淺談LED集中直流供電智能路燈系統(tǒng)

摘 要：為了減輕城市公共照明耗電所產生的污染排放，緩解電力短缺、降低能源消耗，本文闡述了LED集中直流供電智能路燈系統(tǒng)方案的系統(tǒng)構成，主要功能和特點，為日后LED照明在公共照明領域中發(fā)展提供參考和借鑒。

關鍵詞：LED路燈;節(jié)能減排;集中直流供電

一、 LED集中直流供電智能路燈系統(tǒng)發(fā)展背景與意義

過去的10多年來，中國的經濟在快速的發(fā)展，但是能源危機也日益突出，能源短缺成為制約我們的經濟發(fā)展的瓶頸，由于火力、熱力發(fā)電消耗煤炭和石油及天然氣所排放的大量二氧化碳，進而造成溫室效應的發(fā)生。在能源危機和環(huán)境破壞日益嚴重的今天，節(jié)約資源，保護環(huán)境節(jié)能減排已成為我們國家的基本國策。隨著我國城鎮(zhèn)化不斷加速，城市照明亮化工程的不斷建設，照明用電量將會進一步增加，因此，研究照明整體化節(jié)能環(huán)保對于節(jié)約常規(guī)能源和保護環(huán)境，實現(xiàn)國家發(fā)改委提出的“十二五”期間GDP降耗40%的指標具有重要的意義。

二、 LED集中直流供電智能路燈系統(tǒng)方案

（一）系統(tǒng)的組成

LED集中直流供電智能路燈系統(tǒng)由智能路燈系統(tǒng)、路燈綜合控制柜、DC/DC電源及LED燈模組、單燈控制器、供電線路、路燈燈桿、變壓器等設備等組成。

LED集中直流供電智能路燈系統(tǒng)軟件一般安裝在路燈控制中心，方便工作人員監(jiān)視和維護。系統(tǒng)軟件與每個路燈綜合控制柜通過GPRS網(wǎng)絡實現(xiàn)雙向通信，向下通信是指上位機將命令指令通過GPRS網(wǎng)絡，下發(fā)到路燈綜合控制柜的集中控制器中;向上通信是指路燈綜合控制柜中的集中控制器將路燈的參數(shù)和狀態(tài)信息通過GPRS網(wǎng)絡上傳到上位機中。路燈綜合控制柜主要完成路燈的直流供電和安全保護功能，將三相四線制的工頻市電轉化集中為給路燈供電的直流電，提高了轉化效率，節(jié)約電能。路燈綜合控制柜通過電力線載波與每盞路燈的單燈控制器實現(xiàn)雙向通信。根據(jù)自動化管理的需要，智能路燈監(jiān)控系統(tǒng)和單燈控制器配合，以實現(xiàn)路燈自動化運行控制和管理。

（二）系統(tǒng)的主要功能

LED集中直流供電智能路燈系統(tǒng)的主要功能。

（1）直流供電功能：利用路燈綜合控制柜完成集中的AC/DC轉換，實現(xiàn)路燈的直流供電。

（2）安全保護功能：配備直流保護器，實現(xiàn)漏電、短路保護、過載保護，防雷保護等;為路燈供電線路的安全運行提供保護，克服交流供電線路存在的安全隱患。

（3）亮燈控制功能：可對區(qū)域內的任意一路或任意盞燈進行開啟或關閉，可按定時、經緯度、亮度等不同控制方法，支持路燈自由編組控制，自由調光控制等不同控制策略。

（4）狀態(tài)檢測功能：可對照明系統(tǒng)進行全部運行數(shù)據(jù)的實時自動監(jiān)測，手動巡測、選測，定時自動巡檢等，獲取LED路燈的開關狀態(tài)、電流、電壓等運行參數(shù);支持對供電系統(tǒng)運行狀況的定時巡檢功能，便于管理方及時獲取路燈系統(tǒng)的運行狀況，實現(xiàn)照明統(tǒng)一集中管理。

（5）故障報警功能：在系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測的基礎上，對任意單桿路燈一旦發(fā)現(xiàn)有異常，立刻定位故障位置和故障類型，發(fā)出告警信息，通過監(jiān)控工作站、移動終端等手段提醒管理人員處理，盡快排除故障或隱患。

（6）運行管理功能：支持故障統(tǒng)計、用電量統(tǒng)計、電參數(shù)統(tǒng)計等功能，并形成用戶需要的曲線報表;可針對不同的對象，如任意回路或任意桿燈，不同的參數(shù)，如電能、故障率、不同年月日等生成詳盡的統(tǒng)計報表;提供設備臺賬管理，便于管理方做決策參考。

（7）支撐服務功能：智能路燈監(jiān)控系統(tǒng)采取開放架構進行設計，系統(tǒng)支持百度、谷歌等不同類型電子地圖;支持監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)設置和管理、監(jiān)控數(shù)據(jù)錄入和導出、運行日志管理等功能，為系統(tǒng)的安全可靠運行提供支撐。

（8）電纜防盜、防竊電等功能：安裝電纜防盜終端的情況下，可及時發(fā)現(xiàn)并電纜被非法盜取的情況，并及時告警，提醒管理人員進行處理;利用防竊電功能，可及時發(fā)現(xiàn)竊電現(xiàn)象，減少電能浪費。

（三）系統(tǒng)的主要特點

1. 具有良好的運行經濟性

（1）直流供電電源集中布置，具有較高的交直流轉換效率（一般不小于94%），并且維護簡便易行，同時簡化了DC/DC電源的設計，使DC/DC的轉換效率達97%以上，與普通的LED路燈用AC/DC電源相比，效率顯著提升，降低電量損耗。

（2）利用直流供電，簡化路燈驅動電源，提高燈具DC/DC驅動電源的運行壽命和可靠性，延長維護周期，降低維護成本;電源轉換部分安裝在路燈控制柜，維護簡便易行。

（3）可選配電纜防盜、防竊電等功能，避免損失。

2. 具有較高的系統(tǒng)安全性和可靠性

（1）系統(tǒng)采用直流供電線路，不存在線路分布電容漏電流，而且可以設置準確的漏電保護定值，實現(xiàn)漏電的準確檢測，同時系統(tǒng)還具有短路、過載、防雷等保護功能，實現(xiàn)全面的人身及設備的安全保護。

（2）直流電源可以采用N+M備份，電源系統(tǒng)局部故障時，通過降負荷控制等措施，可以實現(xiàn)“不滅燈”。

3. 具備多元化的管理方式

系統(tǒng)可以提供靈活多樣的路燈管理控制方式，提高故障發(fā)現(xiàn)、問題處理響應能力和日常維護管理的自動化水平。

三、 結論與展望

隨著LED照明業(yè)的不斷發(fā)展，LED燈以其高效節(jié)能、使用壽命長等諸多優(yōu)點被越來越廣泛的使用在公共照明領域中。但是目前國內外的LED照明發(fā)展遇到了光衰、壽命和散熱等技術瓶頸，再加上現(xiàn)有的落后的管理技術，嚴重制約了LED節(jié)能效益的充分發(fā)揮。因此，LED集中直流供電智能路燈系統(tǒng)作為切實可行的系統(tǒng)方案解決了這些技術難題，對促進LED照明產業(yè)發(fā)展有巨大意義。

參考文獻：

[1]國內科技信息[J].中國科技信息，2011（24）：7-15.

[2]胡家尚.路燈監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展[J].照明工程學報，2006，17（3）：29.

作者簡介：

王拯，國電南瑞能源有限公司。