 2338317, МПК 7 Н04ВЗ/00. Способ и устройство передачи и приема информации по линиям распределительных электрических сетей переменного тока / Сапронов А. А., Старченко И. Е., Никуличев А. Ю.; ООО НПФ "Элис"; - № 2006109696; опубл. 10.10.2007, Бюл. № 28.

В прочих изданиях:

7. Никуличев А.Ю., Сапронов A.A. [и др.] Принципы построения эффективных систем управления уличным освещением // Изв. ВУЗов. Электромеханика (спец. выпуск).-2008. -С. 135-137.

8. Никуличев AJO., Сапронов A.A. [и др.] Анализ и синтез технических решений энергоэффективной системы управления уличным освещением // Кибернетика электрических систем: Матер. XXXI сессии семинара «Электроснабжение промышленных предприятий» г. Новочеркасск, 28 -29 окт. 2009 г. / Юж.- Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: Изв. вузов. Электромеханика (спец. выпуск). -2009. - С.45-46.

9. Никуличев А.Ю., Сапронов A.A. [и др.] Система управления уличным освещением с использованием передачи информации по сети электроснабжения // Изв. ВУЗов. Электромеханика (спец. выпуск). - 2008. - С. 137 - 138.

10.Никуличев А.Ю., Сапронов A.A. [и др.] Способ адресного управления светильниками уличного освещения на основе модуляции основной гармоники напряжения / Кибернетика электрических систем: Матер. XXXI сессии семинара «Электроснабжение промышленных предприятий» г. Новочеркасск, 28 -29 окт. 2009 г. / Юж.- Рос. гос. техн. Ун-т (НПИ). // Известия вузов. Электромеханика (спец. выпуск), - 2009. - С.46-48.

11.Никуличев А.Ю., Сапронов A.A. [и др.] Способ диагностики неисправностей в системах уличного освещения / Кибернетика энергетических систем: Матер. XXX сессии семинара «Диагностика энергооборудования» г. Новочеркасск, 24-25 сент. 2008 г. / Юж.-Рос. гос. техн. Ун-т (НПИ). - Новочеркасск: Изв. ВУЗов. Электромеханика (спец. выпуск), 2008. - С. 142-143.

12. Никуличев А.Ю., Сапронов A.A. [и др.] Исследование процессов в электрической сети напряжением 0,4 кВ для организации передачи данных в АСКУЭ / Изв. ВУЗов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2006. - Прил. №15: Диагностика энергооборудования (материалы XXVIII семинара "Кибернетика энергетических систем", г. Новочеркасск, 25-26 окт. 2006 г.). - С. 147 - 149.

13.Никуличев А.Ю., Сапронов A.A. [и др.] Модем для передачи данных по электрической сети напряжение 0,4 кВ / Кибернетика энергетических систем: Материалы XXVIII сессии Всерос. семинара "Диагностика энергооборудования", 25-26 окт., 2006. Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. (НПИ): Изв. ВУЗов. Электромеханика (Прил. к журналу). - Новочеркасск, 2006. - С. 164-165.

14. Никуличев А.Ю., Сапронов A.A. [и др.] Математическая модель для проверки на электромагнитную совместимость электросетевых модемов с относительной фазовой модуляцией / Кибернетика электрических систем: Материалы XXXI сессии семинара "Электроснабжение промышленных предприятий", 28 -29 окт. 2009

г. / Юж.- Рос. гос. техн. Ун-т (НПИ). - Новочеркасск: Ред. журн. "Изв. вузов. Электромеханика" (спец. выпуск), 2009. - С.46 - 48.

15. Никуличев А.Ю., Сапронов A.A. [и др.] Решение проблемы кадровой синхронизации при разработке протокола передачи данных электросетевого модема. // Кибернетика энергетических систем: Материалы XXX сессии семинара "Диагностика энергооборудования", 24-25 сент. 2008 г. / Юж.-Рос. гос. техн. Ун-т (НПИ). -Новочеркасск:, Изв. ВУЗов. Электромеханика (спец. выпуск), 2008. - С. 139-141.

16. Никуличев А.Ю., Сапронов A.A. Протоколы и алгоритмы информационного обмена в АСКУЭ бытового и мелкомоторного сектора // Кибернетика электрических систем: Материалы XXVII сессии семинара "Электроснабжение" 27-29 сент. 2005 г. / Юж.-Рос. Гос. Техн. Ун-т. (НПИ). - Новочеркасск: Изв. ВУЗов. Электромеханика" (прил. к журналу), 2006. - С. 69 - 71.

17. Никуличев А.Ю. Разработка алгоритма синхронизации электросетевого модема / / Актуальные проблемы техники и технологии: сб. науч. тр. / редкол.: Н.Н.Прокопенко [и др.]. - Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2008. - С.142.

18. Никуличев AJO., Сапронов A.A. [и др.] Энергоэффективная система управления и диагностики наружного освещения. // Сбор, науч.-исслед. раб. финалистов конкурса аспирантов и молодых ученых в области энергосбережения в промышленности, окт. 2010 г. / Мин-во образ, и науки РФ, Юж.-Рос. гос. техн. Ун-т. (НПИ). - Новочеркасск, 2010. - С. 47-49

19. Никуличев А.Ю., Сапронов A.A., Лещенко А.Г. Способы повышения энергоэффективности функционирования сетей муниципального уличного освещения. // Технологии XXI века в энергетике и транспортных коммуникациях: проблемы и перспективы: Материалы Всерос. науч.-практ. конф., 21-25 апр. 2010 г. - Сочи: РИЦ СГУТиКД, 2010. - С. 7-11.

