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智能路灯综合管理系统

       随着近年来城市基础设施建设的飞速发展,城市的市容市貌得到了很大的改观,城市灯光工程是一个现代化都市的重要标志之一,在城市建设与发展中具有重要的意义。

  随着城市灯光工程的逐渐重视,路灯照明的管理、监测控制和维护的工作量日渐增大与有限的人力物力资源矛盾日益突出。并且通常设备陈旧、可靠性差、数量有限、投资少、故障多、线路多、管理维护不方便;电力网不很稳定;配电房所处环境恶劣,而且平时又无人值守,所以对路灯运行进行无线远程监控是非常实用的。

  南京卡尔威特物联科技有限公司自主研发的智能路灯控制系统专门针对路灯管理的具体特点,严格按照国标《电气设备安全设计手册》等标准开发而成。能够在路灯系统现有的配电设备、控制设备等各种设备和环境实行监测的基础上,增加处理和通信功能,有效降低了系统的建设成本。智能路灯控制系统运用了先进的通讯技术和计算机网络技术,贴合路灯管理的实际情况,无论其实用性、可靠性、技术先进性、经济性等方面都有许多创新。

      系统特点:

(1).每套路灯具有单独通断功能,即可以实现“单灯单控”,可对每个灯的电压、电流、功率因数等数据进行监控。

  (2).路灯管理系统软件可根据用户的实际需要,按照夜间不同时段的亮度需求,实现“隔一亮一”或“隔二亮一”等不同模式的功能;

  (3).具有经纬度时钟控制功能,可根据当地的经纬度,按照季节变化和每天日出、日落时间的不同,自动调整开关灯时间。用户不必输入具体的开关时间,控制系统即可自动实现通断功能。

  (4).路灯控制系统除具有自动早晚开关灯功能外,可利用策略控制,实现夜间其他时段自动通断功能;

  (6).路灯控制系统中每个回路的采集器至终端控制平台的通讯为有线网络或无线传输方式;

  (7).路灯控制系统中的每个回路具有计量功能,通过RS485通讯、无线网络等方式来实现远传电表的数据,路灯控制系统需将每个回路的用电量最终传输到相应能源监管平台控制室, 可自动生成用电量日报表、月报表和年报表,并与能源监管平台对接。

  系统优点:

  1、道路路灯监控系统采用先进的集散式测控系统方案,由设在路灯所的监控中心担任集中控制的心脏,而由分布在道路内的远程监控终端(集中控制器)作为分布式控制节点站使用无线ZIGBEE对单灯实现控制。

  2、监控中心与集中控制器之间的双向通讯采用中国移动的无线公用数据网(GPRS)通讯,或使用光纤、双绞线等有线网络。

  3、每个道路照明区域集中控制器与路灯采用无线ZIGBEE通讯,免布线对路灯进行单灯控制。

  4、集中管理器带有独立操作系统,可脱离监控中心独立执行命令以及数据保存。在监控中心发生停电或者发生其他系统故障时以及移动网络临时故障时,集中器可独立执行预设各种定时任务以及管理系统。

  5、可在现有系统上直接升级为单灯控制系统,避免重复投资。并且系统可适应路灯管理部门未来节能改造升级,如加装LED路灯等,可直接实现远程控制调光功能,避免二次改造。

  ★安装施工简易快捷,无需铺设专线,节省成本。

  ★依据道路上光照亮度控制灯具的开/关和亮度,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。也大幅降低了电耗,节约用电,同时还可以延长灯源寿命。

  ★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,对于安装在桥下或道路的路灯,路据实测光强,来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。

  ★通过微机、集中器设置,防止非授权人操作,确保断路器安全可靠。依据用电情况,可判断无人值守的用电设备运行情况。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。


  系统功能概述:

  ★主动问询功能:监控中心可以主动查询每盏路灯的开关状态、电流电压、电压、功率、功率因数等数据

  ★主动控制功能:监控中心可以依据控制权限控制任意一盏、一组、一个区域路灯;并依据客户自己要求,实现半夜、关半边及调光降功率的控制,以达到节能效果等功能

  ★自动光控功能:依据道路上光照仪采集的光照亮度数据,自动调整道路内各不同区域光照亮度;

  ★报警功能:通信中断、灯故障等情况出现时,监控中心有报警显示

  ★地图功能:在电子地图上显示每盏灯的开关状态并对每盏灯、每路灯远程手动执行开关灯、调光功能。

  ★数据存储功能:现场监控设备和服务器上的数据库中存储历史记录

  ★数据查询功能:监控中心可以查询任意时间段路灯数据信息

  ★曲线报表功能:可以生成电量报表

  ★远程维护功能:监控设备中的采集和通信模块具备远程参数设置和维护功能

  ★拓展功能:系统可自由增减监控设备的数量;监控设备可以扩展其它功能

  系统基本功能组成

  (一)、道路照明智能监控系统功能

  ★开关灯时间控制:

