城市道路照明节电控制.pdf

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1、第11卷第78期2010年9月建钮建盯装饰BuildingMaterialsandDecorationsVoLll。N078September，2010文章编号：1674—3024(2010)09—0077—03地市道路照日IAl日J、●^J李兆臣节电控制(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。一般分为传统照明控制、自动照明控制和智能照明控制。后者是利用计算机技术、自动控制技术、微电子技术等，并对采集的信息进行相应的逻辑判断，对结果按特定的形式存储、显示、传输及反馈控制等处理，以实现最佳

2、的照明控制效果。l单片机控制的单相路灯节电器路灯较多使用的是高压钠灯、高压汞灯和金属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。根据现有路灯的供电情况，选用单相路灯节电器。还可以根据用户的需要，随时自动调整路灯的开、关时间。适用于道路照明场合。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节电器运行的模式曲线来控制单相同态正弦波电压调整器的工作，并稳定在设定的电压上。保护回路的作用是将实时检测到的启动、延时、输出的值与事先的设定值进行比较、分析，一旦出现工作异常就发出事故报警信号，并将旁路

3、开关自动投入。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、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。(3)设有独立的旁路开关，故障时能及时退出运行，保证照明灯具仍然能够使用。(4)具有良好的节能效果，根据电网供电电压的高低不同，但节电率一般大于10％。(5)安装方便，无需更改原有的照明配电线路。2模糊控制的智能路灯节电器目前，我国城市的地域规模不断扩展，城市照明路灯的数量日趋增多，用电

4、量不断增加。以往路灯照明一般采用直接供电方式，人工送电、关闭。这种方式存在一些不足：在用电高峰期因供电电压低于额定值，在用电低谷期供电电压又高于额定值，在电压高时不仅影响照明设备的使用寿命，耗电量还大幅增加，尤其是后半夜，道路上车辆与行人减少，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。针对以上问题开发了智能路灯节电器。2．1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、功率变换单元和智能控制器等组成，通过智能控制器控制功率变换单元，使可变电抗变换器一次线圈实现阻抗变换，实现串联路灯负载

5、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组成，把可变电抗变换器的一次线圈与路灯负载串接，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。通过对晶闸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的照明亮度。智能控制器由微处理器、检测传感器、变送器等组成。通过对光信号的采集

6、与处理来判断现场的自然光照，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，预测交通道路上车辆与行人的流量，通过模糊控制算法改变路灯的亮度。2．2智能控制系统设计智能控制器硬件一般由噪声传感器、光电传感器、信号变送器、微处理器、A／D和D／A转换器等78建筇建盯装痂第11卷组成。光信号通过光电传感器转变成电信号，经变送器输入至A／D转换器，实现系统的开启和关闭。噪声信号通过噪声传感器转变成电信号，通过模糊控制算法实时处理人车流量信息，动态调节灯光强弱度，实现节能控制。系统控制算法与软件设计。交通道路车辆

7、行人流量参数具有非恒定性，因时间、环境而变化。采用传统PID控制算法，不仅参数整定网难，还较难获得好的控制效果。采用模糊控制算法对路灯可进行有效的控制和调节，实现最佳节能效果。采用模糊控制的实现：传感器采集路面车辆与行人发出的噪声信号，经模糊控制器处理后通过D／A转换将控制信号传送给功率变换单元，实现对路灯端电压的调节。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，人眼对路灯照度的变化不太敏感。在路灯电压为215v时，单位时间耗电量为0．172kwh；在路灯电压为210V时，耗电为0．1

8、63kwh；在不影响道路卜行人、车辆正常行进的条件下适当降低路灯的输入电压，可节省近25％的电能。若把电压再下调至175。185V，路灯单位时间耗电0．142kwh，在行人与车辆较少的时段适当降低路灯的输入电压可节省近42％的电能，其综合节电率在30％以上。模糊控制的智能路灯节电器是高效、