智能照明终端监控(及节电)系统可行性研究报告

智能照明终端监控及节电系统
可行性报告
一、项目发展现状及研制目的意义
1、项目背景
新时期的城市路灯照明，其功能已不再局限于能为广大的市民提供生产、生活的便利，更重要的是它已成为展示一座城市形象的一张名片，已成为改善当地投资环境的重要组成部分。

然而庞大的路灯照明系统、景观灯系统却需要消耗大量的电能，这无疑将会给城市带来电力供应和财政支出的双重压力。

如何缓解这一矛盾，并平衡好二者之间的关系，实现“按需照明”，显然就成为摆在我们城市管理者们面前的重要课题。

2、用电现状
目前我市城市路灯照明供电均由市电供电网直接接入，供电电网的特点是当负荷增大时电压相对较低，负荷减小时电压相对较高，因而其电压容易随电网电压升降而产生较大的波动。

特别是像类似路灯这样的气体放电照明设备，在前半夜行人车辆较多时，时逢用电高峰时段，所发光线往往相对昏暗，甚至会出现频闪现象，影响照明效果；而在人少车稀的后半夜，由于线网电压的骤升，又会导致其照度异常明亮，甚至出现眩光，不但会对交通安全形成隐患，而且还会造成灯
具过度发光发热，直接导致其所耗电能比正常情况下高出20%以上，并使灯具的使用寿命相应缩短一倍以上。

3、目的意义
不可再生能源现有存量的约束，环境的约束，国家的安全，都使得以往那种用电不计效率、不顾成本支出的管理模式将会显得不合时宜。

显著提高电能的使用效率，挖掘一切可以挖掘的用于降低用电成本的潜力，已不单单只是企业在考虑的事宜。

随着城市管理机制的不断完善，各级政府作为行使城市管理与经营的职能部门，同样也会面临用电成本的巨大压力，为使城市路灯的管理更加符合现代城市发展的要求，其在满足城市夜景美化和市民日常需要的情况下，通过采取先进的科学节电技术手段，对路灯用电实行有效的控制必将会成为政府财政节支的一种途径。

中国节能的重点领域：
电机系统节能工程。

目前，我国各类电动机总容量约4.2亿千瓦，实际动行效率比国外低10－30个百分点，用电量约占全国用电量的60%。

“十一五”期间重点推广高效率节能电动机、稀土永磁电动机；在煤炭、电力、有色、石化等行业实施高效节能风机、水泵、压缩机系统优化改造，推广变频调速、自动化系统控制技术，使运行效率提高2个百分点，年节电200亿千瓦时。

绿色照明工程。

照明用电约占全国用电量的13%。

“十一五”
期间重点是在公用设施、宾馆、商厦、写字楼、体育场馆、居民
中推广高效节电照明系统稀土三基色荧光灯，对高效照明电器产
品生产装配线进行自动化改造，可节电290亿千瓦时。

我们知道，电机系统和照明的用电合计占中国总用量的73%因此这两个领域的节电潜力巨大，同时影响也是巨大。

我国政府要求2010年新增主要耗能设备能源效率达到或接近国先进水平，部分汽车、电动机、家用电器达到国际领先水平。

项目完成时达到的技术水平
项目完成后达到国内先进水平，填补省内空白。

二、项目技术可行性分析
1、设计原则
目前可供大家选择的路灯节电设备，其功能相对都比较单一，大
多只顾及和满足眼下所急需的节电需求，而缺乏对夜间照明现代化管
理应具有的前瞻性。

因为路灯电能管理项目是一项系统工程，不仅要
考虑到满足眼下的需要，而且还要为今后的发展和逐步完善管理留有
充分的余地，以避免因需求扩展时造成前期的投资无法得到有效利用
的情况出现。

我们将会根据本市路灯运行的实际情况以及政府未来几
年的市政规划，对项目进行科学而合理的设计，以使政府前期已投入
运行的相关市政设施得到充分的利用。

2、项目方案
电能管理的实质就是对广大电能使用者的用电成本进行科学而有效的控制。

现推荐的智能照明终端监控及节电系统正是基于能够有效降低路灯用电成本的一系列高科技技术组合。

它主要由动态监控、瞬流抑制、稳定电压、无功补偿、节电降耗等五大功能单元组成，每一个独立的功能单元都与相应的产品系列对应，完全可以按照用户的实际用电状况以及在用电过程中所遇到的问题，将不同的功能单元进行科学的集成与组合，以使项目方案更具针对性和实效性，真正实现了电能管理的个性化、科学化、系统化和智能化。

3、工作原理
本单位和协作单位目前研制开发出的第三代高科技节电产品——路灯电能管理系统，是根据目前我国路灯供电线网环境大都较为恶劣、成本管理相对粗放的实际工作状况，采用基于微处理器的数字控制技术，通过内置的符合路灯工作特性的专业节电优化软件，对路灯的运行环境进行动态的监测与控制，并根据其所采集的相关路灯运行参数适时调节路灯工作时所需的功率，在确保路灯正常工作的前提下，使其实际所需的功率与输入功率精确匹配，从而抑制了超标能耗，提高了灯具的工作效能，以此达到节电和灯具保护的双重目的。

4、关键技术
与目前市场上同行业间以纯调压技术为节电手段的灯光节电产品相比，本单位推荐的路灯电能管理系统，其最大的技术优势体现在以
下两个方面：
⑴、通过运用独创的负载集群降流技术来实现对路灯节电状态的动态调节。