20. Никуличев А.Ю., Сапронов A.A. Способы и средства повышения энергоэффективности наружного освещения. // Электронный журнал "Энергосовет", № 2 март - апр. 2011 г., [Электронный ресурс]. URL:http://www.energosovet.ru, - С. 5155. (Дата обращения: 20.06.2011).

Личный вклад автора в работах, опубликованных в соавторстве: [1, 8-10, 19-20] - результаты анализа существующих TP, структура энергоэффективной системы управления наружным освещением; [2] - исследование источника погрешности, алгоритм коррекции погрешности квантования, моделирование в среде MathCad; [3] - сформулированы основные принципы создания энергоэффективных систем наружного освещения, обобщен опыт внедрения [4,19] - алгоритм адресной диагностики [5-6,11,14] - алгоритмы и программное обеспечение передачи и приема информации; [7] - схема реализации системы управления наружным освещением, описание стенда; [12] - алгоритмы и программное обеспечение для исследований; [13] — алгоритм синхронизации кадров, моделирование в среде MathCad; [16-17] - протоколы и алгоритмы передачи и приема; [18] - алгоритм синхронизации кадров, моделирование в среде MathCad.

Никуличев Александр Юрьевич

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНАЯ СИСТЕМА НАРУЖНОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Автореферат

Подписано в печать 04.10.2011г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Ризография. Усл.печ.л. 1,0. Уч.-изд.л.1,6. Тираж 100 экз. Заказ 206.

Отпечатано в типографии: Индивидуальный предприниматель Чучкова И.Н., 346500, Ростовская область, г.Шахты, ул. Шевченко, 143.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Никуличев, Александр Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НАРУЖНЫМ ОСВЕЩЕНИЕМ.

1.1. Понятие "идеальный конечный результат".

1.2. Методика анализа и синтеза технических решений.

1.3. Анализ существующих технических решений.

1.3.1. Замкнутая САУ с дискретным управлением линией освещения.

1.3.2. Разомкнутая САУ с дискретным управлением линией.

1.3.3. САУ с адресным управлением светильниками.

1.3.4. САУ с автономным управлением светильником.

1.3.5. Итоги анализа технических решений.

1.4. Синтез графа технических решений.

1.5. Формирование требований к энергоэффективной СУНО.

1.6. Оптимизация графа технических решений СУНО.

1.7. Сравнительная оценка энергоэффективности вариантов ТР.

1.8. Структура энергоэффективной СУНО.

1.8.1. Технические решения блока управления светильником.

1.8.2. Технические решения блока управления линией.

1.8.3. Технические решения канала связи КС1.

1.8.4. Технические решения канала связи КС2.

1.8.5. Технические решения центра мониторинга и управления.

Выводы.

ГЛАВА 2. СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО СЕТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С МОДУЛЯЦИЕЙ ОСНОВНОЙ ГАРМОНИКИ ПИТАЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ.

2.1. Способы передачи и приема сигнала с помощью модуляции напряжения электросети.

2.2. Оценка влияния модуляции напряжения сети на качество электроэнергии.

2.2.1. Разработка математической модели для оценки влияния модуляции на показатели синусоидальности напряжения.

2.2.2. Оценка спектра сигнала для первого способа кодирования.

2.2.3. Оценка спектра сигнала для второго способа кодирования.

2.3. Способ передачи и приема адресных команд управления.

2.4. Особенности реализации способа передачи и приема команд управления в реальных линиях электроснабжения.

2.4.1. Влияние переходных процессов, происходящих в линии при передаче маркеров.

2.4.2. Качественная модель режимов работы линии освещения.

2.4.3. Разработка мероприятий, повышающих надежность идентификации команд.

2.4.4. Разработка способа идентификации маркеров с учетом влияния возмущающих факторов.

2.4.5. Сглаживание результатов измерений с помощью цифровой фильтрации.

2.5. Разработка способа уменьшения погрешностей квантования в рекурсивных алгоритмах целочисленной арифметики конечной разрядности.

2.5.1. Исследование операции деления в целочисленной арифметике.

2.5.2. Алгоритм компенсации погрешности квантования.

2.5.3. Разработка алгоритма целочисленного деления с компенсацией погрешности квантования.

2.5.4. Схема рекурсивного цифрового фильтра низких частот 1-го порядка с компенсацией погрешности квантования.

Выводы.

ГЛАВА 3. СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО СЕТИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ СПОСОБОМ МОДУЛЯЦИИ НАЛОЖЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ.

3.1. Особенности электрической сети как среды передачи данных.

3.2. Анализ требований нормативных документов к передаче сигналов по электрической сети.

3.3. Математические основы передачи и приема сигналов с относительной фазовой модуляцией.

3.4. Способ приема и передачи данных по сети 0.4 кВ.

3.5. Разработка помехоустойчивого протокола передачи данных.