  ★自动开关全夜灯;

  ★自动开关半夜灯;

  ★自动开关时段灯;

  ★根据地理经纬度,自动计算当地日出日落时间,按日(节季变化)动态精确调整开关灯时间,以达到节电节能、提高道路照明质量的目的;

  ★自动依据光照仪采集数据调整亮度;

  (二)、多种控制开关灯方式:

  ★自动遥控─按控制中心设定的开关灯定时任务,自动运行;

  ★日出日落控制─根据地理经纬度,自动计算当地日出日落时间,按日(节季变化)动态精确调整开关灯时间。

  ★光控模式─动依据光照仪采集数据调整亮度

  ★普通执行方案;

  ★自动采集传感光感仪的电信号等级情况自动调光到相应等级功率。

  (三)、区域控制功能:

  ★全部区域─对所有设定的全部控制区域进行控制;

  ★部分区域─对所控区域内的部分区域进行控制;

  ★选择组单位─如可以路段或片区为单位编组,对某组或某几组进行控制;

  ★单点或单灯开关─可对单点或单灯进行精确控制;

  (四)、自动检测功能:

  ★自动巡检、随机检测或按时段定时巡检:

  ★各单灯、各回路是否按中心指定开关操作和运行,并取得相应状态;

  ★各单灯的电流、电压值等;

  ★在箱变柜加装具有485接口的数字电量表以后,可取得各箱变的用电量,并合计为总电量;

  ★上述数据及时上传至控制中心。

  (五)故障报警功能:

  ★系统对自动或手动检测各单灯或回路状态进行自动判别,发现故障时将及时报警,或设定为手机短信等方式向有关人员进行远程报警。

  ★白天亮灯;

  ★夜晚灭灯;

  ★停电(或断电);

  ★监控终端故障;

  ★通信故障;

  ★单灯故障;

  ★其它系统认为有必要报告的故障。

  ★所有故障报警都带有故障类型、单位名称等信息,并作为档案记录在数据库中。

  (六)数据处理、储存、查询和打印功能:

  ★查询当前各监控点运行工作参数;

  ★查询任意历史时段、任意监控点的运行情况数据;

  ★分类查询各类故障报警,如电控箱、远程监控终端、单灯监控终端有关故障报警(可选)等。

  ★故障报警报表。

  ★各类数据曲线图表。

  (七)地理图文显示功能:

  ★采用简易地理图文显示,达到图文并茂、界面美观和使用方便的效果。

  ★通过数字标定,将所控区域的集中控制器单元及其控制区域标定在电子地图上;

  ★激活地图上任一集中控制器时图标,可显示所选集中控制器有关数据或参数;

  ★电子地图可无级缩放与平滑浏览,可以不等比例要求同屏显示地图,通过大屏幕系统,可同屏或分屏显示多个终端运行情况;

  ★使用电子触摸屏时,可更方便地进行有关监控、操作和查询;

  ★能实时直观显示各集中控制器有无开灯回路;

  ★当系统检测到某个集中控制器单元有故障报警时,系统将及时标定并显示警告标志。

  ★显示单灯工作状态。

  (八)远程抄表功能并进行统计分析:

  ★监控中心软件可与配电柜数字电表通讯,实现自动远程抄表并进行统计分析。

  (九)监控终端(集中控制器)现场调试、维护接口和远程升级功能:

  ★每一个远程监控终端集中控制器都具有调试和维护接口、按钮和远程升级功能,便于调试、维护和系统升级。

  (十)系统增容扩容功能:

  ★系统具有灵活的远程终端增减扩容功能,可动态增加、删除终端设备,无需修改地图;

  ★系统所采用的中心数据库、无线通讯方式及模块化监控终端结构,均能满足大中城市路灯及有关灯光系统长期的发展和扩容要求。

  (十一)单灯控制运行功能:

  ★通过采用无线ZIGBEE,在无需加铺电缆的情况下,利用无线即可实现远程单灯控制。实现各种不同的开关灯组合。如隔杆亮,隔几杆亮,交叉亮等多种亮灯模式,或自定义亮灯模式。

  经济效益和社会效益分析

  首先,采用集散式控制的监控方式提高了路灯控制的实时性,可以根据季节、气候以及特殊节假日的需要,随心所欲地控制全任何一盏路灯的开关,提高亮灯的一致性,又可避免由于钟控器走时不准或失控而造成的电能浪费,做到适时、适度照明。

