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 县(市)照明单灯调光节能监控系统  浏览次数:2327

 

()照明单灯调光节能监控系统简介

 

前言

()道路照明的主要光源系高压钠灯,占光源总功率比重的90%以上,且全市此类灯具存量较大,如大规模采用LED等新光源进行节能改造,所需资金规模庞大难以承受,寻求一种不改变现有光源的照明节能技术,应是县()道路照明节能改造的主要方向。

一、 项目概述

本项目建议采用国内最先进的单灯调光及能源管理技术,对县()部分路段进行节能和监控改造,以达到提县()城市照明信息化管理水平和大幅度降低城市照明能源成本的目标。

11 项目立项的依据

111 城市照明的节能降耗需求

城市照明的照度需求与市民的活动规律有关,在市民活动频繁的时间段和区域内,对照度的需求较高,而在市民活动稀少的时间段和区域内,对照度的需求相对较低。调光控制可以实现按需照明,节约能源;

另外由于城市照明线路的供电线路电压是波动的,在市民活动相对频繁的前半夜,由于城市用电总负荷较重,城市照明线路的电压偏低,而在市民活动不频繁的后半夜,城市用电总负荷降低,照明线路的电压上升明显,灯具在高于额定电压状态下工作,将导致能耗大幅度上升和灯具加速老化的不良后果。

单灯调光技术具有恒功率控制功能,采用单灯调光节能可以实现宽电压范围下的功率可控输出,可以预置多时段平滑降功率运行调光方案,既满足市民前半夜的出行需求,又能在电压普遍升高的后半夜获得显著节能效果,节能潜力高达40%,同时由于调光技术避免了过压超负载运行对灯具造成的冲击,灯具寿命可延长2~3倍。

单灯调光的恒功率控制技术彻底改善照明系统的电源品质,将功率因数由原来不足0.6提高到0.97以上,大幅度降低了由于无功损耗带来的能源损失。

112 城市照明的精细管理需求

我国城市照明信息化管理事业经过近二十年的发展,已有不少城市不同程度地建成了路灯无线监控系统,实现了基于配电管理的远程控制和数据采集,而阳城县在城市照明信息化管理方面的建设相对落后,目前只建成了若干个时控点,即便如此,也只能对照明设施实现粗放式管理,而无法对路灯运行的详细数据如单灯工作状态进行采集和分析,阳城县道理照明设施存量较大,只有进一步提升阳城县道路照明的信息化管理水平,才能解决管养人员严重不足与照明设施逐年发展之间的矛盾。

基于单灯调光技术的城市照明调光监控系统可以提供精细化管理平台,能及时发现老化和损坏的灯具及其它照明设施,并提交精确的空间地理定位信息和灯具信息,提高管理效率,降低管理成本。

13 项目可行性分析

131 微功率无线通信技术突破

本项目涉及到电力电子、远程网络、无线通信、软件等多个领域的前沿技术,是一个复杂的系统工程。

系统要建立从监控中心到每一柱路灯杆的数据链路,通信节点数量是非常庞大的,可供选择的通信方式只有两种:即电力载波通信和无线数字通信。电力载波通信技术由于数据速率较低且稳定性不高,与高效的主干网(互联网)性能相差很大,根据“木桶原理”,一个系统的效能将受到其最薄弱环节的制约,由此可见,电力载波技术不能满足系统对大量实时数据高速传输的要求;另一种通信方式是无线数字技术,常见的有CDMA/GPRS移动通信、VHF数字专网、WIFI无线局域网等,但由于其通信设备成本高昂,采用这类技术很有可能出现“省电不省钱”的结果,最终使得项目失去投资价值。

随着微电子技术的飞速发展,一种能够胜任短距离高速数字传输的无线通信技术得到应用,当这种传输距离接近一公里的微小无线装置被安装在灯柱上时,即可形成一个高速的智能无线网络,经互联网入口与监控中心建立高速数字通信链路。

短距高速无线通信技术的突破,使得通过互联网对每一盏路灯进行管理和控制的可能性成为现实,经过多年的潜心研发,我们已在相关领域获得突破,一种基于Zigbee技术的小型单灯无线设备已投入应用,其高达250Kbps的空中速率可以在数秒钟之内将一个路灯配电盘下辖的所有单灯状态信息收集上来并发送到监控中心。

132 高可靠性的寻址调光技术突破

调光节能的核心技术是基于大功率开关元件的有源功率因数校正及变频功率控制技术,与传统的HID电子镇流器不同,调光模块采用了较高的工作频率以获得较好的电磁兼容效果,从而使得调光模块与无线单灯信息模块之间能建立起流畅的数字通信桥梁;传统的HID镇流器的大功率开关元件在驱动频率升高时由于控制信号的畸变会导致自身损耗加剧,自身发热严重,可靠性降低;而本系统的调光模块采用了较为先进的临界触发技术,使得开关控制电路在较高频率下仍然保持最佳的驱动效果,从而获得超过94%的总电源效率,且高频电源状态下HID的发光效率与传统工频电感镇流器相比有3~5个百分点的提高。

本方案的调光模块具有体积小易安装,电磁干扰小,温升小,耐恶劣环境等特点。

133 互联网远程控制技术的应用

互联网通信在经过近十年的高速发展,已经获得了广泛的应用。本项目所需调光监控平台是基于互联网无线接入技术的远程监控平台。

 

134 系统拓扑图

二、项目效益预测分析

本项目拟对县()部分道路实施部分改造,选择50个配电箱,2000柱灯杆,110W高压钠1000盏,250W高压钠2200盏,400W高压钠1200盏,效益分析如下:

2.1 节电效益

光源总功率=0.11×1000+0.25×2200+0.4×1200=1060KW

考虑到后半夜的电压上升现象,高压钠灯实际消耗功率按其额定功率的120%进行核定,其电感镇流器发热损耗按钠灯实际消耗功率的8%核对,考虑到有半夜灯存在,年平均亮灯时间按4.6个小时核定,则全年计算消耗电量为:

Py=1060×120%×1.08×8×365=4011379.2Kwh

按县()城市道路照明电费每度0.75元计算,年消耗  电费300.85万元,进行调光改造后,按节省率40%计算,每年节省电费120.34万元。

2.2 管理效益

()道路照明的250W400W高压钠灯灯泡年更换系数为0.6250W每年更换1320盏,400W每年更换600盏。根据行业统计,更换一盏高压钠灯,其材料费、器械使用费及人工费等合计约120元,改造前此项费用计算为:1920×120=230400元。

改造后灯泡寿命延长为原来的2.4倍,灯泡年更换系数为0.25,每年需更换480盏,改造后此项费用计算为:480×120= 57600元。

管理效益=230400- 57600=172800

以上两项相加,年效益合计:137.62

 

 

 
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