3.5.1. Постановка задачи.

3.5.2. Математическое моделирование алгоритма синхронизации кадров и разработка протокола передачи информации.

3.5.3. Моделирование проблемы "псевдо-верной" синхронизации кадров в канале связи.

3.5.4. Моделирование блока синхронизации кадров.

3.5. Разработка математической модели для оценки соответствия сигналов требованиям нормативных документов.

Выводы.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СУНО.

4.1. Программное обеспечение центра мониторинга и управления.

4.1.1. Служба мониторинга.

4.1.2. Проектирование базы данных.

4.1.3. Проектирование программного обеспечения управления и диспетчеризации.

4.2. Программное обеспечение блока управления линией.

4.2.1. Модуль управления линией.

4.2.2. Модуль измерений.

4.2.3. Модуль диагностики.

4.2.4. Модуль управления GSM-модемом.

4.2.5. Модуль связи с БУС.

4.3. Программное обеспечение блока управления светильником.

4.3.1. Модуль управления приемником модуляции сетевого напряжения

4.3.2. Модуль управления приемником модуляции наложенного напряжения.

Выводы.

Введение 2011 год, диссертация по электротехнике, Никуличев, Александр Юрьевич

Энергоэффективность - настолько злободневная и в то же время тяжёлая для нас тема, что практически все направления работы по этой теме следует признать весьма и весьма необходимыми"

Д.А. Медведев, президент РФ

Актуальность проблемы. Сети уличного освещения (УО) являются неотъемлемой частью инженерной инфраструктуры любого муниципального образования. Затраты на освещение в сетях УО в населенных пунктах оцениваются около 30% от всех муниципальных затрат на электроэнергию, и с учетом дополнительных расходов на обслуживание сетей освещения составляют весьма значительную долю в структуре муниципальных бюджетов, например, в г. Москве за 2009 г. электропотребление 75,584 млрд. кВт-ч [1]. По приблизительным оценкам [2], количество электроэнергии, идущей в Российской Федерации (РФ) на цели освещения (свыше 1 млрд. светильников), составляет около 14% от всего вырабатываемого объема. Уменьшение энергопотребления важно не только в экономическом плане - это реальный вклад в решение проблемы изменения климата и эффективного использования ресурсов.

Актуальность мероприятий в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности подчеркивается в Федеральном законе "Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности" от 27 ноября 2009 года [3], в котором вводятся понятия энергосбережения, энергосберегающих технологий и повышения энергетической эффективности и устанавливаются отношения в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности, а также соответствующие меры в целях защиты прав и законных интересов граждан РФ путем создания условий для сохранения невозобновляемых природных ресурсов, а также охраны окружающей среды. Аналогичные законы и программы энергосбережения существуют и в большинстве зарубежных стран [4, 5].

Большинство существующих сетей УО в РФ составляют автономно функционирующие фрагменты, управление которыми осуществляется с применением фотореле или таймеров. В качестве коммутационной аппаратуры все еще используются контакторы или магнитные пускатели. Приборы учета электроэнергии - практически повсеместно однотарифные. Кроме того, достаточно часто, особенно в сельских районах, встречаются варианты сетей УО, совмещенных с сетями электроснабжения коммунально-бытового сектора, с ручным выключателем, установленным на опоре воздушной линии, а оплата за потребленную электроэнергию взимается по усредненному количеству часов горения светильников.

Проведенный анализ технических решений (ТР) показал, что для того, чтобы система управления наружным освещением (СУНО) была энергоэффективной, она должна обладать возможностями: адресного управления редукцией мощности каждого светильника; централизованного мониторинга и диспетчерского управления режимами работы; автоматической адресной диагностики исправности светильников и оборудования [6, 7].

Кроме модернизации сетей УО с учетом современной научно-технической базы, необходимо исследовать и оптимизировать структурную схему СУНО, создать алгоритмы управления и функционирования ее основных элементов, исследовать полученные ТР с помощью моделирования и экспериментов, разработать комплекс программного обеспечения (ПО) СУНО, удовлетворяющих критерию энергоэффективности.

Цели и задачи работы.

1. Исследование структуры системы управления наружным освещением (СУНО) и оптимизация ее по критерию энергоэффективности.

2. Разработка алгоритмического и программного обеспечения основных структурных элементов СУНО.

3. Подтверждение заявленных функциональных, технических и экономических показателей путем математического моделирования, проведения экспериментов и опытной эксплуатации.

Объект исследования: система управления наружным освещением. Предмет исследования: структура энергоэффективной СУНО; модели, алгоритмы и программное обеспечение ее основных элементов.

- А.Н. Ткачев, Ю.А. Бахвалов, В.Г. Фетисов, Ю.Г. Булычев и др.; теория чисел

- C.B. Судоплатов, И.М. Виноградов и др; цифровая обработка сигналов - Ю.А. Брюханов, В.И. Гадзиковский, Н.Т. Петрович, В. Хэмминг, Р. Богнер, Л. Рабинер, Б. Гоулд и др.; электротехника - В.В. Колесников, Ю.М. Осипов, Л.А. Бессонов и др.; алгоритмизация и методы вычислительной математики - A.A. Шалыто, Д. Кнут и др.; теория реляционных баз данных М. Грабер, П. Чен и др. Вопросами практической разработки технических решений в области СНО занимаются научные и инженерные коллективы из Южного федерального университета, Московского энергетического института, Мордовского государственного университета, НИИ "Светотехника", ФГУП НПО "Автоматика" г. Екатеринбург, ОАО "ЭНЭФ", ЗАО "Рефлакс", BL-групп, Echelon Corp., Wossloh-Schwabe и др.

