浅谈LED集中直流供电智能路灯系统

摘 要：为了减轻城市公共照明耗电所产生的污染排放，缓解电力短缺、降低能源消耗，本文阐述了LED集中直流供电智能路灯系统方案的系统构成，主要功能和特点，为日后LED照明在公共照明领域中发展提供参考和借鉴。

关键词：LED路灯;节能减排;集中直流供电

一、 LED集中直流供电智能路灯系统发展背景与意义

过去的10多年来，中国的经济在快速的发展，但是能源危机也日益突出，能源短缺成为制约我们的经济发展的瓶颈，由于火力、热力发电消耗煤炭和石油及天然气所排放的大量二氧化碳，进而造成温室效应的发生。在能源危机和环境破坏日益严重的今天，节约资源，保护环境节能减排已成为我们国家的基本国策。随着我国城镇化不断加速，城市照明亮化工程的不断建设，照明用电量将会进一步增加，因此，研究照明整体化节能环保对于节约常规能源和保护环境，实现国家发改委提出的“十二五”期间GDP降耗40%的指标具有重要的意义。

二、 LED集中直流供电智能路灯系统方案

（一）系统的组成

LED集中直流供电智能路灯系统由智能路灯系统、路灯综合控制柜、DC/DC电源及LED灯模组、单灯控制器、供电线路、路灯灯杆、变压器等设备等组成。

LED集中直流供电智能路灯系统软件一般安装在路灯控制中心，方便工作人员监视和维护。系统软件与每个路灯综合控制柜通过GPRS网络实现双向通信，向下通信是指上位机将命令指令通过GPRS网络，下发到路灯综合控制柜的集中控制器中;向上通信是指路灯综合控制柜中的集中控制器将路灯的参数和状态信息通过GPRS网络上传到上位机中。路灯综合控制柜主要完成路灯的直流供电和安全保护功能，将三相四线制的工频市电转化集中为给路灯供电的直流电，提高了转化效率，节约电能。路灯综合控制柜通过电力线载波与每盏路灯的单灯控制器实现双向通信。根据自动化管理的需要，智能路灯监控系统和单灯控制器配合，以实现路灯自动化运行控制和管理。

（二）系统的主要功能

LED集中直流供电智能路灯系统的主要功能。

（1）直流供电功能：利用路灯综合控制柜完成集中的AC/DC转换，实现路灯的直流供电。

（2）安全保护功能：配备直流保护器，实现漏电、短路保护、过载保护，防雷保护等;为路灯供电线路的安全运行提供保护，克服交流供电线路存在的安全隐患。

（3）亮灯控制功能：可对区域内的任意一路或任意盏灯进行开启或关闭，可按定时、经纬度、亮度等不同控制方法，支持路灯自由编组控制，自由调光控制等不同控制策略。

（4）状态检测功能：可对照明系统进行全部运行数据的实时自动监测，手动巡测、选测，定时自动巡檢等，获取LED路灯的开关状态、电流、电压等运行参数;支持对供电系统运行状况的定时巡检功能，便于管理方及时获取路灯系统的运行状况，实现照明统一集中管理。

（5）故障报警功能：在系统状态监测的基础上，对任意单杆路灯一旦发现有异常，立刻定位故障位置和故障类型，发出告警信息，通过监控工作站、移动终端等手段提醒管理人员处理，尽快排除故障或隐患。

（6）运行管理功能：支持故障统计、用电量统计、电参数统计等功能，并形成用户需要的曲线报表;可针对不同的对象，如任意回路或任意杆灯，不同的参数，如电能、故障率、不同年月日等生成详尽的统计报表;提供设备台账管理，便于管理方做决策参考。

（7）支撑服务功能：智能路灯监控系统采取开放架构进行设计，系统支持百度、谷歌等不同类型电子地图;支持监控系统参数设置和管理、监控数据录入和导出、运行日志管理等功能，为系统的安全可靠运行提供支撑。

（8）电缆防盗、防窃电等功能：安装电缆防盗终端的情况下，可及时发现并电缆被非法盗取的情况，并及时告警，提醒管理人员进行处理;利用防窃电功能，可及时发现窃电现象，减少电能浪费。

（三）系统的主要特点

1. 具有良好的运行经济性

（1）直流供电电源集中布置，具有较高的交直流转换效率（一般不小于94%），并且维护简便易行，同时简化了DC/DC电源的设计，使DC/DC的转换效率达97%以上，与普通的LED路灯用AC/DC电源相比，效率显著提升，降低电量损耗。

（2）利用直流供电，简化路灯驱动电源，提高灯具DC/DC驱动电源的运行寿命和可靠性，延长维护周期，降低维护成本;电源转换部分安装在路灯控制柜，维护简便易行。

（3）可选配电缆防盗、防窃电等功能，避免损失。

2. 具有较高的系统安全性和可靠性

（1）系统采用直流供电线路，不存在线路分布电容漏电流，而且可以设置准确的漏电保护定值，实现漏电的准确检测，同时系统还具有短路、过载、防雷等保护功能，实现全面的人身及设备的安全保护。

（2）直流电源可以采用N+M备份，电源系统局部故障时，通过降负荷控制等措施，可以实现“不灭灯”。

3. 具备多元化的管理方式

系统可以提供灵活多样的路灯管理控制方式，提高故障发现、问题处理响应能力和日常维护管理的自动化水平。

三、 结论与展望

随着LED照明业的不断发展，LED灯以其高效节能、使用寿命长等诸多优点被越来越广泛的使用在公共照明领域中。但是目前国内外的LED照明发展遇到了光衰、寿命和散热等技术瓶颈，再加上现有的落后的管理技术，严重制约了LED节能效益的充分发挥。因此，LED集中直流供电智能路灯系统作为切实可行的系统方案解决了这些技术难题，对促进LED照明产业发展有巨大意义。

参考文献：

[1]国内科技信息[J].中国科技信息，2011（24）：7-15.

[2]胡家尚.路灯监控系统的发展[J].照明工程学报，2006，17（3）：29.

作者简介：

王拯，国电南瑞能源有限公司。