1、都市公共照明智能化节能减排改造方案一、项目概况1.1项目描述1.1.1项目背景信息*区是规划建设的“城区面积100平方公里、。*拥有国家级森林公园、4A级景区野生动物世界、全国乡村旅游示范区，是全国优秀旅游都市。已建和在建五星级酒店达到4家，旅游接待能力第一。随着都市的发展，都市照明在都市建设中发挥着重要作用，如何有效地管理好都市路灯设施以及节能减排已成为目前都市管理中的重要任务。近几年，党和政府密切注重节能减排工作的开展，相继推出了一系列增进节能减排的政策、规范和指引措施，节能减排已成为我国的一项基本国策。特别是11月推出的“十二五”都市绿色照明规划纲要中，提出了都市绿色照明的发展目的，重点2、强调在保证照明质量的前提下，达到节能的目的。目前*主城区共有可实行改造的路灯盏，周边城区共有盏，合计路灯数量为盏，其中250W钠灯数为 盏，400W钠灯数为 盏，路灯用电电费原则为0.55元/度，全区年路灯电费为万元。*城区路灯区块数量(盏)年电费（万元）周边城区合计1.1.2项目概述本方案针对*区41个箱变、 个控制柜合计 盏路灯，整体运用苏州市*照明有限公司“City ES智能化路灯节能系统”对*区都市照明系统进行节能改造。该方案基于物联网技术的都市照明单灯控制技术和数字镇流器的无缝配合，以移动无线通信（GPRS）网络为都市照明监测控制主干网，以电力载波通信以及Zigbee无线通信为二级子3、网，从路灯灯杆到照明控制箱、从控制箱到监控管理中心的两级照明监测控制网络，通过灯杆、控制箱、监控管理中心三个层次，对都市照明整体状况进行“点、线、面”实时测控。基于物联网技术的都市照明单灯控制系统运用将现代通信技术、物联网技术、嵌入式计算机技术、传感器技术融入老式都市照明控制，为智能电网的有机构成部分。从主线上解决了老式都市照明的路检、单灯控制、信息跟踪等问题，为现代都市照明的主线解决方案，从主线上变化了都市照明全靠人工巡检方式，实现路灯管理自动化。系统根据交通流量和行人对路灯照明的需要，在满足人们夜晚出行安全的前提下，实现按需照明。实现路灯的开关灯统一控制和对箱变工作状态数据的采集，以及单灯4、节能控制。同步针对照明设施管理中数据不精确、难以查询记录和数据更新慢、滞后等现象，搭建都市照明地理信息系统（GIS）和都市照明设施资源管理平台。对照明设施的空间信息与控制管理、节能管理等应用关联，进行可视化、精细化管理，提高管理效率，从而达到节能目的、提高照明质量、提高都市亮化及路灯管理和监控效果的目的。1.2节能改造目的本次*区进行都市照明系统的升级与改造，不仅紧密契合了党中央国务院提出的一系列号召和规定，同步也融合了当今科技发展的主流和趋势。我们结合*都市特点，提出本方案， 即对*区原有钠灯，通过改造来实现单灯控制，搭建智能化平台，实现精细化管理，达到节能率40%65%的节能目的。*城区区5、块数量(盏)路灯总功率电费（元）年电费 (万元)节能率每年节省电费（万元）45%周边地区小计：二、技术方案2.1方案概述系统构造图本方案采用国内先进的单灯控制系统，并且预留了视频接口，具有较好的扩展性。如图所示，系统设计采用三层构造：1. 监控中心：构建基础数据库、基础GIS、动态数据服务，实现自动化监控节能管理、安全运营管理、维护调度管理、突发事件解决等功能。在监控中心用若干计算机和服务器设备建立一种计算机局域网络，通过中国移动GPRS服务，实现远端现场数据、解决和控制，同步通过大屏幕将现场状况、数据报表、地理信息数据进行反映和显示，以供顾客进行管理和决策；同步中心还配备光照采集、GPS校时6、不间断电源等，保障中心系统稳定可靠地运营。2. 通讯层：路灯监控部分采用GPRS通讯方式实现，告警采用GSM短信息方式发送，授权顾客还可以通过Internet网络远程访问系统；3. 采集执行层：实现路灯的手/自动采集和控制，实现路灯单灯节能控制及故障安全检测。2.2系统构成2.2.1监控中心监控中心需要配备1台服务器，2台计算机。