金华市城市照明节电技术及效果分析

摘 要：根据“建设部城市照明节能指导意见”建议要求以及国家节能减排的指导思想，道路照明节电技术也被提上日程，在金华城市道路照明实际情况的基础下，对金华市城市照明监控与节能系统整体进行技术与效果分析。

关键词：节能；效果；照明

中图分类号： J914 文献标识码：A

1 项目概述

1.1 项目背景.

随着金华市城市建设的发展，城市照明越来越注重城市的整体形象；同时，各类照明灯具不断增加，政府和市民对城市建设、道路照明和景观照明提出越来越高的要求，这些都给照明管理提出了新的挑战。根据“建设部城市照明节能指导意见”建议要求，正常情况下，下半夜居民活动相对较少，行人车辆更是十分稀少，道路照明如果仍然维持与上半夜不变的标准要求显然要造成很大的照明浪费，因此可下降到标准设计的70%左右。同时，金华市内夜晚，尤其是下半夜，供电负荷较轻，道路照明供电电压普遍有一定的升高，这无疑要造成照明耗能的浪费，同时对光源使用寿命也产生不利影响。

为此金华市路灯管理所一直不遗余力地进行着道路照明节电工作，一方面可节约大量的电力能源，同时也可延长照明光源的使用寿命，这是一项利国利民利企业的大好事。

1.2智能照明节电设备的效能

1.2.1社会效益

中国的能源紧缺问题已经成为影响中国经济长期平稳发展的重要问题，国家已经把能源发展问题提升到影响国家长治久安的战略高度。早在2005年6月21日，温总理主持召开了国务院常务会议，研究建设节约型社会和发展循环经济问题，进一步肯定了“开发与节约并重，把节约放在首位”的能源发展战略。照明节电、绿色照明工程是“十一五“国家十大重点节能工程项目之一，建设部更是在“十一五”城市绿色照明工程规划纲要中明确规定了城市照明节电的目标：以2005年底为基数，年城市照明节电目标5%，5年（2006-2010年）累计节电25%。照明节电具有十分重要的社会效益。

1.2.2 经济效益

城市照明节电应该是以不降低城市照明设计标准，不降低城市照明功能性要求：即道路交通安全、社会治安保障、居民生活方便，为基本前提的。由于城市照明的功能性要求标准是随着时间、地点、场合（Time，Place，Ocassion：TPO）的改变而改变的，比如：同一条路段，由于上半夜车多人多，道路照明的照度要求就相对较高；而下半夜车少人稀，道路照明的照度要求就相对可以降低。同一个广场，如果在节假日夜晚，或者是某些特定的日期需要进行特定的活动，那么它的照明标准要求肯定就要提高，而平常就不需要；等等。

1.2.3 实现管理现代化

智能照明节电器设备还应具有与城市照明监控系统实现监控联网控制或者独立联网控制的能力，可将采集到的节电器工作参数、现场电流、电压、功率等数据自动进行存储、统计，并能随时进行查询和打印，为管理自动化、信息化、现代化提供了基本条件，以便实施有效的管理，降低管理支出，提高经济效益。

2系统整体设计

金华市城市照明监控与节能系统整体结构框图：

系统由城市照明监控中心系统、无线通信系统平台、城市照明远程监控终端RTU、城市照明节电器等设备组成。

3功能及设计

3.1设计原则

（1） 可靠性

由于节电器设备、系统的服务对象是广大市民，稍有差错即会产生严重的社会后果；同时照明节电设备长期在野外运行，工作环境极为恶劣；因此必须应充分考虑系统的可靠性，要求照明节电器设备能够长期稳定地运行；同时要求节电器设备在设备自身出现故障的情况下仍能提供备用照明回路，保证道路照明稳定运行，不影响路灯照明正常进行。

（2） 先进性和实用性

设备须符合相关国内、国际标准，整个系统应是目前国内最先进的，并长期处于国内较为先进的水平。同时，应以实用为原则，不可脱离实用性而盲目追求先进性，从而造成华而不实、浪费资金。

（3） 可操作性和可维修性

照明节电器设备实现模块化设计，良好的图文现实，操作简单易学，系统各设备具有明确的接口标志，便于用户维护维修。照明节电器设备实现模块化，并且各单元部件具有故障定位指示，便于设备检修和维护。

（4） 开放性

系统提供所有源代码和设计方案以及各种软、硬件接口，实现对不同供应商系统和产品的连接，并提供系统软件免费升级。

（5） 可扩展性

硬件采用模块化设计，软件采用组态化设计，使得系统扩展、升级均不必改变现有设备的状态。

（6） 通用性

硬件设备具有通用性，通过不同的软件参数设置，可以实现不同功能。

（7） 经济性

尽可能采用成熟的先进技术，选择性价比高的方案和设备，既要考虑初期建设费用，也要降低今后的运行维修费用。

3.2 硬件系统设计依据

（1）照明节电器控制器采用Philips全新的32位ARM智能芯片，μC/OSII嵌入式操作系统运行环境，硬件配置确保在通信高峰期、采集数据高峰期时，ARM主处理芯片的内存占用率低于68%，CPU负荷小于70%，并有足够的存储空间保存采集数据和设置参数。

（2）采用三相独立隔离补偿变压器降压技术，为实际三相不平衡应用环境、单相独立调压节电控制等技术问题的解决提供技术基础。

（3）采用模块化设计、多CPU协同工作方式等先进的32位DSP（数字信号处理）技术，使照明节电器具有多颗芯片的强大的计算能力和采样精度，保证节电器工作的可靠性和精确性。

3.3 软件系统设计依据

（1） 计算机软件设计依据

严格按照《国家计算机标准和文件模板》标准，即GB8567-88之“计算机软件开发标准”执行。

（2） 终端软件设计依据

严格按照《国家计算机标准和文件模板》标准，即GB 8567-88之“计算机嵌入式软件开发标准”执行。

4投资回报分析

4.1 经济效益预测

根据金华市路灯照明系统的使用时间和节电效果来评估节能效益：

从金华市路灯管理所监控室读取参数200多个点位，共计其中适合安装节电器的175个。每日有2/3为半夜灯用电5小时，1/3为全夜灯用电13小时，平均日用电约9小时；月用电30天；年用电12个月；电费为0.85元/度。所有路灯平均用电负荷满载率95%以上，功率因数平均为0.8以上，总电流约为：12320A。

总功率为：电流（12320A）×电压（230V）÷1000×功率因数（0.8）*1小时=2266（度）。预计综合节电率范围可达15-41%。

按低平均节电率20%计算：（注：取保守节电率按照低数值进行估算）

每月节省电费2266KW×95%×9小时/天×30天/月×0.85元/度×20%=98847.3元

每年节省电费98847.3元/月×12个月/年=118.6（万元）

20年节省电费：118.6万元/年×20年=2372（万元）

4.2 综合效益分析

金华市路灯照明系统进行节电工程改造后，预计每年可以节约电费合计为118.6万元以上。20年内可以给金华市带来至少2372万元以上的直接经济效益.

结语

金华市的市政路灯节能改造存在理想的空间，安装节电设备可直接节约约20%--42%的市政路灯照明电费开支。不但可使路灯监控与节能溶为一体，金华市市政管理水平上一个台阶，而且可以给金华市带来巨大的经济效益。在当前金融危机大环境下，既响应国家节能减排的号召，促进金华市经济发展。

参考文献

[1] 吴春海，吴贵才.城市照明节电探讨?.2005.

[2] 司马，张棉辉.城市照明节电效果显著.?2007.