节能环保
节能型智慧城市路灯系统
|
一、 “节能型智慧城市路灯系统”概述 在信息技术加速发展背景下，充分运用物联网、云计算、光网络、移动互联网、数据库处理等技术手段，对城市路灯照明系统进行智能管理，把分散的、粗犷的、被动的、传统的基于人工管理的路灯管理体系，与信息化系统、物联网系统整合起来，提升为一个集中、精细、主动、现代的具有较好协同能力和调控能力的自动化、智能化控制有机整体，同时实现节能减排、达到绿色照明的目标。 充分发挥中科院技术优势，在多年专注于合同能源管理模式进行城市路灯节能改造基础上，通过应用先进、高效、可靠的电力线载波通信技术和无线 GPRS/CDMA 通信技术等，实现对单灯及远程路灯进行集中控制与管理；通过对车、人流量监控，自动调节路灯亮度，实现设备参数采集、故障报警、线缆防盗、灯具防盗、自动抄表、远程集中监控、数据统计分析、电子地图等功能；同时系统运用高光效节能灯、间隔开关路灯和智能调节路灯亮度等多种组合方式，大幅节省电力资源，提升路灯管理水平，体现了“智慧城市”的内涵。 提升供电品质的节电器，超高光效节能路灯，控制到每一路段、每盏灯的二级精细化远程监控及本地控制系统（监控中心体系） ，构成了完整的节能型智慧城市路灯系统。经系统化全面节能改造的市政路灯体系，节电率在 50% – 60%之间，经济效益、社会效益显著。 二、 “节能型智慧城市路灯系统”项目适用范围 （1） 原有路灯系统节能改造、更新换代（城市改造） （2） 智慧城市新建道路路灯系统建设（新城建设） （3） 市政路灯系统管理、维护服务（运营管理） “节能型智慧城市路灯系统”结构概述 下图为完整系统图示：  三、 节能型智慧城市路灯产品技术 1、无级差富思路灯节电器描述 （1）、同类产品比较：  （2） 技术原理： 采用定制的专用 IGBT 矩阵变换器件，实现对交流输入电压的“AC-AC”矩阵变换，通过内部的嵌入式软件方便满足不同用户、不同现场的照明需要。其直观的理解是，核心的IGBT 器件对工频的交流电进行每秒 5 万次的高频开关变换， 开通瞬间给光源提供电能， 关断瞬间则不向光源传送电能，然后由主回路中的智能滤波元件实现电能的平滑无谐波输出。开关的占空比取决于系统的输入电压和用户的实时需要，由智能软件实现。产品设计寿命十五年。 （3） 技术特点： 纯电力电子装置，智能化程度高 ； 优先保障照明逻辑控制，最大限度保障照明系统安全； 无级调控，实现更高节电率，最大限度保障光源寿命； 输入输出无谐波，适应所有光源，同时对电力系统无污染； 更高转换效率，生产过程使用更少资源，真正绿色、环保。 2、一体超高光效节能路灯描述 （1） 一体化超高光效节能路灯与普通高压钠灯比较： 采用订制品牌高光效高压钠灯套件，光效比普通钠灯高出 30%，达到 150lm/W； 高效反光器由高纯度铝板拉伸成型，细微抛光处理，比普通的反光器效率高出 15%； 高透钢化光玻璃透射罩，内部纳米镀膜技术处理，比普通投射罩效率高出 8-10%； 高质量灯体设计，保证达到 IP65 以上，10 年寿命期内灯罩内不进灰、不进雨，不进虫，免维护。 （2）采用超高光效节能路灯与常规市政照明路灯性能对比：  （3）光源选择要素： 根据城市道路特点，在节能项目实施中量体裁衣、 因地制宜， 科学、 合理采用高光效、高品质光源，是保障项目达到能效目标重要环节之一。 根据目前市场现状，较常采用光源是高压钠灯（传统光源）、 无极灯（新型光源）、 LED灯（新型光源）。 