Достоверность и обоснованность результатов научных исследований обеспечена совпадением результатов математического моделирования, натурных экспериментов и испытаний, а также результатами опытной эксплуатации СНО в Октябрьском районе Ростовской области с 2009 г. Новизна и реализуемость технических предложений, отраженных в диссертационной работе, подтверждена полученными патентами на изобретения, а также их практическим внедрением.

Научная новизна результатов исследования:

5. Разработаны и научно обоснованы модели и алгоритмы функционирования основных структурных элементов системы управления уличным освещением. Практическая значимость работы:

5. Разработанный комплекс моделей, алгоритмов и программ позволяет реализовать энергоэффективную систему управления уличным освещением с характеристиками, соответствующими требованиям нормативных документов и повысить качество функционирования наружного освещения при экономии затрат на электроэнергию до 25%.

На защиту выносятся следующие основные результаты и положения:

1. Методика синтеза, анализа и оптимизации графа реализуемых технических решений, используемая для проектирования энергоэффективной системы I управления уличным освещением.

2. Структура энергоэффективной системы управления уличным освещением, модели, алгоритмы и программы ее функционирования.

3. Способ передачи и приема команд управления по электросети на основе модуляции сетевого напряжения.

На основании результатов исследования в 2009 г. создана и продолжает эксплуатироваться энергоэффективная СНО, охватывающая 12 сельских поселений, расположенных на территории Октябрьского и Аксайского районов Ростовской обл., позволяющая экономить около 20% эксплуатационных затрат и до 25% затрат на электроэнергию (ЭЭ).

Результаты исследования используются на предприятиях: ОАО "ЭНЭФ" Республика Беларусь, при серийном изготовлении электронных пускорегули-рующих аппаратов (ЭПРА) для натриевых ламп высокого давления со встроенными приемниками команд управления; ООО "Лайт-09", п. Каменоломни Ростовской обл., в виде ПО центра мониторинга и управления СНО, ПО микропроцессорных блоков управления линиями освещения и светильников; ООО "НПФ ЭЛИС", п. Каменоломни Ростовской обл., в виде патентов на способы передачи адресных команд управления по линиям электроснабжения и диагностики светильников, а также ПО электросетевого модема " ЭЛИС РЬМ.Е.У.2.1"; в учебном процессе ГОУ ВПО «Юж.-Рос. гос. университет экономики и сервиса» г. Шахты Ростовской обл.

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы изложены и одобрены на следующих семинарах и научно-технических конференциях: XXVIII и XXX сессиях Всерос. семинара «Кибернетика энергетических систем»: 27-29 сент. 2005 г., 25-26 окт. 2006 г., 24-25 сент. 2008 г., 28-29 окт. 2009 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ), г. Новочеркасск; Всерос. научно-практической конференции "Технологии XXI века в энергетике и трансп. коммуникациях: проблемы и перспективы", 21-25 апр. 2010 г., г. Сочи; Юж.-Рос. форуме "Энергоэффективная экономика", г.Ростов-на-Дону, нояб. 2010 г. По результатам работы получены: диплом и золотая медаль X Московского международного салона инноваций и инвестиций, Москва, сентябрь 2010 г.; диплом и золотая медаль конкурса аспирантов и молодых ученых в области энергосбережения в промышленности, г. Новочеркасск, окт. 2010 г. Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. (НПИ).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 19 научных работ, в том числе 2 работы в рекомендованных ВАК журналах, получено 3 патента на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы, включающего 119 наименований, пяти приложений. Основной текст изложен на 209 страницах машинописного текста и иллюстрирован 94 рисунками и 38 таблицами.

Заключение диссертация на тему "Энергоэффективная система наружного освещения"

Выводы

1. Разработано программное обеспечение центра мониторинга и управления наружным освещением, в том числе: служба мониторинга для сбора информации от локальных пунктов управления линиями освещения; система управления базой данных; автоматизированное рабочее место диспетчера.

2. Разработано программное обеспечение микроконтроллера блока управления линиями, в том числе: модуль управления режимами освещения согласно заданному расписанию; модуль измерений эксплуатационных параметров линии; модуль диагностики линии и светильников; модуль управления вБМ-модемом; модуль передачи команд по линиям электроснабжения, в двух вариантах (с модуляцией основной гармоники сетевого напряжения; с модуляцией наложенного напряжения).

3. Разработано программное обеспечение микроконтроллера блока управления светильником, в двух вариантах приема сигнала по сети электропитания.

4. Корректность работы программного обеспечения подтверждена результатами опытной эксплуатации системы в Октябрьском районе Ростовской области в течении 2010 года.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения диссертационной работы были получены следующие результаты:

1. На основе методов математического аппарата теории графов предложена методика анализа, синтеза и оптимизации графа технических решений.