服务器重要用于通信解决和数据存储的功能。2台计算机作为管理工作站，1台为前台机，专门用来运营监控软件，与服务器通过TCP/IP合同进行通讯，数据互换。一台为后台机，用于数据备份和管理。如果系统需要构建管理部门的内部局域网的状况下，可采用服务器和配备若干台工作站的方式7、运营，分别实现监控、数据解决、管理和远程访问的功能。设备之间的具体连接如图2.1所示。图2.1 监控中心设备连接图图2.2监控中心效果图2.2.2控制系统软件软件分为系统支撑软件和应用软件两部分。系统支撑软件为支持系统硬件平台运营必要的软件环境，涉及：服务器操作系统软件以及工作站操作系统软件。应用软件安装在监控主机，与安装在数据库服务器中的数据库管理软件以C/S方式工作。服务器采用Windows 中文版操作系统和SQL Server 数据库平台，与Internet实现连接，实现监控计算机远程访问。应用软件操作系统均支持中文 Windows XP及Vista，视窗化语言进行设计。控制系统软件在可8、视化的环境下以32位模式编制，具有信息解决速度快，可靠性高，升级维护以便等特点，当顾客有新的需求时，可在第一时间内完毕新功能的扩展，并且支持灵活升级。服务器软件具有数据库控制管理功能，所有有关配备数据均保存在服务器的系统数据库中，以备应用。基础地理空间数据库(GIS)负责存储全市域范畴内的基础地理数据，涉及行政区划、路网、植被、水系、建筑物等信息，条件许可状况下，还涉及遥感影像数据。基础地理空间数据构成都市路灯监控管理的空间基础。2.2.3 集中监控器主机实现路灯终端的数据采集、监控、控制和路灯线缆的防盗、报警，单灯的控制，是亮灯系统与电缆防盗结合体。路灯监控一体机把采集的信息和监控到的路灯数9、据（如电压、电流等）及时可靠地传送到监控中心，并实时对防盗电缆的电压电流检测，是线缆防盗监测技术和通讯技术，单灯技术的完美结合，同步从监控中心接受控制、设立命令，保证指挥中心对路灯进行实时的监控。热插拔构造，内部没有走线，易于维护,现场诊断故障也以便。每个插板均有独立的CPU,如果别的部分有故障不会影响核心的功能实现2.2.4单灯通信模块单灯通信模块由于实现了精细化的监控，计算亮灯率将变得绝对的精确，每一盏灯的运营状况都可随时把握，不再会有监视盲区；通信模块可以把镇流器反馈的所有信息传播给集中监控器主机，再上报到监控中心。建设了单灯监控系统后，地理信息系统将会得到最大化价值的体现，即在城区电子10、地图基础上进行二次开发，矢量化分层系统，可将开关箱、线缆敷设、变压器、灯杆、光源类型、功率数等，在地理信息系统上进行精确体现，在将原先的图纸录入地理信息系统后，可实现精确的电子图纸，不再需要原先的纸质化图纸，随时更改随时打印。目前*提供基于电力载波技术和Zigbee无线通信技术的单灯通信模块，针对不同的项目状况，可以灵活使用。单灯通信模块技术参数1) 防水等级：设备防水等级不低于IP65；2) 供电电源：15V（DC）电源，由数字镇流器提供；3) 工作温度：-2575；4) 湿度规定：95%RH（+25）；5) 电流检测范畴：交流05A，误差小于1%；6) 电压检测范畴：0300V，误差小于111、%；7) 功率检测范畴：01000W，误差小于1%；8) 设备功耗：设备功耗需小于1.5W；9) 控制方式：对一种灯杆上的两个灯头分别进行开/关控制、检测，并将数据传回，如有故障积极报警；2.2.4.1电力载波通信模块我方拥有专利技术的电力载波通信技术，由于其不被补偿电容吸取，通讯距离可达到3公里，是目前国内最先进成熟的单灯控制电力载波系统。2.2.4.2 Zigbee通信模块通信模块是依托无线Zigbee通信合同传播数据，在灯与灯之间接力传递控制信号的先进通信方式，重要对路灯实现开关控制、遥测电流、电压以及故障检测。通信合同：无线Zigbee，2.4GHz，单灯通信距离：200m。联合组网距12、离2Km2.2.5数字镇流器数字镇流器与老式电感式镇流器相比，自身损耗低，节电效果明显。