城市道路照明节电控制.pdf

第11卷第78期
装饰
Vol 11, No78
2010年9月
Building Materials and Decorations
September, 2010
文章编号:1674-3024(2010)09-0077-03
市道路照明节电控制
李兆臣
(七台河市市政设施管理处,黑龙江七台河154600)
供电电压的控制有多种方法。一般分为传统照明路灯的数量日趋增多,用电量不断增加。以往路
明控制、自动照明控制和智能照明控制。后者是利灯照明一般采用直接供电方式,人工送电、关闭。
用计算机技术、自动控制技术、微电子技术等,并这种方式存在一些不足:在用电高峰期因供电电压
对采集的信息进行相应的逻辑判断,对结果按特定低于额定值,在用电低谷期供电电压又高于额定
的形式存储、显示、传输及反馈控制等处理,以实值,在电压高时不仅影响照明设备的使用寿命,耗
现最佳的照明控制效果。
电量还大幅增加,尤其是后半夜,道路上车辆与行
1单片机控制的单相路灯节电器
人减少,这时如果全路全压供电则电能浪费较大。
因此,可把路灯的照明亮度适当降低。针对以上问
路灯较多使用的是高压钠灯、高压求灯和金属
题开发了智能路灯节电器。
卤化物灯等高压气体放电光源。同时点亮的数量较
多,耗电量较大,根现有路灯的供电情况,选用21智能路灯节电器的组成
智能路灯节电器由路灯、可变电抗变换器、功
单相路灯节电器。还可以根据用户的需要,随时自
率变换单元和智能控制器等组成,通过智能控制器
动调整路灯的开、关时间。适用于道路照明场合。控制功率变换单元,使可变电抗变换器一次线圈实
1.1单片机控制及保护回路
单片机控制部分主要是按照预先设置好的照明现阻抗变换,实现串联路灯负载调功节能的目的。
可变电抗器由可变电抗变换器和功率变换单元
节电器运行的模式曲线来控制单相固态正弦波电压组成,把可变电抗变换器的一次线圈与路灯负载串
调整器的工作,并稳定在设定的电斥上。保护回路
的作用是将实时检测到的启动、延时、输出的值与接,构成一次阻抗串联电路,其二次线圈与功率变
换单元构成二次阻抗变换电路,通过改变二次阻抗
事先的设定值进行比较、分析,一且出现工作异常
就发出事故报警信号,并将旁路开关自动投入。
来改变一次阻抗与负载阻抗的比例关系,实现负载
调功,改变路灯端电压,实现路灯软启动和调压节
1.2单相路灯照明节电器的特点
(1)整个设备没有需要维护的调整部件,如电
能。功率变换单元拓扑结构由电力电子功率器件、
触发控制器、信号检测与处理器等组成。通过对晶
机、炭刷等,可以做到免维护。
(2)完善的动态检测功能,具有输人、输出、管控制角的调整来控制可变电抗变换器二次线圈
电流的大小,使路灯的端电压发生变化来改变路灯
电压、电流、功率等异常保护功能,可以延长灯具
的使用寿命,且不增加交流电网总的谐波含量
的照明亮度。
智能控制器由微处理器、检测传感器、变送器
(3)设有独立的旁路开关,故障时能及时退出等组成。通过对光信号的采集与处理来判断现场的
运行,保证照明灯具仍然能够使用。
(4)具有良好的节能效果,根据电网供电电压目然光照,控制路灯开启与关断。在主控装置开启
后,利用声学传感器判断现场噪声大小,预测交通
的高低不同,但节电率一般大于10%。
道路上车辆与行人的流量,通过模糊控制算法改变
5)安装方便,无需更改原有的照明配电线
路灯的亮度。
路
2.,2智能控制系统设计
2模糊控制的智能路灯节电器
智能控制器硬件一般由噪声传感器、光电传感
目前,我国城市的地域规模不断扩展,城市照器、信号变送器、微处理器、MD和D/A转换器等
万方数据
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第11卷
组成。光信号通过光电传感器转变成电信号,经变个灯的能耗,检测出濒临经济寿命终点的灯源,消
送器输入至AD转换器,实现系统的开启和关闭。除循环工作引起的镇流器和启动器的过度损耗。这
噪声信号通过噪声传感器转变成电信号,通过模糊种损耗如果未检测出来,会造成整个灯具的更换。
控制算法实时处理人车流量信息,动态调节灯光强这种揹施可有效地预防灯源对镇流器和启动器的损
弱度,实现节能控制。
坏,延长∫镇流器等寿命。镇流器和启辉器的成本
系统控制算法与软件设计。交通道路车辆行人远比灯泡高得多。
流量参数具有非恒定性,因时间、环境而变化。采
(5)路灯控制器节点只在告警状态下启动通
用传统PID控制算法,不仅参数整定闲难,还较难信;系统的基本功能是预定的。这样电力线带宽就
获得好的控制效果。采用模糊控制算法对路灯可进能保存,使系统设计不使对配电变压器上节点数目
行有效的控制和调节,实现最佳节能效果。釆用模过度敏感。
糊控制的实现:传感器采集路面车辆与行人发出的
(6)在后半夜车稀人少时,控制路灯保持较低
噪声信号,经模糊控制器处理后通过DA转换将照度,亮度设为50%。其优点是在调光的同时可大
控制信号传送给功率变换单元,实现对路灯端电压輻降低电耗,节电30%,还能延长灯源寿命。
的调节
3低功耗无线通信技术的照明节电系统
通过对功率为12kw的路灯负载进行功率损耗
试验,电压在200~235V范围内变化时,人眼对路
采用路灯智能监控系统,不但节能也能及时发
现路灯故障。在路灯监控系统中,数椐通的方案
灯照度的变化不太敏感。在路灯电压为215时,主要有采用总线通信技术,采用无线通信技术和采
单位时间耗电量为0.172kwh;在路灯电压为210V
时,耗电为0.163kwh;在不影响道路上行人、车辆用电力线通信技术。
正常行进的条件下适当降低路灯的输人电压,可节
3.1高压钠灯控制
省近25%的电能。
高压钠灯分时段照明控制。在晚间繁忙时段,
若把电压再下调至175-183,路灯单位时间控制高钠灯保持较高的照度,午夜以后,开始自
耗电0,142kwh,在行人与车辆较少的时段适当降低动调光,控制高乐钠灯保持铰低照度的照明,还要
路灯的输入电压可节省近42%的电能,其综合节根据节假日和特殊天气状况自动调整控制策略。
电率在30%以上。模糊控制的智能路灯节电器是
(1)在同一照明回路中的不同高压钠灯,因所
高效、可靠的环保产品。它通过智能控制器与电力处的位置不同,对其照明控制的要求也不相同。基
电子功率变换单元改变电抗器二次线圈的电压或电于单灯节点的控制和检测,实现指定组群灯具的不
流,改变电抗器一次电抗值,改变路灯的输入电同场景控制。
压,使路灯本身不仅有效实现节电,还可以改善功
(2)依据天气、交通流量等实际的环境参数调
率因数,平衡输出功率。
整照明控制措施,获得更好的照明质量和节电效
2.3智能路灯控制器的主要功能
果。还可根据道路上的车流量进行路面光照度调
(1)在路灯控制器和LON100之间使用电力节。
线载波进行通信,可不需额外的通信线路,数据通
(3)闭环回路照明控制。午夜之后,要根据行
信信道和路灯供电共用供电信道。
驶车辆的大致位置和行进方向,在前方相应路段的
(2)通过数字调光输出来控制灯具的开关和照明回路进行照度调节。
亮度,可显著延长灯具的有效寿命,推