《路灯光控技术分区域应用》技术研究报告

文/王彦，新疆吐哈油田物业公司

1 研究背景

1.1 节电节能、绿色照明的要求越来越迫切

如何充分利用高科技手段,解决照明控制领域一个紧要的课题。

1.2 石油基地路灯照明情况

各种类型路网不断完善，机动车数量迅速增加，夜间交通流量、晨炼夜跑的人流量也越来越大，道路照明质量直接影响交通安全和居民出行安全。

1.3 石油基地路灯现状

基地内现有路灯2342盏，统计数据不包含公园、六区、十二区、十三区、十四区内围，其中高杆灯1055盏（外围752盏、内围303盏），庭院灯322盏，太阳能灯965盏，箱变28个。

2 研究目标

2.1 掌握光源对路灯总开关系统进行集中控制的技术，将目前现有的手动调试控制、和时间设定控制方式，转换成光源集中控制的方式，从而实现测量和自动控制的要求；

2.2 设计一种嵌入式光源控制系统，实现每个小区各种类型路灯的自主组网，使每一组路灯都能通过对光源的感知遥测和遥控；

2.3 在保证道路照明质量、改善辨认可靠和视觉舒适情况下，根据环境光强度和时段。

3 关键工艺

3.1 路灯集中开关灯时间手动控制工艺

人工手动调整路灯开关时间的技术，存在以下问题。

3.1.1 控制落后，易造成极大的能源浪费，增加了电费负担。

3.1.2 操控不便，无法自动修改开关灯时间，不能根据实际情况（天气突变、重大事件、节日）及时校时和修改开关灯时间。

3.1.3 灯况不明，不具备路灯状况监测：浪费人力、物力、财力。缺乏主动性、及时性和可靠性，不能实时、准确、全面地监控路灯的运行状况，缺乏有效的故障预警机制。

3.1.4 管理困难：没有无有效控制、不能实时控制、无集中式管理、无数据监测管理、巡检人员繁忙、数据采集分析困难。

3.1.5 其他问题：能源浪费、故障无预警、故障排除滞后、道路安全隐患、节能成效无法量化。

3.2 路灯集中开关灯时间时钟控制工艺

3.2.1 不能实时控制：由于控制方式单一，无法实现对不同灯型、不同区域、不同时间段的照明设备进行分类控制，导致资源分配不合理，造成大量的电能浪费。

3.2.2 无法及时开关灯：现行控制方式在恶劣天气时（如强阴天）不能自动开关灯。大型庆典和政治活动、领导及团体参观时亦无法及时、灵活控制，影响城市照明形象。

3.2.3 电量浪费严重， 发现故障不及时；

3.2.4 开灯调整周期频繁。

3.3 实施工艺技术革新

3.3.1 应用五项技术

3.3.1.1 太阳能光伏板光能感应技术：太阳能光伏板的三大作用：将白天吸收的太阳光能转化为电能，并将其成功输送至太阳能光伏蓄电池内，使其充分满足光伏蓄电池和开关系统控制器的工作电压（12V）需求值；感应太阳的光照度将有效信号传输至开光系统控制器，使该系统能够精准、高效的对路灯开关时间进行自动调整；提升了设备运行的可控性，基本杜绝了其他不稳定光源干扰的发生率。

3.3.1.2 太阳能光伏蓄电池储放电技术：太阳能光伏蓄电池是'蓄电池'在太阳能光伏发电中的应用，我们主要采用的是胶体蓄电池，因为其固有的"免"维护、比较好的深循环能力、过充和过放能力、长寿命等特性及对环境较少污染的特点，很适应不同的海拔、温度等环境要求，更适合用于性能可靠的太阳能电源系统,特别是无人值守的工作站。

3.3.1.3 光源控制与时钟控制并行的技术：由于各方面不确定因素影响，路灯在实际运行的过程中会出现各类突发性事件，光源感应集中控制路灯开关灯时间的技术，将在不破坏原有时钟控制系统的基础上进行科学运作，如遇突发事件可随时切换控制模式，将控制器调整至时钟控制或人工手动控制均可，从而实现理想的最佳运行控制模式。

3.3.1.4 杜绝时差精准控制的技术。

在农业科技领军型人才培育方面，充分利用好“龙城英才计划”，对涉农类的项目适当放低门槛，让更多农业科技领域的领军型人才汇聚常州；出台涉农类高校毕业生人才引进补助政策，对进入常州农业企业满一定时限的毕业生，按本科生、硕士研究生、博士研究生逐级补助；鼓励农业企业与高校合作建立订单式人才培养模式，为企业培育专业人才；利用各类涉农主体开展培训，培育更多的新型职业农民。

3.3.1.5 状况监控技术

3.3.2 实现四大突破

3.3.3.1 运行改革认识上的突破：目前环境显示，巨大的需求50%、利好的政策30%、存在的问题20%。

3.3.3.2 传统操作模式上的突破：及时准确掌握设备数据、严格进路灯开关控制和管理，是保障高效、有序运行的关键。

3.3.3.3 光源感应技术上的突破

3.3.3.4 实时监控技术上的突破

3.3.3 解决两大难题

3.3.4.1 节能、降耗上的难题：

3.4 实施后光源感应控制和时钟控制对比情况

4 关键技术与创新点

4.1 关键技术

4.1.1 光源控制与时钟控制并行的技术

将在不破坏原有时钟控制系统的基础上进行科学运作，如遇突发事件可随时切换控制模式，将控制器调整至时钟控制或人工手动控制均可，从而实现理想的最佳运行控制模式。

4.1.2 路灯光源感应自动控制技术

路灯控制终端(rtu6640)路灯采集控制终端由一级终端路灯控制监控柜和二级终端组成，光源感应技术的现场应用，根据太阳升、落的时间，有规律的对路灯开关系统进行控制的技术，达到了自动控制与节能降耗的目的。

4.2 创新点

4.2.1 杜绝时差精准控制，手动控制和时钟控制系统暂时隔离，有效保证精准的开关灯时间控制。

4.2.2 依据季节天黑天明自然变化，实现自动调节开关灯时间，达到节能降耗环保运行的目标。

5 效果评价

5.1 经济效益评价

2017.9—2017.11.10关灯时间平均提前5分钟，开灯时间平均延迟5分钟。

推广实施改造（基地内现有路灯2342盏，不包含公园、六区、十二区、十三区、十四区内围，其中高杆灯1055盏，庭院灯322盏，箱变28个），按照1-12月平均365天计算，总年平均节电量为（1055* 250w + 322 * 80w ）/1000* (5+5)/60 * 365＝17611.86kwh。0.6912元/度* 17611.86kwh =12173元，减少人工调整时钟次数，1-12月2人12月4次2天人工节省122880元，小计135053元。箱变改造费26 * 〔（6455 + 2560）/2=4507〕= 117182元，小计17871元。共节约费用为：1.79万元。

5.2 社会效益评价

5.2.1 采用路灯照明智能控制管理系统后，由系统对基地范围内路灯照明的每一盏路灯的开关操作实现自动控制；

5.2.2 管理人员可以在故障发生后及时了解故障的地点和状态，为快速、及时修复提供了强有力的保障。