2. В соответствие с предложенной методикой получена структура энергоэф-фекивной системы управления наружным освещением, обоснованы состав и функциональность ее элементов.

3. Предложен способ передачи и приема информации по сети электроснабжения, позволяющий реализовать адресное управление устройствами с помощью модуляции основной гармоники сетевого напряжения. Способ применим в низковольтных электрических сетях, в которых отсутствуют электропотребители чувствительные к провалам напряжения длительностью 10 мс.

4. Разработана математическая модель для оценки соответствия требованиям ГОСТ 13109-97 на качество электроэнергии коэффициентов гармонических составляющих и коэффициента искажения синусоидальности кривой модулированного напряжения электросети. Путем моделирования получено, что интервал модуляции должен быть не менее 32 полуволн основной гармоники сетевого напряжения. Результаты моделирования подтверждены натурными экспериментами.

5. На основе анализа характера переходных процессов, происходящих при передаче команд в реальных линиях освещения, разработаны ситуационные модели линии освещения в различных технологических режимах, с помощью которых, получен простой в реализации алгоритм приема команд управления, передаваемых по электросети.

6. На основании методов теории чисел разработан способ целочисленного деления, использование которого в цифровых рекурсивных фильтрах позволяет устранить эффект "предельных циклов" и уменьшить вычислительную погрешность до половины младшего значащего разряда. Разработан способ передачи и приема информации по сети электроснабжения, отличающийся наложением относительно-фазового манипулирован-ного сигнала в окрестности нуля основной гармоники сетевого напряжения и синхронизацией кадров с помощью циклических контрольных сумм. Способ применим в низковольтных распределительных электрических сетях, в том числе для бытового и мелкомоторного сектора. Путем моделирования спектрального состава относительно-фазового ма-нипулированного сигнала произведена оценка соответствия его параметров требованиям нормативных документов, регламентирующих передачу сигналов по распределительным электрическим сетям, а также определена нижняя граница несущей частоты сигнала, равная 20 кГц. На основе результатов математического моделирования разработан протокол передачи данных по линиям электроснабжения, алгоритмы поиска рабочей частоты и синхронизации кадров с помощью циклических контрольных сумм. Получено, что при использовании СЯС-8 с образующим полиномом X* +Х5 +Х4 +1 синхронизация достигается за три последовательно принятых кадра.

Разработан способ автоматической диагностики и локализации неисправных нагрузок на основании измерений потребляемого тока (мощности) линии с помощью адресного управления режимами работы нагрузок. Разработаны алгоритмы и программы функционирования основных структурных элементов энергоэффективной системы управления наружным освещением. Корректность работы программного обеспечения подтверждена результатами опытной эксплуатации системы в Октябрьском районе Ростовской области в течении 2009-2011 гг.

Список используемых сокращений

ASCII - англ. American Standard Code for Information Interchange, американский стандартный код для обмена информацией

CDMA - (англ. Code Division Multiple Access) - множественный доступ с кодовым разделением, стандарт для сотовой связи

CSD - англ. Circuit Switched Data, технология передачи данных, разработанная для мобильных телефонов GSM

GPRS - (англ. General Packet Radio Service) пакетная радиосвязь общего пользования

GSM - (от названия группы Groupe Special Mobile, позже переименован в Global System for Mobile Communications) (русск. СПС-900) — глобальный цифровой стандарт для мобильной сотовой связи

HTTP - англ. HyperText Transfer Protocol - протокол передачи гипертекста OSI - (англ. Open Systems Interconnection Basic Reference Model) базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем PLC - Power Line Communication

SQL - англ. Structured Query Language, язык структурированных запросов TCP - англ. Transmission Control Protocol, протокол управления передачей TCP/IP - англ. Transmission Control Protocol/Internet Protocol, - стек сетевых протоколов модели OSI

UDP - англ. User Datagram Protocol, протокол пользовательских датаграмм xDSL - англ. Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия

AM - амплитудная модуляция

АПД - аппаратура передачи данных

АРМ - автоматизированное рабочее место

AT - амплитудная телеграфия

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика

ГТЛ - городские телефонные линии

ИКР - идеальный конечный результат (при решении технической проблемы) ИЭ - исполнительный элемент КК - контрольная комбинация КС - канал связи

КЭ - качество электрической энергии ЛВС - локальная вычислительная сеть

МЗР - младший значащий разряд в представлении целого числа МК - микроконтроллер

МЭМБ - многоуровневый электромагнитный балласт

НО - наружное освещение

ОЗУ - оперативное запоминающее устройство;

ООД - оконечное оборудование данных (канала связи)

ОУ - объект управления

ОФТ - относительная фазная телеграфия

ПДН - пороговый датчик напряжения

ПЗУ - постоянное запоминающее устройство;

ПО - программное обеспечение

ПРС ОМС - пакетные радиосети операторов мобильной связи ПЭ - признак структурного элемента (технического решения) САУ - система автоматического управления СНО - система наружного освещения СПД - сеть передачи данных

СУНО - система управления наружным освещением СЭ - структурный элемент (технического решения) ТЗ - техническое задание ТР - техническое решение ТС - техническая система ТТ - техническое требование

УПРУ - универсальное пускорегулирующее устройство

УЭ - управляющий элемент ФНЧ - фильтр нижних частот

ФС - физическая среда (используемая для передачи сигналов)

ФТ - функциональное требование

ФЧХ - фазо-частотной характеристики

ЦМУ - центр мониторинга и управления

ШИМ - широтно-импульсная модуляция

ЭВМ - электронная вычислительная машина

ЭМС - электромагнитная совместимость устройств

ЭПРА - электронный пускорегулирующий аппарат

Библиография Никуличев, Александр Юрьевич, диссертация по теме Электротехнические комплексы и системы

1. Годовой отчет открытого акционерного общества «Мосэнергосбыт» за 2009 год. - М: ОАО «Мосэнергосбыт». Электронный ресурс.. URL: http://www.mosenergosbyt.ru (дата обращения: 20.05.2011).