鉴于城市路灯功能特点，国际上换代最新型超高光效钠灯为首选，可以大范围采用；无极灯在中小功率规格上有优势；LED 为半导体发光新产品，将来有较大发展前景，目前阶段应遵循“积极、谨慎”（积极探索、试用、了解，谨慎大面积采用）原则。 3、市政路灯远程监控管理系统 ◎ 路灯远程监控系统技术： 路灯远程监控系统是一个以物联网技术为基础，以控制中心为核心，以终端控制器为重点，以通讯设备和网络为纽带，综合了无线通信网络、计算机控制系统、物联网技术、地理信息系统技术，以先进的计算机技术为保障的程序化、模块化、网络化、智能化的智能控制系统。通过此系统，可有效管理城市路灯照明系统运行，合理地适度地照亮城市的夜晚，保障城市在夜间稳定运行的同时，展现城市发展的成果和城市的魅力，从而全面提高城市照明管理的水平。该系统主要由：智能集中监控管理中心系统、GPRS 无线通信子系统、智能测控终端三大部分构成。无线视频遥视、无线电缆防盗系统相对独立，可以根据需要配置，作为集中监控系统子系统配置。 ◎ 路灯远程监控系统必要性： 经济效益 减少维护费用： 系统建成后，路灯照明设施发生故障会主动告警，不需要管理单位派遣人员进行巡逻排查。由“人找故障”转化为“故障找人” ，大大减少人员车辆等运维开支。 节能减排： 采用路灯照明智能控制系统，实现了照明设施统一进行管理，避免了过早、过晚的开灯，造成电能的浪费，响应国家节能减排号召。 延长亮化设施寿命： 设置科学合理的亮灯模式和组合，能够有效延长照明设施、灯具寿命。 社会效益 提升城市品牌形象： 城市路灯照明系统既是一种公益性事业，也是城市形象工程，城市灯光监控系统的建成，将使城市的灯光管理水平与现代化的大都市相适应，营造出现代城市科学和艺术完美结合的照明效果，树立城市的品牌形象。 改善投资环境： 通过系统的改造，使得整个城市的亮化、美化和安全照明都能够得到提高，能够充分改善投资环境，更好的吸引外地客商来城市进行考察、投资，促进城市的发展。 ◎ 五遥一防技术： 1） 遥控：分控点可以手动或根据设定时间对全夜灯、半夜灯和景观灯自动进行控制，对不同分控点开关灯时间进行个性化设置组合。 2） 遥测：进线电压；各回路线电流；功率因数；有功功率；电量；变压器表面温度等等。 3） 遥信：各回路开关状态；开关柜掉电信息；开门告警；水浸告警等，及网络故障信息；电流、电压超上、下限告警，变压器超温报警。 4） 遥调: 运行状态通过智能接口系统，调整（节电）设备运行参数。 5） 遥视：在重要地段建设视频系统，在监控中心进行可视监控。 6） 防盗：电缆发生被盗、被割时，故障报警远程联动，实现快速报警。 ◎系统结构组成，采用三层架构： 应用层：即系统监控中心。运用计算机系统构建数据库、数据处理、控制、WEB 服务。中心通过光纤以及 GPRS/CDMA 网络（或 3G），实现对前端设备的控制，监控中心将现场情况、数据报表进行反应和显示，以供用户进行管理和决策，用户还可通过 Internet访问监控中心系统软件，进行行程操作与控制。 通讯层：由运营商架设的光纤和无线网络组成，实现前端设备与应用层的数据传输。 操作执行层：由安装在路灯照明配电柜内的集中控制器实现对路灯的控制、运行数据 的采集、故障查询等功能。 ◎ 监控系统特点： 1） 系统提供通用的数据接口，可以轻松实现系统功能扩展。可与 MIS/OA 、 GIS 系统相连，实现信息共享； 2） 可设立分控中心，对远程设备进行分级监控；通过车载终端内置 GPS 定位系统，对抢险车辆实现统一定位、调度和移动控制； 3） 使用手机实现移动管理、实时接收报修信息、查询检修结果、应急控制灯光开闭等； 4） 利用国家级通信网络，系统可靠性高。