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智能照明控制系统在道路照明中的应用

来源:http://www.whzhenghong.com/news/54.html  更新时间:2018-02-01

1 无线路灯智能管理系统概述与构成

 本文所述系统针对目前LED路灯、高压钠灯、金卤灯、太阳能路灯以及景观亮化实现智能化控制和单灯监控,使用智能照明控制系统可及时了解每盏灯的系统运行状态,对发现的异常情况做出处理,降低人工劳动强度,提高设备可靠性、稳定性,缓解设备运行和管理上的压力。系统还可以按实际的需求对灯进行策略控制、任意组合控制、奇偶控制等方式,把节能减排落到实处。

 研究对道路照明智能管理和通过管理的模式进行节电,并形成数据存储在控制中心软件,为环境和节能减排管理者分析当地的能源利用情况提供了科学依据。该系统无线控制网络由GPRS网络和ZigBee网络组成,系统拓扑结构图见图1,无线智能路灯管理系统的组成单元及功能见图2.

 (1)路灯控制器(SZ10系列)

 主要功能有:控制路灯开关、亮度调节、电流采集、电压采集、计算功率以及功率因数等。在有限的路由深度和网络容量的前提下,不但具有路灯控制器的各项功能,而且还具备中继路由功能。

 (2)集中管理器(ZigBee协调器+GPRS数传终端)

 主要功能有:接收和发送子网内的所有路灯控制信号、数据记录、报警处理等。它负责控制子网内的路灯控制器运行,将系统中心的命令下达给路灯控制器,将路灯控制器及线路信息反馈系统中心。集中控制器处于系统中心和路灯控制器的中间,向上通过GPRS方式与系统中心通信,向下则是通过ZigBee通讯协议方式,同各个路灯控制器通信。

 (3)系统中心(计算机系统+监控平台+集中管理器)

 系统中心主要实现通过系统控制软件对不同集中管理器下的路灯控制器进行远程数据访问和控制,包括参数配置、控制命令发送、现场灯具状态收集等。能够显示路灯状态(亮度、电压、电流、功率和功率因数)信息,能够远程控制路灯的开关和调节路灯的亮度,可以实现时序调度事件、读取数据记录、监视事件和报警应答等操作。

 2 系统功能实现 

 采用这套先进的路灯无线控制智能管理系统,可以对城市的路灯实施统一启闭,对夜间照明系统和路灯实时监控和管理,确保高效稳定,全天候运行,控制不必要的“全夜灯照明”,有效节约电能消耗。对于城市公共照明系统来说,采用智能化的管理系统是实现能源节约、减少资源浪费、满足人们生活要求、显示现代化城市靓丽风景的科学解决方案。

 (1)运行监控

此功能对灯具的数据进行实时监控、控制、调光、数据采集等。

 (2)地理信息

路灯地理信息管理系统,实际是一套照明管理的综合服务平台,作为控制柜、配电箱建设、维修和各种资料统计查询的平台,和路灯集中监控系统进行数据对接,对于一些信息直接从监控系统中提取,不用手动输入。

GIS地图的无极缩放,平移等;要有多种实用编辑工具对其进行图形、属性编辑;可在电子地图中记录、查询、统计各种路灯资料,灯杆、基础、灯具、光源、地下管线等规格型号和资料汇总统计;配电箱表区图的记录、修改、查询;配电控制原理图的记录、修改、查询;路灯设施维修记录、统计和查询;最好是B/S结构,方便各个维护工区、部门使用和数据共享。