该节电技术与纯调压节电技术的最大区别在于：纯调压节电技术在供电线网电压过低时往往会导致路灯无法正常启动，甚至出现路灯启动后仍会产生灯光熄灭、频闪现象；而负载集群降流节电技术则不同，它不但能有效的减少灯具发光所产生的多余发热功率，而且还可以确保灯光在一般低压环境中照常会处在一个最佳的照明状态。

⑵、时下几乎所有的城市路灯监控系统均无实质性的节电手段，其效益主要体现在社会效益方面，经济效益几乎为零；为了达到路灯节电目的，我们在前期的设计和后期的应用中，同时考虑节电与智能监控系统实现兼容的问题。

不仅成功的诠释了国际照明领域所推崇的TPO（按需照明）管理境界，还同步实现了远程监控技术与节电技术在路灯智控系统内的有机融合，从而为城市照明系统的运行、维护、扩展、节电提供了全面的解决方案和强有力的技术支持。

5、常规功能
⑴、微电脑控制，动态稳压：可使路灯避免遭受市网电压大幅度波动的影响，既有利于降低被控灯具的运行温度，消除用电线路的不安全隐患，又可延长灯具的使用寿命，减少灯具维护费用。

⑵、独特的负载集群降流节电技术，无谐波污染：不但改善了纯调压节电技术在供电线网电压过低时会导致路灯无法正常照明的不
足，而且还有效的克服了同类产品使用固态电力电子器件（可控硅）易对线网产生谐波污染导致灯光镇流器频繁发生损坏的致命缺陷。

⑶、节电模式随意设定，节电效果显著：可根据不同路段对路灯照明的不同要求来任意设定节电时间段，既可满足在前半夜人流高峰期人们对路灯照度的要求，又可避免在后半夜人流低谷时的无谓电能浪费，平均节电率可达20～40%。

⑷、不受负载性质的限制，安装简单，性能稳定：本产品适合所有感性及容性类灯光负载，即使对景观类的电子节能灯也依然具有可观的节电效果。

安装方便、操作简易，且无须对路灯的电容补偿线路作任何改动，具有过压、欠压、过流及短路保护功能，遇故障时自动旁路，不影响路灯正常使用。

⑸、预留有数据接入端口，使产品具有强大的可扩展功能：我们在产品设计的过程中，不但充分考虑到了设备本身会存在的技术升级的适应性，而且同时还预留了与计算机远程控制系统相对接的端口，以使本产品与计算机远程控制系统能具有良好的兼容性，从而为城市今后夜景的智能化管理打下了一个坚实的基础。

三、政府利益
1、社会效益
在我国的电力供应结构中，火力发电占到其中的80%，而火力发电需要燃烧大量不具有可再生性的煤炭，从环保的角度来审视，本项目
的实施将会有助于树立我市“重视能源利用，倡导科技环保”的全新城市形象，并对提高我市的城市品位、改善当地的生态环境以及投资环境将产生深远的影响。

与此同时，在举国上下为渡“电慌”难关而纷纷采取应对对策的背景下，政府通过带头运用有效的科学手段来压缩市政用电成本，这不只是用行动在诠释“经营城市”的全新理念，更重要的是其对强化广大市民的节电意识将会起到积极的示范效应。

2、经济效益
据保守统计，该项目的实施，将每年至少可为政府节省高达35%以上的包括电费成本、产出成本、时效成本、故障成本、维护成本、设备更新成本、系统增容成本等诸多成本在内的路灯综合运营支出，从而引领城市路灯管理模式由传统的粗放模式开始向成本精细化的标准模式方向发展。

我们的设备设计寿命为15年，若根据会计的谨慎性原则我们仅以10年有效使用期限计算，那么在未来的10年当中，则可为政府节省数千万乃至上亿元的财政支出。

随着我市城市规模的不断加大和路灯数量的递增，由此节约的基数还有望持续增加。

（四）市场分析：
世界上的一些权威机构“Microenergy(NZ)Ltd”2001年对中国电力消费年报指出，在对中国《统计年鉴》、中国统计网和中国能源协会等耗电信息研究分析后得出结论，中国大陆地区的节电场高达3000亿元，仅2000年在用电上中国大陆地区就浪费了3000亿元，
且还在以每年800亿元的速度增长。

在经历了今年夏天中国大面积的电荒之后，在第25个中国节能月、第13个中国节能宣传周来临之际和《中华人民共和国节约能源法》颁布6年以后的今天，一位能源专家对中国的节能形势做了这样的分析：“在节电产业，中国市场每年的潜力就至少可达800亿元。

节能产业的巨大市场潜力和商业价值使其必定成为一个充满金矿的领域。

”
“节能是最后一个国情产业”。

有人甚至这样评价节能产业。

据了解，能源的开发和控制已成为一个世界性的课题，由于能源的总量有限，大部分是不可再生的，因此，除了开发替代资源外，剩下的就是尽可能地节能降耗；同时，由于能源的消耗又是环境污染的主要来源之一，因此，节能又直接与环保相关。

基于以上因素，一个现实的节能市场正在呈现出来。

据美国专业能源机构的研究预测：中国将在2年内取代美国，一跃成为世界节电市场中最大的买家。

因此，抓住机遇实施该项目就有相当的迫切性。

南昌市机械研究设计所
二OO六年十月。