变功率整流器无线监控远程控制组合使用系统

1、变功率整流器和无线监控及远程控制组合 使用系统 第一章 高压钠灯改造现状及分析随着国家节能减排工作的全面推行，开发推广应用高效照明装置，节约照 明用电是当前政府要求节能减排工作中的一个重要环节，如何节约照明用电是 每个路灯管理部门所面临的一个新课题。基于此，城市照明领域涌现了大量节 能照明光源和大量的节电技术，如 LED LVD无极灯、节电器、单灯控制系统以 及变功率调光系统等。因为道路照明强调功能性，照度、亮度、均匀度等指标要求较高，在目前 环境下，LED LVD无极灯等新产品取代现普遍使用的高压钠灯、金卤灯应用于 主干道照明还有这样那样的问题，并且成本上面会增加很多。而立足于现有状 况，在传统高压钠灯上挖掘潜力，也是我们进行道路照明设计的一个思路。目前主流的方式有两种：一种是通过软件设置，后半夜的时候开一部分 灯，关一部分灯。 第二种是硬件上做更改，通过变功率电感镇流器来控制后半 夜的亮度。变功率电感镇流器又称双功率电感镇流器，该镇流器全功率工作时，得到 额定照度值，当在线路中接入一个控制装置，使该镇流器介入另一附加阻抗 后，将灯的电流和功率降低到额定值的60%左右，使工作期间的照

2、明系统节能40%。双功率节能电感镇流器与一般传统电感镇流器的区别在于3 个基本参数：镇流器功耗限定的上限值，系统功率因数的最小值和最大启动电流。该镇流器 在照明系统转换电路采用的常规电路组合分为振荡、分频、时基输出、功率开 关电子元件和电源电路。两种方案的分析一， 亮一隔一或亮一隔二 的方式 优势：只需要在原有的光源设施基础上增加单灯控制器，亮灯方式可以在 软件上面做设置，不要做其他更改。成本上相对来说可以得到控制。劣势：虽然采取 亮一隔一 或亮一隔二 的措施节电效果直接而且显著， 但是这只能作为缓解电力紧张局面的权宜之计，因为照度均匀度将不同程度、 甚至是严重的下降，对交通、行人安全、对维护社会治安产生不利影响，二，变功率电感镇流器调光 优势：采用变功率电感镇流器将不会有这样的顾虑。在不降低道路交通安 全性的前提下，根据车流量和人流量分为上半夜较多、下半夜稀少的情况，对 照明系统进行功率转换。就是在道路交通繁忙的时候，使路灯运行在大功率状 态；车少人稀时，照明系统功率自动转换，使路灯在60%的额定功率处运行，由此达到节省电能的目的。变功率电感镇流器的节能效果，不同的节能控制程 序会产

3、生不同的节能控制效果，按每天照明 11小时，前 5 小时处于正常照明状 态，后 6 小时处于节能照明状态。因为路灯电源几乎都从公用变压器接出，而公用变压器为确保用 电高峰时的电压，都把输出电压调到较高水平，每到下半夜用电低谷时，电网 电压就会升高，有的高达 240 瓦以上，这时候就造成电能浪费。对于原有道路照明项目，可采用附加型变功率镇流器进行改造，其特点 是，对原灯具配套的镇流器不予更换，既方便改造施工，又降低系统改造造 价。安装改良变功率镇流器，缩短变功率前的时间预制和减少变功率后的功率 办法，提高镇流器的节能效果。可变功率镇流器方式，具有智能光源降压稳 压调光技术的优点，也避免了智能光源降压 - 稳压调光技术的缺点，智能 光源降压一稳压一调光技术，是将装置安装在路灯配电回路的起端，在前半夜 控制路灯回路为全压，接近午夜时分，开始降低回路电压，在后半夜车稀人少 时，进一步降低电压，值得推广。路灯系统的节能方式还有很多，使用变功率 镇流器有助于道路照明系统合理用电，使路灯项目既满足其功能性要求，又能 够实现最大限度的节能。路灯装上变功率镇流器，其功率可以由 400 瓦降至 250 瓦

