无锡城市照明单灯控制项目应用案例分析

摘  要  近年来，随着社会的不断发展，城市照明设施量迅速增加，对城市照明设施的管理要求越来越高，城市节能要求也越来越受到社会各界的关注。对于一些能耗超标、无法通过线路改造实行节能的项目，我们可以通过安装单灯控制设备进行节能改造。

主题词 城市照明  单灯控制  科学应用

根据住建部《“十二五”城市绿色照明规划纲要》的要求，树立绿色、低碳发展理念，要求进行节能减排。对此，无锡照明管理处自我加压，进一步完善对照明设施的精细化、信息化、智能化管理；同时以保证照明质量为前提，积极应用各种节能技术措施，推进城市照明节能改造。

近几年，无锡城市照明通过节能柜改造、应用LED灯具、太阳能路灯、变功率镇流器等一系列节能措施，取得了相应的节能效果。2011年我处引进新的节能模式，对于能耗超标、无法通过线路改造实行节能的项目，进行单灯控制改造。通过对单灯控制的调研及试点运行，实现了精确管理至每盏灯具运行情况，节能成效明显。

一、单灯控制项目的特点

1、技术特点

无锡城市照明单灯控制系统采用物联网架构，由单灯节能控制器、智能集中器、远程智能监控终端、通信网络和远程监控管理中心组成。系统以无线通信为主干网，以电力载波通信为二级子网，通过路灯原有电力线，由安装在路灯配电箱（箱式变）内的智能控制器对每盏路灯进行数据采集及控制，无需单独布线。通过电脑或移动手持设备进行灯具及线路状态巡检，形成单灯的开关灯控制、能耗统计、节能管理、故障报警定位、亮灯率统计等系统报表数据，为城市照明综合分析、维护以及按需节能提供了有力的支撑。系统总体架构如下图所示。

无锡路灯单灯控制系统总体架构

2、系统优点：

（1）在满足照度标准的前提下，通过智能开关灯方式，为不同的应用场合提供不同的照明需求，减少过度照明，从而节约了大量的电能，实现了良好的节能效果。提供专家分析功能，能有效做到防患于未然，提高亮灯率，减少各种故障。因节能效果明显，投入资金可在较短时间内实现回报。

（2）系统实现对每盏路灯的监控，准确判断光源工作状态，将“人工巡检”改为“值班等待报警”的维护方式，减少巡检次数，降低维护成本，提高维护效率。

二、单灯控制项目案例分析

根据无锡城市照明的实际情况和管理需求，系统建设采取“试点先行、分期建设、稳步推进”的总体思路。从2011年至今，无锡照明管理处通过政府采购公开招标，进行了三期项目建设，覆盖贡湖大道、盛岸路、五湖大道、华清大道等6条主要道路，共安装2234台单灯控制器，实现了5218盏路灯监控。下面以贡湖大道为例进行情况说明：

1、贡湖大道道路概况

无锡贡湖大道是连接市区与太湖新城区的主干道，贡湖大道宽度50米，双向6车道，路灯杆为双臂灯杆，快车道采用2盏250W高压钠灯，慢车道采用1盏150W高压钠灯，共497杆1464盏。贡湖大道在正常亮灯时光照度达到50Lx以上，能耗超标。同时，贡湖大道周边已完成建设，不易进行管线开挖，又因贡湖大道灯杆内部结构问题，接线改造存在困难。这种情况，适宜采用单灯控制进行节能改造。

根据无锡贡湖大道的车速、车流量、行车道分离、人流量、交叉口密度等情况，系统在22：30后开始执行关闭慢车道灯和1个快车道灯的节能方案。经实际测试执行节能方案后的光照度达到25Lx，满足《城市道路照明设计标准》（CJJ45）规定的“主干道20/30Lx的光照度”的要求。

下图为贡湖大道单灯控制方案执行前后的对比。从图中可以看出，执行方案后，慢车道侧路灯熄灭，但是快车道的路面照度基本没有变化，满足道路照明的需要。

贡湖大道执行单灯控制方案前（全亮）

贡湖大道执行单灯控制方案后（只亮快车道1盏灯）

2、单灯控制能效分析

（1）经济效益分析

下表为2013年9月份至2014年2月份贡湖大道所有控制箱电度量统计表：

配电设施位置

节能前用电量

（度）

节能后

用电量（度）

节电量（度）

节电率

贡湖大道金城医院

219,334.04

166,255.20

53,078.84

24.20%

贡湖大道金石路口

208,135.26

147,567.90

60,567.36

29.10%

贡湖大道大通路口

198,977.68

139,085.40

59,892.28

30.10%

贡湖大道观山路口

253,463.27

189,083.60

64,379.67

25.40%

贡湖大道震泽路口

228,319.34

166,444.80

61,874.54

27.10%

贡湖大道具区路口

168,877.55

124,125.00

44,752.55

26.50%

总计

1,277,107.14

932,561.90

344,545.24

27.07%

上表的数据统计可以得出，未执行节能方案的用电量数据为127.7万度，执行节能方案后，同比用电量为93.3万度，节电量为34.5万度，平均节电率为27%。另外，执行方案后2/3的高压钠灯亮灯时间减少，工作寿命延长，减少维护材料资金支出。

该项工程通过政府公开招投标，投入资金102万元，实现年节约电费52万元，2年即可收回投资成本，回报率高。

（2）管理能效分析

通过单灯控制系统的运行，使城市照明设施的管理具体到每一盏路灯、每一个配电设施，实现对每盏灯具、配电设施的工作状态、电流、电压、故障等信息实时“在线巡测”，各类故障信息直接锁定到具体的路灯、配电设施，减少了采取人工巡检引起的车辆、人员的费用及能耗，降低整体运维成本，达到节能降耗的目的。

经过三年的探索、研究和应用，无锡城市照明单灯控制系统己趋于成熟，实现了“按需照明、精细管理、绿色节能”的城市照明理念，积累了运维经验，节能和管理效益达到了设计目标，为无锡市照明管理和节能取得飞越提供了坚实的基础。未来我们将在现有的经验基础上稳步扩展应用范围，在目前发现灯具故障的基础上极积探索预测灯具故障的机制，建立路灯照明健康运行状况的综合分析模型，保障无锡城市照明的服务质量，做到合理照明、安全照明、美化照明，充分体现城市公共服务水平，提升城市品牌形象。