光源浮现故障时，数字镇流器将发出报警，报警内容重要有：光源故障、输入电压、电流、镇流器工作状态、温度等。数字镇流器因其数字化的特点，完全适应现代化都市改造的规定，不仅自身效率高，并且可有效延长灯泡寿命50%以上，并且在灯泡工作生命周期内光衰小，有效保障照明效果数字镇流器具有开路、短路、过压、欠压、过流保护，无低频噪声，减少环境噪声。对供电系统的容量（VA）需求减轻60%以上，且无电网污染。在通信控制信号故障时，或对于部分偏远路段的路灯，由于成本或公共通信网络信号覆盖等因素导致通信故障时，数字镇流器内置的多种13、定期调光程序可自动判断并选择相应季节的调光方式，从而达到节能与科学照明的目的。数字镇流器与老式镇流器对比见下表电网电压超过一定范畴时，使用电感镇流器的输出功率将超过灯泡限定值，从而危害灯泡的使用安全；而当电网电压低于一定值时，电感镇流器将无法维持灯泡工作所需电压条件而熄灭。 电感式镇流器的输出功率随工作电压的变化而波动，电网电压上升5%时灯功率上升可达10%。如实测市电电压在230V，250W高压钠灯电感镇流器实际消耗功率可达到300W，不仅带来能源挥霍，并且损害灯泡，严重减少灯泡寿命。数字镇流器参数表型号LT70EHLT150EHLT250EHLT400EH配套灯泡70W高压钠灯150W高压14、钠灯250W高压钠灯400W高压钠灯测试环境：220V,50Hz,2030序项目参数值（范畴）1工作电压范畴185V-265V185V-265V185V-265V185V-265V2额定功率70W 10%150W 10%250W 10%400W 10%3触发电压3.0-5.0 kV3.0-5.0 kV3.0-5.0 kV3.0-5.0 kV4启动电流（初始）0.15A0.3A0.5A0.9A5镇流器自耗10W15W20W0.990.990.990.997输入电流0.35A0.75A1.25A2.0A8电流总谐波（THD）6%6%6%6%9冷启动时间2sec.2sec.2sec.2sec.10重15、启动时间60sec.60sec.60sec.60sec.11输出频率50-150kHz50-150kHz50-150kHz50-150kHz12灯泡弧光（声共振）无闪烁无闪烁无闪烁无闪烁13灯电流波峰系数（CCF/ ICF）1.61.61.61.614异常开路，短路各8小时测试不应对镇流器导致损坏15外形尺寸（长x宽x高）1568554mm190x106x82mm190x106x82mm220x106x82mm16电磁干扰符合国标备注：2.2.6高光效光源高压钠灯的发光效率为白炽灯的10倍，其光谱为550毫微米，透雾能力强，特别适合道路、高速公路、机场、车站、广场等公共场合的照明。其发光效率为16、90-110Lm/W，为白炽灯的10倍，平均寿命0小时，目前本项目改造前用灯重要为常规型高压钠灯。高光效高压钠灯：在常规高压钠灯的基础上升级而成，除具有常规高压钠灯所有的长处外，还具有更高光效（130-140 Lm/W）和更长使用寿命（平均3小时）的长处。是都市照明节能升级改造的最佳选择。飞利浦250W高光效钠灯和飞利浦一般钠灯参数对比2.3系统功能2.3.1遥控功能即智能开关灯功能，系统同步兼顾顾客操作中的便捷性，路灯照明的遥控功能设计上可以提供不同的控制操作，操作既可以通过列表方式实现，也可以通过地图完毕；既可以由系统自动完毕，也可以随时由人工进行干预。路灯智能监控系统采用时控和光控相结合17、的路灯控制方案。该方案基于智能控制理念，以本地365天日出日落的时间作为基本条件，设定一种有效的开/关灯时间，在此时段内根据光照度的具体状况自动执行相应的开/关灯命令，若该时段结束时光控仍未起作用，则在该时段结束时，监控终端自动准时控方式开/关灯。2.3.2遥测功能可以对电流、电压、功率因素、用电量、接触器状态、短路、开路等数据进行检测，并将检测成果发回监控中心。