2. Федорищев А. Ю. Концептуальные вопросы развития наружного освещения городов // Энергосбережение. -2008. -№ 4. С. 4 8.

3. Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности: Фе-дер. закон от 23 нояб. 2009 г № 261-ФЗ // Собрание законодательства РФ. 2009. - № 48. - Ст. 5711.

4. Бонати А. Энергосбережение посредством интеллектуальных систем све-торегулирования // Светотехника. 2009. - № 4. - С. 41-44.

5. Тетри Э., Халонен JI. Экономия электроэнергии благодаря энергосберегающему освещению // Светотехника. 2009. - № 5. - С. 59-64.

6. Сапронов A.A., Никуличев А.Ю. и др. Принципы построения эффективных систем управления уличным освещением // Изв. ВУЗов. Электромеханика (спец. выпуск). 2008. - С. 135-137.

7. Альтшуллер Г. С. Творчество как точная наука // 2 изд., доп. Петрозаводск: Скандинавия, 2004. - 208 с.

8. Справочная книга по светотехнике / Под. ред. Ю. Б. Айзенберга. // 3-е изд. перераб. и доп. М.: Знак, - 2006. - 972 с.

9. Тукшаитов P. X., Нуруллин Р. Сравнительная оценка эффективности светодиодных и газоразрядных светильников // Современная светотехника, 2010.-№1. С. 31-33.

10. Слободник Э. Б., Аллаш Е.Х и др. Система управления освещением на светодиодах // Энергосбережение. 2008. - № 8

11. Макареня С., Рудковский П. Индукционные лампы новое энергоэффективное решение в уличном освещении // Современная светотехника, 2010.-№4. С. 31-32.

12. Энергосбережение в освещении / Под. ред. проф. Ю. Б. Айзенберга. М.: Знак, 1999. - 264 с.

13. Зотин О., Морозова Н. Анализ эффективности управления энергосбережением в наружном освещении // Современная светотехника, 2009. №1. С. 65-68.

14. Бахвалов Ю.А. Математическое моделирование // Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. / Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ). 2010. -142 с.

15. Фетисов В.Г., Медведев Д.В. Основы математического моделирования: Учеб. пособие. Шахты: ЮРГУЭС, - 2004. - 109 е., ил

16. Дворянкин A.M., Половинкин А.И., Соболев А.Н. Методы синтеза технических решений // -М.: Наука, 1977. - 104 с.

17. Половинкин А.И. Методы инженерного творчества // Волгоград, 1984. -365 с.

18. Харари Ф. Теория графов // М.: Мир, 1973. - 300 с.

19. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления // Изд. 4-е, перераб. и доп. СПб.: Изд-во "Профессия", 2003. - 752 с.

20. Козлов В.А., Денисов В.И. Отклики на статью Мисриханова М.Ш., Моз-галева К. В., Неклепаева Б.Н., Шунтова А. В. "О технико-экономическом сравнении вариантов электроустановок при проектировании" // Электрические станции. -2005. -№11. С. 76-77.

21. Sun or Moon Rise / Set Table for One Year. Электронный ресурс. URL: http://aa.usno.navy.mil (дата обращения: 20.05.2011)

22. Рабион Н.Д., Ермолаев А.О. и др. Реализация каналов GSM/GPRS в беспроводных системах сбора и передачи информации // Сети и системы связи. 2006. - №6. - С. 86 -91.

23. Сапронов A.A., Никуличев А.Ю. и др. Система управления уличным освещением с использованием передачи информации по сети электроснабжения // Изв. ВУЗов. Электромеханика (Спец. выпуск). 2008. - С. 137 - 138.

24. ГОСТ Р 51317.3.8-99 (МЭК 61000-3-8-97) Совместимость технических средств электромагнитная. Передача сигналов по низковольтным электрическим сетям. Уровни сигналов, полосы частот и нормы электромагнитных помех. Введ. 2001-01-01.

25. Электронный балласт для дуговых натриевых ламп (ЭПРА) // Электронный ресурс. URL:http:\\www.nestirenko.ru (дата обращения: 20.05.2011).

26. Карташев И. И. Провалы напряжения. Реальность прогнозов и схемные решения защиты // Новости электротехники. -2004. № 5.

27. Бронштейн И. Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М.: Наука, 1986.-531 с.

28. Куренный Э.Г., Дмитриева Е.Н. и др. О совершенствовании нормирования качества электроэнергии // Электричество. 1987. - С. 67-69.