  同时,采用电脑智能化控制系统后,每个单灯的状态可以及时反馈到控制中心,运行和管理人员足不出户即可了解到各处开关灯情况,既节省了巡灯运行费用,又大大缩短响应处理时间,并可通过完善的故障诊断功能,及时发现故障隐患,做到防患于未然。

  可以估计的经济效益包括节省的电费开支和运行维护费用两大部分。

  1 经济效益分析

  1.1电费开支

  电费开支的节省,一方面主要通过自动跟踪当地日出日落来合理设置开关灯时间,避免电能浪费。另一方面,根据照度及各处电路供电情况自动调整照明电压,实现节电节能。

  以一条3000米双排高杆灯为例:灯杆隔距30米,每根灯杆装有400W机动车照明灯和250W非机动车照明灯各一盏,全程共200根灯杆,开灯时间19:30分,关灯时间7:00分。因采用单灯控制后开关灯模式可任意设置,现以几种模式为例计算年用电量:

  全亮时总功率:200×(400+250)=130000W=130KW.

  隔杆亮时功率:100×(400+250)=65000W=65KW.

  单灯400W隔杆亮时功率:100×400=40000W=40KW.

  单灯400W、250W交叉亮时功率:100×(400+250)/2=32500W=32.5KW.

  单灯250W隔杆亮时功率:100×250=25000W=25KW.

  通过适时开关灯节电:设通过适时开灯节约开灯时间20分钟。全亮时节电130KW×20/60=43KWH,一年节电 43×365=15695KWH。

  各开灯模式下的用电量计算如表所示:

 

亮灯功率(KW)

用电量

日用电

年用电

全亮方式

130

14950

55万度

全亮开,半夜隔杆亮

130→65

1040

38万度

全亮开,半夜交叉亮

130→32.5

747

27万度

全亮开,半夜250W隔杆亮

130→25

695

25万度

  若适当灵活调半夜关灯时间,节电效果果更趋明显。

  由于采用单灯控制能灵活控制各杆灯灯头亮灭模式,因而能在不明显影响总体照度的前提下有效节电,或者在用电量大致相同的情况下,明显提高道路照明效果,因而在取得较好经济效益的同时取得良好社会效益。

  1.2运行维护费用

  采用灯光自动监控系统后,每夜巡灯由电脑实现,如无故障,则不必出动车辆,节省大量的人力物力。监控系统自动控制开关灯操作,取消了每半月一次的人工修改时钟的工作,亦可节省大量的人力物力。主要体现在以下几个方面:

  巡灯费用

建立监控系统后,减少了派车巡灯的费用。以前路灯管理所的人分组去巡灯,现在一般情况下不需要人工巡灯。

  灯具损耗费

由于采用经济运行方式,让路灯科学地轮换“休息”和稳压运行,还可大大延长灯泡使用寿命,一般可节约25%左右费用。

  2 社会效益

  该系统是解决全球电力短缺的手段之一,可以通过采用先进的节电设备和完善的电力方案来节省有限的电力使用量,有效地缓解全球能源紧缺的现状,达到节约能源的目的。

  系统是一个网络通信控制系统,建设好这个网络系统,可以为整个城市的路灯数字化实现提供有力的保障作用。

  系统还可以提高社会的服务质量,增加对客户的透明度,并对整个社会,特别是路灯系统产生积极的推动作用,它能够及时反映现场和远程低压网络的整体信息,进行运转监测。

  系统能够有效降低电力部门的运营成本及供电成本,促进电力信息一体化的建设,改善电力部门的服务质量,从而提高电力部门的竞争力,具体如下:

  监控中心可以通过主动查询每盏路灯的开关状态、电流电压、电量等数据;

  可对灯具进行单灯以及分组控制﹐单个集中控制器器实际案例中可以控制500个单灯﹐以满足不同场所应用;

  可随季节变化设定灯具电源开启和关闭的时间﹐可在灯具开启的任意时间段设定不同的功率输出值﹐其范围可在0%~100%内任意调节;

  可对灯具亮度、温度、电压、电流、功率和功率因数进行检测并控制,实时掌握灯具工作状态;

  自动控制功能:现场按季节变化自动调节路灯开关时间,并按照开关路灯;

  通信中断、亮灯率过低、未按时开关等情况出现时,灯具可主动上报至监控中心。

  另外,一个好的路灯控制系统不仅可以提供现有的服务外,还可以提供和发展各种高附加值的增值服务,这个功能除成本低廉的优点之外,可以推动路灯行业多方面发展

  各类故障或异常情况报警

  多种报警方式供用户选择

  远程报警信息送至控制中心或值勤人员手机




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