4、。在下半夜自动转入低耗能状态，既满足道路照明的要求又实现了节 电，符合城市照明向“高效、节能、环保、健康”的“绿色照明”发展方向。劣势：成本上会相对有一部分增加，因为不仅需要增加单灯控制器，而且 需要外加电抗器进去。至于用电量的监测，我们公司目前的路灯管理系统已经集成了电量监测板 块，只需要通过增加我公司无线采集设备就可以随时采集电表的数据，上传到 服务器。上海顺舟电子科技有限公司根据现阶段路灯管理部门的管理现状，综合路灯，景观灯建设、高杆灯的实际情况，以推广，改造和保证原有设备的安全 性，达到灯光节能增效，提高照明智能化管理水平为宗旨。遵循整体规划、分 步实行原则，建设城市智能路灯及高杆灯的监控管理网络系统。（ 以下统称城市照明集中监控系统 目前国内几种控制方式分析1、手动开关灯方式： 适应小范围专职人员管理，如：宾馆、学校、医院等场合使用。国内路灯已基本取消此种开关控制方式。国外如：印度等国还在保留使用。2、光控开关灯方式： 配电箱遍及城市的每个角落，而光控设备极易受环境、季 节、天气和环境变化等因素影响、开灯和关灯统一性差，开关灯误差大，智能 化水平低，不能控制半夜灯。不能应急突

5、发事件 如：节庆日、接待参观等需要 提前开灯任务）也极易造成巨大的能源浪费，增加财政负担。3、钟控开关灯方式： 不能随时了解，钟控时间误差，不能及时校正时钟和修改开关灯时间。修改一次开关灯时间工作量大，人为因素极易造成开关灯时间不 统一。其它缺点同光控开关灯方式一样。二，无线远程智能控制的可行性及现状据有关环保部门统计数字显示，海口地区现约有路灯 2万盏，年耗电费在 1300万元至 1500万元；每年西安市路灯照明的电费就超过 1亿元；南京仅路灯的 数量大约有 20万盏，如果每天以平均开灯 10小时计算，那么每年的电费至少在 2.2亿元左右并且照明系统庞大而复杂，对各回路的漏电、触电、短路、跳 闸，电缆和灯具被盗、破坏等现象不能及时发现，存在较大安全隐患。也无法 对每个回路的电压、电流、功率等数据进行每天统计，不能及时快速地掌握灯 光系统的运行状态。针对上述的缺点及道路照明监控系统研究现状中提到的不足，顺舟科技 , 急 领导之所急，想领导之所想，结合公司多年研发无线通信和路灯监控系统的经 验，为城市道路照明开发出了一套更智慧化的灯光监控系统。这套灯光远程监控及控制系统，已经有很多照明及

6、业主在使用这套系统， 并且使用稳定，成功使用在：吉林某大学、青岛某港口、浙江某新能源路灯、 上海大连路隧道、成都某电力局等项目中。为什么我们的 zigbee 无线单灯控制系统更稳定、更可靠？主要有以下几点 在无线控制系统里面涉及到整个系统的稳定和可靠性，最重要的部分就是zigbee模块的传输，因为我们公司是04年开始zigbee无线模块的，是 以吸引风险投资成立的科技型企业，公司主要从事无线通信技术产品的 研发、生产与销售，致力于 ZigBee、GPRS/GSMWi-Fi、1G以下433- 450M 470M-510M 779-787M 863-870M 896-928M）无线技术的研发和应用，顺舟科技，作为小无线通信领域的专业厂商，我们以专业的技术和良好的服务，为用户提供个性化的网络通信解决方案，是无线通信领域ZigBee/IEEE 802.15.4的引领厂商之一，已经广泛应用于各个行 业，所以我们完全有信心能做好无线远程灯光监控系统。 系统软件系统适用于 Microsoft 公司的 Windwos 8 中文版操作系统，服 务器采用 Windows2003 Server/2008 S