系统可以在单位时间内任意设定遥测次数，遥测监控终端数据。系统可以随机的选择全市、某组、某管理区、某监控终端的工作状态，显示方式可以列表或都市地理信息系统（GIS）直观显示。2.3.3遥讯功能可以按监控中心的规定，定期或随机向监控中心返18、回检测参数，支持故障自动上报功能。终端浮现故障能即时积极反馈到中心主控设备，中心主控设备接受到监控终端的报警信息或接受到故障参数时，将故障地点、类型以文字形式显示在PC屏幕上，大屏幕上相应终端应闪烁，文字栏中应显示故障地点及故障类型，并自动存入数据库中；主控设备自动用语音报出故障的有关参数并通过网络对各有关人员发出语音、短信告警信息。l 供电源停电、缺相；l 电源短路、开路；l 错误亮灯、灭灯；l 空气开关跳闸或熔断器熔断；l 过/欠电压、电流；l 接触器失效；l 过/欠电容补偿；l 配电箱门开；l 电缆被盗报警。2.3.4遥视功能在城区合理位置设立高倍摄像头，反映各终端运营实际效果等无法用参19、数直观显示的监控内容。以光纤为传播媒体，实现多路视频信号同步传播。2.3.5遥调功能通过中心可对远程终端进行设立，重要涉及：l 报警值上下限及正常值的设定；l 开关灯时间的修正，提前量的设定，开关灯照度的设定，经纬度的设定；l 变化某终端供电方式；l 变化某终端配备，初始化某终端配备。2.3.6远程抄表功能可以进行用电量检测和记录，响应监控中心抄表指令，即时返回数据。监控终端具有电表数据远传计量功能，对符合国标DLT 6451997多功能电能表通信规约的电子电表计量终端，可通过RS-485接口对远程电度表进行读表操作，并保存数据记录。系统也应当具有按操作员设立的时间自动进行远程电度表进行读表操20、作，并保存数据记录和记录。2.3.7 GPS卫星校时避免系统时间偏差或出错，系统可以运用接受GPS卫星基准时间与电脑系统时间校对，保证监控中心所有微机时钟的精确性和一致性。控制中心配备卫星自动校时系统，运用全球卫星定位系统所提供的精确计时，实现对系统的精确校时，保证系统内的所有计算机设备以及前端智能控制终端设备在时间上具有完全的精确性与一致性。2.3.8数据查询记录打印功能可以对各监控终端任意时间的数据按照年、月、日进行查询、记录；可以定期将各监控终端的电压、电流、亮灯率等运营状况进行查询、记录；可以对任意一天的实际开关灯时间等记录进行查询、记录；可以对历史故障、登陆信息进行查询和打印。2.321、.9亮灯率记录系统可以根据检测电压、电流自动计算各支路的亮灯率、各监控点亮灯率、所有监控范畴某时刻总亮灯率和整夜平均亮灯率。2.3.10系统扩容功能系统具有根据都市建设的发展和管理，任意增长或减少监控终端。系统最大容量不低于9999个监控点。2.3.11远程实时查询功能通过因特网，实现微机或便携式笔记本的远程实时查询，查询内容涉及各终端的最新以及历史数据和故障状况，实现异地远程接入访问。2.3.12 GIS地理信息系统功能 系统提供对图形信息和属性信息的多种双向查询方式，查询内容可以涉及地图显示的所有信息，重要有：l 位置信息查询l 设施分布查询l 回路布置查询l 实时运营数据查询2.3.1322、单灯实时控制功能系统可以实时检测单灯的运营状态电压、电流、消耗功率、功率因数等，可以对单灯开/关、变功率、调光方式实现节能控制，真正实现按需照明，同步在线对单灯故障实现报警如灯泡损坏、功率异常、灯具失效等。系统可以实现对单灯的开关、调光水平进行远程控制，显示方式可以通过列表或都市地理信息系统（GIS）直观显示。2.3.14报警解决功能当智能监控终端积极报警或监控管理中心在遥测时发现警情时，监控管理中心监控主机自动报出故障的有关参数，并可以以短消息方式将故障信息发送至指定的手机。报警内容涉及：白天亮灯、晚上熄灯、电压、电流越限、供电线路停电、控制箱非法打开、路灯电缆被盗报警等功能。系统可以按监控23、管理中心的规定，定期或随机向监控管理中心返回检测参数，支持故障自动上报功能。