智能化分時段節(jié)能路燈的開發(fā)和設(shè)計-智能調(diào)控技術(shù)[論文]

時間：2021-06-12 20:41:48 論文我要投稿

　　論文摘要：本文結(jié)合我國路燈照明的現(xiàn)狀，分析了路燈照明中存在的電能浪費問題，提出了路燈節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計的原則，最后以表格的形式給出了某城市采用智能調(diào)控技術(shù)的路燈節(jié)電器后產(chǎn)生的節(jié)電經(jīng)濟效益。

智能化分時段節(jié)能路燈的開發(fā)和設(shè)計-智能調(diào)控技術(shù)[論文]

　　論文關(guān)鍵詞：路燈照明,節(jié)能控制系統(tǒng),智能調(diào)控技術(shù)

　　1.城市路燈的現(xiàn)狀

　　對于一個城市來說，路燈照明系統(tǒng)無疑是不可或缺的重要基礎(chǔ)設(shè)施，城市照明系統(tǒng)的'合理配置和有效運行已經(jīng)成為衡量一個城市市容、市貌的重要標(biāo)志。

　　值得注意的是，城市照明系統(tǒng)在營造城市宜居生活環(huán)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(jù)統(tǒng)計，城市路燈照明占我國照明耗電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，而由于技術(shù)原因，路燈照明不能根據(jù)電網(wǎng)波動、照明需求以及照明時段等情況實時調(diào)整，目前路燈照明的電能利用率還不到60%，電能浪費相當(dāng)嚴(yán)重，存在著巨大的節(jié)能空間。

　　2.城市路燈用電癥狀分析

　　城市路燈照明節(jié)能勢在必行，路燈用電的浪費存在于以下幾方面：

　　1.運行浪費，供電品質(zhì)差。因時段不同，電網(wǎng)負(fù)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(wǎng)負(fù)荷下降，電壓驟升導(dǎo)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(zhuǎn)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(xù)發(fā)熱而過早損壞，導(dǎo)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(shù)低，多數(shù)現(xiàn)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(yán)重的三相不平衡，由此造成零序電流過大，零點位移，引發(fā)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(shù)路燈照明線路控制簡單，對操作結(jié)果實施功能監(jiān)視、記錄和統(tǒng)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(fā)現(xiàn)設(shè)備異常。特別是大中城市，大量的人工巡視都無法及時發(fā)現(xiàn)故障，處理設(shè)備故障效率也很低，浪費大量的人力和物力。

　　3.路燈節(jié)電系統(tǒng)研究

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

　　（1）穩(wěn)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(wěn)定在額定值范圍；

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

　　（3）定時啟停：不同地區(qū)和不同季節(jié)，不同的晝夜交替時間，系統(tǒng)能根據(jù)地區(qū)和季節(jié)自動調(diào)節(jié)開閉路燈時間；

　　（4）根據(jù)天氣情況調(diào)節(jié)啟停時間：在定時啟停功能上能有根據(jù)天氣情況開閉路燈；

　　（5）自動功率因數(shù)補償：隨著照明設(shè)備的不斷升級，系統(tǒng)應(yīng)有功率因數(shù)補償功能；

　　（6）效率高，無波形畸變，電壓調(diào)節(jié)平穩(wěn)，適應(yīng)負(fù)載廣泛，能承受瞬時超載，可長期連續(xù)工作，手控自控隨意切換，設(shè)有過壓、欠壓自動保護功能。

　　根據(jù)上述原則提出的設(shè)計方案。

　　當(dāng)今國際上流行的節(jié)能方式智能調(diào)控技術(shù)，能夠符合上述對路燈節(jié)能系統(tǒng)的功能提出的要求。智能調(diào)控技術(shù)采用微電腦控制系統(tǒng)，實時采集輸出、輸入電壓信號與最佳照明電壓比較，通過計算進行自動調(diào)節(jié)，在確保功能和效果的前提下，合理調(diào)整亮燈的亮度、數(shù)量和時間，包括以調(diào)光裝置、聲控、光控、時控等為主的光源控制器件。

　　這種節(jié)能控制器應(yīng)用DVR電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)概念，通過電磁調(diào)壓、電磁移相、電磁平衡等新技術(shù)，通過最新的電壓控制軟件和先進的電子線路對負(fù)載設(shè)備進行實時檢測與跟蹤，同時，對輸入、輸出電流電壓和功率等參數(shù)提供動態(tài)數(shù)據(jù)、故障判斷和自動保護，對路燈的定時開關(guān)特性以及分時供電或自動調(diào)整節(jié)電率等功能進行組合或選擇。

　　4.市政路燈改造節(jié)能效益分析

　　1.根據(jù)XX市的每條路況，車輛人流商業(yè)情況，配置采用智能調(diào)控技術(shù)的路燈節(jié)電器，制定每臺設(shè)備的運行模式，做到因地制宜，最大限度節(jié)約能源，保護和延長照明設(shè)備壽命。

　　改造工程款（萬元）

　　改造前電費（萬元）

　　節(jié)電率

　　年節(jié)省電費（萬元）

　　回收周期（年）

　　650-900

　　1000

　　30%

　　300

　　2-3年