中国移动的 GPRS 网具有信号质量好、 覆盖范围广特点，系统自动连接最近通信基站信号，保证正常工作； 5） 监控设备与路灯系统的设备利用成熟的控制技术进行连接，具有更好的安全性。监控设备与路灯系统不产生相互干扰，安装、调试、维护方便； 6） 监控系统将路灯系统的配电电压、电流、开关状态等各种设备和环境运行状况实行了监控，运维人员可以全面、详细的了解系统的运行状态； 7） 提供现场手动和手机远程自动控制两种方式，提高系统运行可靠性、稳定性、实用性； 8） 监控系统提供 GSM、GPRS 3G 三种传输方式，通信传输更可靠； 9） 远程自动控制、实时数据查询、报警值设置等工作可由手机及 Web 远程访问方式实现，使灯饰系统的维护、管理更加方便实用； 10） 终端具有远程维护、自诊断、自启动功能。 ◎ 监控系统设计原则： a. 先进性： 整个系统在十年内保持先进，设备与技术能适应以后发展。 b. 可扩展性：适应不断增加业务需求，增设新分控点只需增加少量部件。 c. 开放性： 网络是开放系统，可随时更新换代。 d. 灵活性： 组网方式灵活，功能配置灵活，利用现有资源灵活。 e. 可靠性： 组网设备可靠，可根据路灯管理处需要采用备份路由。 f. 可操作性和可维护性：系统操作易学，操作人员可快速掌握使用方法。 g. 实用性： 系统能使路灯控制箱少人值守或无人值守成为可能。 h. 实时性： 系统具有很快的响应性能。 I. 安全性： 控制系统采用双盈余设计和投票安全机制，在设备应用在较恶劣的环境下当系统出现取样失真或程序缺陷时能够保证下达正确的程序指令；主回路采用自动旁路设计，能够保证机器在出现故障时，在不断电的情况下自动安全旁路，不影响客户的正常使用。 四、 节能项目案例
中科院面向国家战略需求，按照十二五规划要求，积极采取 EMC（能源合同管理）方式，针对城市路灯进行节能减排改造。 中科富思公司通过资金、技术、产品、管理、服务的投入，对城市道路照明系统进行节电改造；市政部门则使用减少的部分电费，在合同期内返还项目投资。该方式为国家十二五规划中积极提倡的节能减排实施模式。在有效降低用户用能前提下，真正做到： 国家战略与领导职能：节能减排已经上升为基本国策之一。中央到地方各级领导，肩负着明确的任务指标。利在当代、功在千秋，作为时代重任，节能减排必须有深度、有力度，考验主管领导的政绩、意识与魄力。利在当代，功在千秋； 低碳概念： 路灯节能是低碳经济的重要部分，每节省一度电,就少排放一千克二氧化碳； 投资资金：项目全部投资及技术由我方负责,用户可以完全做到零投入、零风险； 技术管理： （1）市政路灯规划新建路段实施节能型方案建设；（2）原有路灯系统节电改造。采用成熟、先进、可靠、运行稳定设备,消除线路上隐患,优化工况；建设数字化监控中心，为数字化城市建设打好基础，提升现代化管理水平、进一步挖掘节电潜力；采纳新型高效光源，在保持原来钠灯暖色光效基础上,综合系统节电率达 50％以上； 项目运营： 节能设备运行管理由投资人及用户单位共管,投资期运营中，设备维护由投 资人负责； 投资收益：投资实施后, 以节能效益回收投资，双方合作期间节能利益共享，即用国 际上通用做法及国务院对节能减排工作倡导的能效管理模式实现项目合作方式回收投资,同时将项目节约出的能源效益实现能效分成和利益共享； 售后服务：项目合作期内，我方提供免费售后服务,合作期结束后，提供优惠的售后服 务，确保用户单位无后顾之忧。 市政路灯投资节电项目的宗旨为： 方式上：系统化、科学化、数字化 经济上：低成本、高节电、零浪费、高效益 目的为：我投资、你节能、收益共享、实现双赢！ |