三、节能效益分析及系统优势3.1系统比较优势目前我国各个都市也计划或已经实行多种方式的都市路灯节能改造，现阶段几种路灯节能解决方案对例如下。对比项目City ES 系统暖白光路灯LED路灯太阳能路灯无极灯改造基准150W-400W高压钠灯60W-250W路灯50W-250W路灯50W-120路灯150W-400W路灯流明效率120-150Lm/W100-114Lm/W80-90Lm/W60-90Lm/W80-100Lm/W应用范畴道路、隧道都市次干道、支路、隧道都市支路、社区、乡间道路、隧道都市支路、社区、乡间道路隧道24、社区道路节能效果40%以上40%以上40%以上40%以上40%以上可靠性较好一般较差一般一般建设/维护成本较低一般高较高一般安装以便一般不以便不以便一般数字镇流器可实现自动延时多段调光控制，延时时段任意设定，数字镇流器可以提供极为稳定的光输出，并且灯的色温和亮度不随电压波动而变化，无频闪，保证了照明优秀质量。通过有源功率因数校正技术控制电流波形，总电流畸变度小于5%。减少基础设施投资费用，节省运营成本。数字镇流器采用恒功率控制，在电压大幅度波动的状况下，提供应灯的功率保持不变，并且数字镇流器的工作频50KHz150KHz，高压钠灯的电光转换无脉动，提高了效率和舒服度，在同等光照的条件下，延长25、灯管的寿命。无需外加触发器和补偿电容，使用安装以便。内置自动定期调光功能，在控制系统信号中断或浮现故障时，可根据实际照明规定实现自动调光，在保障照度数据符合国家照度原则的前提下实现节能效果。3.2项目改造投资预算3.2.1项目投资设备费：序号设备名称型号单位数量单价（元）金额（万元）1集中监控器City ES台2数字镇流器City ES 250W台City ES 400W台3单灯通讯模块City ES台4高光效钠灯son-T plus 250W只son-T plus 400W只5系统软件-套6监控中心-合计3.2.2安装费序号设备名称型号单位数量安装费/台（元）金额（万元）1单灯控制系统Cit26、y ES台合计金额3.2.3系统运营费序号设备名称费用单位数量费用金额（万元）1集中控制器通讯费用台合计金额3.3投资回收周期项目总计投资额为项目投资设备费 万+安装费36.4万=891.5万。区域灯数（盏）电费（万）节电率*城区45%周边区域45%合计-根据以上数据记录，*路灯年电费为 万元，电费原则 元/度，年度用电能耗 万度电。年节电收益： 万45%= 万投资回收期： 万 万/年=1.5年改造前改造后节能量年耗电量（万kWh）折合原则煤（吨）四、系统实行方案4.1监控中心建设 监控中心根据项目需求配备，可分为简易版及原则版。简易版原则版设备估价（元）设备估价（元）服务器服务器工作站工作站27、路由器路由器互换机互换机机柜机柜软件光照采集仪打印机软件投影仪打印机拼接显示屏UPS电源合计4.2系统改造施工系统施工需根据现场勘测，结合路灯设施记录汇总、线路施工设计图等资料，按照CJJ45-都市道路照明设计原则有关规定，对原道路照明采用如下方式进行改造：以每台箱变（台变）或控制箱作为一种集中控制点，安装一台集中控制器。集中控制器内置专用通信模块（含：GPRS模块、以太网通讯模块）、交流采集模块等。每台集中控制器可以管理12个控制单元组。集中控制器与主站采用GPRS无线远程通讯，与单灯智能节电器采用电力线载波通讯。集中控制器与单灯控制模块安装后需进行调试，将单灯模块的地址与灯杆相应数据输入系统。单灯模块功能是接受集中控制器通过GPRS下达的命令，再通过电力线载波通道将命令传达给下属控制单元，以及接受控制单元通过电力线载波通道上报的信息，再将此信息通过GPRS上报给控制中心。4.3项目施工技术增援项目开始后公司将会有专业技术团队，对负责项目建设、施工、运营管理的人员进行专门培训，对控制系统进行安装调试，配合业主方进行项目验收。五、公司资质部分项目案例时间项目地址应用单位项目状况