 (3)回路监控

可在线通过可视化的操作软件对集中管理器进行多路或单个回路的控制,也可以采集每回路的三相电压、电流、有功功率和无功功率。

 (4)策略控制

单灯定时策略,可以实现对路灯实现多种节能模式,隔一亮一,隔二亮二,回控控制,线控、区控、全控,系统中心可以随意开关任何一路路灯或开关自定义群组的路灯。

 (5)统计分析

能耗统计功能可以按年、月对路灯所产生的电流、电压、功率因数、亮灯率、开关时间等进行统计并且生成曲线图,便于用户直观的查看用电数据。

 (6)故障告警

可对各回路开关状态;开关柜掉电信息;门开告警、水浸告警等;网络故障信息;电流、电压超上、下限告警。

 (7)权限设置

操作人员可根据权限设定自己的密码及值班记录,完成权限范围内的操作,权限范围以外的信息和操作将被屏蔽禁止。

 3 监控系统特点以及节能方式 

 (1)节省成本:安装施工简易快捷,无需铺设专线;每个路灯只需要一个单灯控制器,最多每100~500个路灯配备一台集中控制器,节省了GPRS流量。不用改变既有的电力线架设和配电控制网络,一方面节省了人力物力;另一方面自动组网的ZigBee模块不受天气和地形的影响,保证了通讯的可靠性。

 (2)每天可进行自动通、断电操作;可保证工作日、节假日按不同的时间自动通、断电;可对用电设备进行分区、分线路管理。

 (3)控制灯具的开/关,从而可以显著延长灯具的有效寿命,减少灯具更换次数,节约资源,减少有害气体污染环境。可以远程设置节点控制参数,实现节点的灵活控制。在后半夜车稀人少时,则控制路灯保持较低照度的照明(或者实行“半夜灯”调节控制)。这样做主要优点就是在调光的同时,也大幅降低了电耗,节约用电,同时还可以延长灯源寿命。

 (4)根据天气情况和实际光的照度,自动控制灯具的开/关和灯具的亮度,如在不好的天气时及时打开路灯,对于安装在桥下或隧道的路灯,根据实测光强,将自动以最佳的亮度打开路灯,提高公众满意度,在灾害天气使路灯更人性化。

 (5)可通过经纬度不同,在不同时间对灯具进行开关灯,实现不同地区的开关灯时间,根据日起日落自动开关。

 (6)通过系统中心设置,防止非授权人操作,确保系统控制安全可靠。依据采集数据情况,可判断终端设备运行状态情况。所有运行参数(自动通断电时间,区域划分)可在管理终端随时设置,随时启用,管理方便。

 4 智能照明管理系统介绍

 (1)操作系统 

系统适用于Microsoft公司的Windwos 7中文版操作系统,服务器采用Windows2000 Server/2003 Server。系统具有多窗口、多任务、多线程的特点。

 (2)软件结构与特点

系统软件的主要目的是向用户提供友善的人机接口和高级管理功能,配合硬件使各种繁重、复杂、重复的工作在极短的时间内自动完成。路灯监控管理系统的软件完成了系统各模块间的总级联和总管理(见图3)。计算机可以根据值班员的意愿,不折不扣地完成各项任务。

 (3)友善的人机界面和高级管理功能

系统软件适用于Windows98/NT/2000/XP/7平台,简便易学。整个操作过程中几乎不必用键盘,只用鼠标点击即可,非常适用于一般的操作人员掌握。

网络化信息管理与数据共享。采用实时数据库和历史管理数据库相结合的管理模式。采用开放的数据结构,管理人员可以通过系统网络链接成为分控终端,方便查询系统运行数据,并可与常用的数据库(如FOXPRO、ACCESS、EXCEL等)直接接口,以实现广泛的数据共享,还可以通过Internet对中央控制室数据进行远程调阅。

 (4)实时/历史数据图表

提供各分站一次接线图,实时显示RTU的运行电压、电流、亮灯率、运行状态、开关状态等。同时,可以查询或打印分站的历史运行数据如电压、电流图、亮灯率直方图等。

 (5)亮灯率计算

系统会根据每个分站的运行电压、电流、有功功率和功率因数等自动计算并存贮亮灯率,同时会计算出系统的实时总亮灯率,显示在主窗口上。

 (6)策略控制

系统可根据用户的设置,实现节假日及每月、每周、每天、每时段的自行亮灯方式,策略可保存可重复到指定日期。

 (7)故障管理

提供一组完整的工具软件,帮助值班员通过对 RTU采集的数据进行分析,快速而准确地确定路灯网设备所发生的故障,在电气接线图上以闪烁和动画的形式显示出故障电气点的位置,并给出处理故障的基本方法,用以形成故障抢修的安排,并在故障恢复后可以生成一定时间周期内的故障报告。

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