智慧化分時段節能路燈的開發和設計-智慧調控技術[論文]

　　論文摘要：本文結合我國路燈照明的現狀，分析了路燈照明中存在的電能浪費問題，提出了路燈節能系統設計的原則，最後以表格的形式給出了某城市採用智慧調控技術的路燈節電器後產生的節電經濟效益。

　　論文關鍵詞：路燈照明,節能控制系統,智慧調控技術

　　1.城市路燈的現狀

　　對於一個城市來說，路燈照明系統無疑是不可或缺的重要基礎設施，城市照明系統的'合理配置和有效執行已經成為衡量一個城市市容、市貌的重要標誌。

　　值得注意的是，城市照明系統在營造城市宜居生活環境、為人們提供生活便利的同時，也消耗著大量的電力能源。據統計，城市路燈照明佔我國照明耗電30%的比例，年用電約850億千瓦時，一年市政路燈照明的開支就高達552億元，而由於技術原因，路燈照明不能根據電網波動、照明需求以及照明時段等情況實時調整，目前路燈照明的電能利用率還不到60%，電能浪費相當嚴重，存在著巨大的節能空間。

　　2.城市路燈用電症狀分析

　　城市路燈照明節能勢在必行，路燈用電的浪費存在於以下幾方面：

　　1.執行浪費，供電品質差。因時段不同，電網負荷變化大，路燈供電線路電壓波動也較大。上半夜行人車輛較多時，適逢用電高峰，電壓低，亮度較暗。而下半夜，電網負荷下降，電壓驟升導致照度異常明亮。路燈照明隨不同時段電壓波動幅度高達±15%，這樣勢必增加電、熱的轉換比值，使燈具的用電效率下降，造成電能浪費。同時電壓波動大容易造成燈具持續發熱而過早損壞，導致燈具的壽命縮短，需要頻繁維修、維護和更換燈具，增加維護成本。

　　2.線路浪費，線路損耗大。路燈供電線路長，功率因數低，多數現場只有0.5左右，線路損耗大；同時路燈照明燈具都為220V單相電壓供電，用電線路中都存在著嚴重的三相不平衡，由此造成零序電流過大，零點位移，引發三相不平衡，從而也造成電路損耗較大。

　　3.間接浪費，管理方式粗放。目前大多數路燈照明線路控制簡單，對操作結果實施功能監視、記錄和統計，依賴單一的定時或人工控制，僅僅靠工作人員白天或晚上巡視的方式發現裝置異常。特別是大中城市，大量的人工巡視都無法及時發現故障，處理裝置故障效率也很低，浪費大量的人力和物力。

　　3.路燈節電系統研究

　　根據目前路燈及公共場所燈具的工作特點，針對上述問題開發出一種使用方便又節能的裝置，這種裝置應該有如下功能：

　　（1）穩壓控制：無論在用電高峰還是用電低谷，始終能使供電電壓穩定在額定值範圍；

　　（2）顯示功能：可顯示輸入電壓、輸出電壓、三相電壓、功率因數，有功、無功等引數；

　　（3）定時啟停：不同地區和不同季節，不同的晝夜交替時間，系統能根據地區和季節自動調節開閉路燈時間；

　　（4）根據天氣情況調節啟停時間：在定時啟停功能上能有根據天氣情況開閉路燈；

　　（5）自動功率因數補償：隨著照明裝置的不斷升級，系統應有功率因數補償功能；

　　（6）效率高，無波形畸變，電壓調節平穩，適應負載廣泛，能承受瞬時超載，可長期連續工作，手控自控隨意切換，設有過壓、欠壓自動保護功能。

　　根據上述原則提出的設計方案。

　　當今國際上流行的節能方式智慧調控技術，能夠符合上述對路燈節能系統的功能提出的要求。智慧調控技術採用微電腦控制系統，實時採集輸出、輸入電壓訊號與最佳照明電壓比較，透過計算進行自動調節，在確保功能和效果的前提下，合理調整亮燈的亮度、數量和時間，包括以調光裝置、聲控、光控、時控等為主的光源控制器件。

　　這種節能控制器應用DVR電網電壓調節技術概念，透過電磁調壓、電磁移相、電磁平衡等新技術，透過最新的電壓控制軟體和先進的電子線路對負載裝置進行實時檢測與跟蹤，同時，對輸入、輸出電流電壓和功率等引數提供動態資料、故障判斷和自動保護，對路燈的定時開關特性以及分時供電或自動調整節電率等功能進行組合或選擇。

　　4.市政路燈改造節能效益分析

　　1.根據XX市的每條路況，車輛人流商業情況，配置採用智慧調控技術的路燈節電器，制定每臺裝置的執行模式，做到因地制宜，最大限度節約能源，保護和延長照明裝置壽命。

　　改造工程款（萬元）

　　改造前電費（萬元）

　　節電率

　　年節省電費（萬元）

　　回收週期（年）

　　650-900

　　1000

　　30%

　　300

　　2-3年