29. Коломытцев А. Д., Майоров A. JI. Оценка погрешности измерений несинусоидальности напряжения в действующих электрических сетях / Донецк, нац. техн. ун-т // Электронный ресурс. URL: http://nich.dgtu.donetsk.ua (дата обращения: 20.05.2011).

30. Пат. RU 2390933, МПК 7 Н04В 3/54, H02J 13/00. Способ адресной передачи информации по линиям электроснабжения переменного тока / Сапронов А.А., Никуличев А.Ю., Лещенко А.Г. и др.; ООО НПФ "ЭЛИС". -№ 2008138801; опубл. 27.05.2010, Бюл. № 15.

31. Новочеркасск, 28 -29 окт. 2009 г. / Юж.- Рос. гос. техн. Ун-т (НПИ). // Известия вузов. Электромеханика (Спец. выпуск), 2009. - С.46-48.

32. Колесников В. В. Основы теории цепей. Переходные процессы и четырехполюсники: текст лекций / ГУАП. СПб., 2006. - 111 с.

33. Беляев А. В. Справочник по электрическим сетям 0,4 кВ / JI. : Энерго-атомиздат, 1985. - 181 с.

34. Правила устройства электроустановок / Изд. 6, СПб., 2000. 926 с.

35. Осипов Ю. М. Частотный и временной анализ стационарных и переходных характеристик линейных электрических цепей. Уч. пособ. по курсам электротехн. и ТОЭ. Ч. 2. /- СПб: СПбГИТМО (ТУ), 2002. -99 с.

36. Бессонов JI. А. Теоретические основы электротехники Электрические цепи /- Изд. 9-е, перераб. и доп. - М.: «Высшая школа», 1996. - 638 с.

37. Пьявченко Т.А. Еще раз о задаче оценивания // Матер, международн. науч.-практич. семинара «Проблемы современной аналоговой микросхемотехники». 4.2. Шахты, - 2003. - с. 167-168.

38. Хэмминг Р.В. Цифровые фильтры / Пер. с англ. Под ред. А. М. Трахтма-на М. Сов. Радио, 1980, - 224 с.

39. Гадзиковский В.И., Калмыков A.A. Теория и проектирование устройств цифровой фильтрации: уч. пособ. Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ», 2006. - 433 с.

40. Богнер Р., Константинидис А. Введение в цифровую фильтрацию // Пер. с англ. под ред. Л.И.Филиппова М. Мир, 1976, - 216 с.

41. Рабинер Л., Голд Б.Теория и практика цифровой обработки сигналов // Пер. с англ. под ред. Ю. И. Александрова М. Мир, 1978, 848 с.

42. Брюханов Ю.А. Метод исследования периодических процессов в неавтономных системах дискретного времени с квантованием // Радиотехника и электроника. 2008. - Т.53, № 7, - С.851-857.

43. Брюханов Ю.А. Эффекты квантования в цифровых рекурсивных фильтрах первого порядка с усечением по величине // Изв. ВУЗов. Прикладная нелинейная динамика. 2002. -Т.10, № 6, - С.35-41.

44. Брюханов Ю.А. Колебания в нелинейных рекурсивных цифровых цепях первого порядка при постоянном внешнем воздействии // Изв. ВУЗов. Прикладная нелинейная динамика. 1999. - Т. 7. № 4. - С. 29.

45. Брюханов Ю.А. Эффекты квантования в цифровых рекурсивных фильтрах первого порядка с округлением // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 2003. -Т.46, № 11,- С.990-997.

46. Судоплатов С.В., Овчинникова Е. В. Элементы дискретной математики: учебник / М.: ИНФРА-М, Новосибирск: Изд. НГТУ. - 2002. - 280 с.

47. Kenneth Е. Iverson. A Programming Language. Wiley, 1962.

48. Patent ЕР 1394942, IPC H03H 17/04. Limit-cycle oscillation suppression method, system, and computer program product / Wang Minsheng US.; Broadcom Corp [US]. 03.03.2004.

49. Patent US 4213187, IPC G06F 15/34. Digital filters with control of limit cycles / Lawrence Victor B. et al.; Bell Telephone Laboratories, Incorporated (Murray Hill, NJ). Jul. 15, 1980.

50. Patent US 4823296, IPC G06F 15/31. First order digital filter with controlled boost/truncate quantizer / Millar Paul C.; British Telecommunications public limited company (GB2). Apr. 18, 1989.

51. Patent US 6711599, IPC G06F 17/10. Limit-cycle-absent allpass filter lattice structure / Jiang Zhongnong; Texas Instruments Incorporated (Dallas, TX). Mar. 23, 2004.

52. Авт. свид. СССР: SU 1626335 Al, МПК H03H 17/04. Рекурсивный цифровой фильтр / Козицина Н.И., Шапиро Ю.М.; № 4484916; опубл. 07.02.91. Бюл. №5,

53. Сапронов А.А., Филиппенко В.И., Никуличев А.Ю. Об уменьшении погрешности квантования рекурсивных алгоритмах целочисленной арифметики // Изв. ВУЗов. Электромеханика. 2011. - № 1. - С. 3 - 9

54. Сапронов А. А. Методы и средства автоматизации коммерческого учета электроэнергии в электрических сетях напряжением 0,4 кВ : дис. .докт. техн. наук. Новочеркасск., 2007. - 326 с.