7、erver 。系统具有多窗口、多任 务、多线程的特点。充分发挥计算机不断发展的硬件资源使最为先进的 设计思想和技术得以实现，从而使程序运行快捷、稳定可靠。同时，系 统提供了完备的中文环境。在此平台上开发的照明集中管理系统既能做 到实时监控、任务处理，又有极好的友善的中文界面。顺舟科技的无线技术，不但可以帮助照明系统节省25以上的用电量，而且还让照明灯具的使用寿命得到了极大限度的延长，不仅帮助解决城 市路灯照明经费问题，还可以帮助解决电力能源环保等相关领域问题。第二章 无线远程智能控制系统特点介绍在系统各子网内路灯控制器通信采用 ZigBee协议，无需通信费用，集中控 制器是采用GPR数传终端+ZIGBE协调器，对子网内采用ZigBee协议与路灯控 制器通信，对系统中心通过 GPR通信。该无线控制网络由GPR网络和ZigBee 网络组成，系统拓扑结构图如下图所示：一、ZIGBE控制系统拓扑结构图移韵力公总理禳动巡检中心9监控软件可删5用户需求深层宦带丿GPRS交互中心二、无线控制智能路灯管理系统的组成单元：主要分成以下四个部分1、路灯控制器（SZ10系列主要功能有：控制路灯开关、亮度调节

8、、电流采集、电压采集、计算功率以及功率因数等。单灯控制器分为模块式内置灯具中）和外挂式 可内置灯杆中），分别满足路灯企业和项目商的使用需求。2、集中管理器vZigBee协调器+GPR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。子网控制器处于系统中心和各子 网内路灯控制器的中间，向上通过GPR方式与系统中心通信，向下则是通过ZigBee通讯协议方式，同各个路灯路由器通信。3、系统中心 计算机系统） 系统中心主要实现通过系统控制软件对不同子网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。4、移动控制终端GPR数传终端） 用于配备路灯管理和巡查人员，使得路灯管理和维护更加方便和快捷。 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行统一

9、启 闭，对夜间照明系统和路灯的实时监控和管理，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。为达到最好的可靠性和安全性，无线控制智能路灯管理系统中ZigBee控制器的路由深度为 18级，每个单灯控制器继有路由功能也兼有终端功能，因此 最多500多盏路灯组成一个ZigBee子网。三、无线远程智能控制系统可以实现以下功能(1自动巡测功能：系统中心可以自动巡测每路路灯的开关状态。(2数据采集功能：采集电流电压、电量、功率因素等数据，做如下动作：(3节能评估：方便客户进行有功功率，无功功率的计算, 为节能评估打下数字基础；(4过载保护：通过采集到的数据进行处理判断，保证负载处于合理范围内。 (5空载保护：如果采集到电流小于门限值，则不允许进行开灯操作。 (6控制功能：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。(7自动控制功能：现场按预先设计好的时间计划自动调节路灯开关时间。 (8报警功能：将过去的巡逻式维护报警改为预防式等待报警，这样系统中心可 以得到第一手资料从而迚行调度协调。故障出现后，系统中心可以准确获取 故障灯的位置信息，工作人员可以在最短时间内赶到现场迚行维护。通过采 集电力线的电流、电压值，通知系统中心，从而进行防盗处理。(9显示功能：可以根据GIS电子地图上显示每路路灯的开关状态及其它重要信 息。(10数据存储功能：可对路灯安装和时间、地点、运行参数、工作时间等用户 关心的信息进行记录存储。(11 数据查询功能：系统中心可以通过互联网查询任意时间段每路路灯数据信 息。(12报表功能：可以生成电流、电压、功率因素、亮灯率、开关时间的分析曲 线和报表。(13远程维护功能：进程网络维护，控制模块具备远程

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