55. Patent US 4638299 (A), IPC H04M 11/04. Electrical appliance control / Campbell David С GB.; Pico Electronics Ltd., Fife, Scotland.; 20.01.87.

56. Kingery P. Digital X-10 // Leviton TelCom. USA, 1999.

57. Renesas Technology PLC // Электронный ресурс. URL: http://eu.renesas.com (дата обращения: 20.05.2011).

58. The LonWorks platform // Электронный ресурс. URL: http://www.echelon.com (дата обращения: 20.05.2011).

59. AN1714 Application note. ST7538Q FSK powerline transceiver demonstration kit description // Электронный ресурс. URL: http://www.st.com (дата обращения: 20.05.2011).

60. Ahola, J. Applicability of Power-Line Communications to Data Transfer of On-Line Condition Monitoring of Electrical Drives / J. Ahola . Lappeenranta. - 2003. - ISBN 951-764-783-2, ISSN 1456-4491.

61. Петрович, H. Т. Передача дискретной информации в каналах с фазовой манипуляцией. М.: Советское радио, 1965. -262 с.

62. Петрович, Н. Т. Новые способы осуществления фазовой телеграфии // Радиотехника. 1957. - № 10.

63. Костас, Д. П. Синхронная радиосвязь / Д. П. Костас // RIPE. 1956. - № 12.

64. Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ. Т. 2 Получисленные алгоритмы / М.: Мир, 1977.

65. Сухман С.М., Бернов А.В., Шевкопляс Б.В. Синхронизация в телекоммуникационных системах. Анализ инженерных решений / М. : Эко-Трендз, -2003.260 с.

66. Льюнг Л. Идентификация систем. Теория для пользователя. Пер. с англ. / Под ред. Я.З. Цыпкина. М.: Наука, 1991. - 432 с.

67. Разработка алгоритма синхронизации электросетевого модема / / Актуальные проблемы техники и технологии: сб. науч. тр. / редкол.: Н.Н.Прокопенко и др.. Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2008. - С. 142.

68. Ридико Л. И. DDS: прямой цифровой синтез частоты // Компоненты и технологии, № 7, - 2001. - С. 50-54.

69. Tierney J., Rader С.М., Gold В. A Digital Frequency Synthesizer, IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics AU-19:1, March 1971, P.48-56.

70. Поляков В. Т. радиолюбителям о технике прямого преобразования // М. : Патриот, 1990, 264 с.

71. Грабер М. Введение в SQL. M.: Лори, - 1996. - 379 с.

72. Internet Assigned Numbers Authority (INNA) / Электронный ресурс. URL: http://www.iana.org (дата обращения: 20.05.2011).

73. American National Standard for Information Systems — Coded Character Sets — 7-Bit American National Standard Code for Information Interchange (7-Bit ASCII), ANSI X3.4-1986, American National Standards Institute, Inc., March 26, 1986.

74. Codd E.F. Relation Model of Data for Large Shared Data Banks // Comm. ACM. 1970. -V.13, - №.6. - P.377-383.

75. Чен П. Модель "сущность-связь" шаг к единому представлению о данных // СУБД. - 1995. - №3. С.137-158.

76. Мейер М. Теория реляционных баз данных М.:Мир, 1987. - 608 с.

77. Пушников А. Ю. Введение в системы управления базами данных. Часть 1. Реляционная модель данных: уч. пособ. Уфа: Изд-е Башкирского ун-та, 1999. -108 с.

78. Пушников А. Ю. Введение в системы управления базами данных. Часть 2. Нормальные формы отношений и транзакции: уч. пособ. Уфа: Изд-е Башкирского ун-та, 1999. -108 с.

79. Polo L. World Wide Web Technology Architecture: A Conceptual Analysis. Электронный ресурс. URL: http://newdevices.com (дата обращения: 20.05.2011).

80. RFC 2068. Hypertext Transfer Protocol HTTP/1.1. Электронный ресурс. URL: http://www.w3.org (дата обращения: 20.05.2011).

81. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. Введ. 1996-01-01. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1996. - 36 с.

82. ГОСТ Р 50597-93. Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения Введ. 1994-07-01. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1994. - 10 с.

83. Розенберг Г.В. Сумерки / М.: Изд-во физ. мат.-лит., 1963, с. 256 -276.

84. Цыганов Ш.И. Сколько суток в году или как устроен календарь / Соросовский образовательный журнал, 2000. Т. 6, № 5, - С. 117-122.

85. Бакулин П.И., Кононович Э.В., Мороз И.И. Курс общей астрономии: Уч. пособ. для ВУЗов. / Изд. 5-е, испр. и доп. М., 1983, 502 с.

86. Sun or Moon Rise/Set Table for One Year. Электронный ресурс. URL: http://aa.usno.navy.mil (дата обращения: 20.05.2008).

87. Котов В. Е. Сети Петри. М.: Наука. Главная редакция физ.-мат. лит-ры, 1984,- 160 с.

88. ГОСТ Р 52320-2005 Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока Введ. 2005-03-15. - М.: Стандартинформ, 2008. -30 с.

Похожие работы

Электротехника
05.09.00