一,、 “節(jié)能型智慧城市路燈系統(tǒng)”概述 在信息技術加速發(fā)展背景下,,充分運用物聯(lián)網(wǎng),、云計算、光網(wǎng)絡,、移動互聯(lián)網(wǎng),、數(shù)據(jù)庫處理等技術手段,對城市路燈照明系統(tǒng)進行智能管理,,把分散的,、粗獷的、被動的,、傳統(tǒng)的基于人工管理的路燈管理體系,,與信息化系統(tǒng),、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)整合起來,提升為一個集中,、精細,、主動、現(xiàn)代的具有較好協(xié)同能力和調控能力的自動化,、智能化控制有機整體,,同時實現(xiàn)節(jié)能減排、達到綠色照明的目標,。 充分發(fā)揮中科院技術優(yōu)勢,,在多年專注于合同能源管理模式進行城市路燈節(jié)能改造基礎上,通過應用先進,、高效,、可靠的電力線載波通信技術和無線 GPRS/CDMA 通信技術等,實現(xiàn)對單燈及遠程路燈進行集中控制與管理,;通過對車,、人流量監(jiān)控,自動調節(jié)路燈亮度,,實現(xiàn)設備參數(shù)采集,、故障報警、線纜防盜,、燈具防盜,、自動抄表、遠程集中監(jiān)控,、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,、電子地圖等功能;同時系統(tǒng)運用高光效節(jié)能燈,、間隔開關路燈和智能調節(jié)路燈亮度等多種組合方式,,大幅節(jié)省電力資源,提升路燈管理水平,,體現(xiàn)了“智慧城市”的內涵。 提升供電品質的節(jié)電器,,超高光效節(jié)能路燈,,控制到每一路段、每盞燈的二級精細化遠程監(jiān)控及本地控制系統(tǒng)(監(jiān)控中心體系) ,,構成了完整的節(jié)能型智慧城市路燈系統(tǒng),。經系統(tǒng)化全面節(jié)能改造的市政路燈體系,節(jié)電率在 50% – 60%之間,,經濟效益,、社會效益顯著,。 二、 “節(jié)能型智慧城市路燈系統(tǒng)”項目適用范圍 (1) 原有路燈系統(tǒng)節(jié)能改造,、更新?lián)Q代(城市改造) (2) 智慧城市新建道路路燈系統(tǒng)建設(新城建設) (3) 市政路燈系統(tǒng)管理,、維護服務(運營管理) “節(jié)能型智慧城市路燈系統(tǒng)”結構概述 下圖為完整系統(tǒng)圖示: 三、 節(jié)能型智慧城市路燈產品技術 1,、無級差富思路燈節(jié)電器描述 (1),、同類產品比較: (2) 技術原理: 采用定制的專用 IGBT 矩陣變換器件,實現(xiàn)對交流輸入電壓的“AC-AC”矩陣變換,,通過內部的嵌入式軟件方便滿足不同用戶,、不同現(xiàn)場的照明需要。其直觀的理解是,,核心的IGBT 器件對工頻的交流電進行每秒 5 萬次的高頻開關變換,, 開通瞬間給光源提供電能, 關斷瞬間則不向光源傳送電能,,然后由主回路中的智能濾波元件實現(xiàn)電能的平滑無諧波輸出,。開關的占空比取決于系統(tǒng)的輸入電壓和用戶的實時需要,由智能軟件實現(xiàn),。產品設計壽命十五年,。 (3) 技術特點: 純電力電子裝置,智能化程度高 ,; 優(yōu)先保障照明邏輯控制,,最大限度保障照明系統(tǒng)安全; 無級調控,,實現(xiàn)更高節(jié)電率,,最大限度保障光源壽命; 輸入輸出無諧波,,適應所有光源,,同時對電力系統(tǒng)無污染; 更高轉換效率,,生產過程使用更少資源,,真正綠色、環(huán)保,。 2,、一體超高光效節(jié)能路燈描述 (1) 一體化超高光效節(jié)能路燈與普通高壓鈉燈比較: 采用訂制品牌高光效高壓鈉燈套件,光效比普通鈉燈高出 30%,,達到 150lm/W,; 高效反光器由高純度鋁板拉伸成型,細微拋光處理,,比普通的反光器效率高出 15%,; 高透鋼化光玻璃透射罩,,內部納米鍍膜技術處理,比普通投射罩效率高出 8-10%,; 高質量燈體設計,,保證達到 IP65 以上,10 年壽命期內燈罩內不進灰,、不進雨,,不進蟲,免維護,。 (2)采用超高光效節(jié)能路燈與常規(guī)市政照明路燈性能對比: (3)光源選擇要素: 根據(jù)城市道路特點,,在節(jié)能項目實施中量體裁衣、 因地制宜,, 科學,、 合理采用高光效、高品質光源,,是保障項目達到能效目標重要環(huán)節(jié)之一,。 根據(jù)目前市場現(xiàn)狀,較常采用光源是高壓鈉燈(傳統(tǒng)光源),、 無極燈(新型光源),、 LED燈(新型光源)。 鑒于城市路燈功能特點,,國際上換代最新型超高光效鈉燈為首選,,可以大范圍采用;無極燈在中小功率規(guī)格上有優(yōu)勢,;LED 為半導體發(fā)光新產品,,將來有較大發(fā)展前景,目前階段應遵循“積極,、謹慎”(積極探索,、試用、了解,,謹慎大面積采用)原則,。 3、市政路燈遠程監(jiān)控管理系統(tǒng) ◎ 路燈遠程監(jiān)控系統(tǒng)技術: 路燈遠程監(jiān)控系統(tǒng)是一個以物聯(lián)網(wǎng)技術為基礎,,以控制中心為核心,,以終端控制器為重點,以通訊設備和網(wǎng)絡為紐帶,,綜合了無線通信網(wǎng)絡、計算機控制系統(tǒng),、物聯(lián)網(wǎng)技術,、地理信息系統(tǒng)技術,,以先進的計算機技術為保障的程序化、模塊化,、網(wǎng)絡化,、智能化的智能控制系統(tǒng)。通過此系統(tǒng),,可有效管理城市路燈照明系統(tǒng)運行,,合理地適度地照亮城市的夜晚,保障城市在夜間穩(wěn)定運行的同時,,展現(xiàn)城市發(fā)展的成果和城市的魅力,,從而全面提高城市照明管理的水平。該系統(tǒng)主要由:智能集中監(jiān)控管理中心系統(tǒng),、GPRS 無線通信子系統(tǒng),、智能測控終端三大部分構成。無線視頻遙視,、無線電纜防盜系統(tǒng)相對獨立,,可以根據(jù)需要配置,作為集中監(jiān)控系統(tǒng)子系統(tǒng)配置,。 ◎ 路燈遠程監(jiān)控系統(tǒng)必要性: 經濟效益 減少維護費用: 系統(tǒng)建成后,,路燈照明設施發(fā)生故障會主動告警,不需要管理單位派遣人員進行巡邏排查,。由“人找故障”轉化為“故障找人” ,,大大減少人員車輛等運維開支。 節(jié)能減排: 采用路燈照明智能控制系統(tǒng),,實現(xiàn)了照明設施統(tǒng)一進行管理,,避免了過早、過晚的開燈,,造成電能的浪費,,響應國家節(jié)能減排號召。 延長亮化設施壽命: 設置科學合理的亮燈模式和組合,,能夠有效延長照明設施,、燈具壽命。 社會效益 提升城市品牌形象: 城市路燈照明系統(tǒng)既是一種公益性事業(yè),,也是城市形象工程,,城市燈光監(jiān)控系統(tǒng)的建成,將使城市的燈光管理水平與現(xiàn)代化的大都市相適應,,營造出現(xiàn)代城市科學和藝術完美結合的照明效果,,樹立城市的品牌形象。 改善投資環(huán)境: 通過系統(tǒng)的改造,,使得整個城市的亮化,、美化和安全照明都能夠得到提高,,能夠充分改善投資環(huán)境,更好的吸引外地客商來城市進行考察,、投資,,促進城市的發(fā)展。 ◎ 五遙一防技術: 1) 遙控:分控點可以手動或根據(jù)設定時間對全夜燈,、半夜燈和景觀燈自動進行控制,,對不同分控點開關燈時間進行個性化設置組合。 2) 遙測:進線電壓,;各回路線電流,;功率因數(shù);有功功率,;電量,;變壓器表面溫度等等。 3) 遙信:各回路開關狀態(tài),;開關柜掉電信息,;開門告警;水浸告警等,,及網(wǎng)絡故障信息,;電流、電壓超上,、下限告警,,變壓器超溫報警。 4) 遙調: 運行狀態(tài)通過智能接口系統(tǒng),,調整(節(jié)電)設備運行參數(shù),。 5) 遙視:在重要地段建設視頻系統(tǒng),在監(jiān)控中心進行可視監(jiān)控,。 6) 防盜:電纜發(fā)生被盜,、被割時,故障報警遠程聯(lián)動,,實現(xiàn)快速報警,。 ◎系統(tǒng)結構組成,采用三層架構: 應用層:即系統(tǒng)監(jiān)控中心,。運用計算機系統(tǒng)構建數(shù)據(jù)庫,、數(shù)據(jù)處理、控制,、WEB 服務,。中心通過光纖以及 GPRS/CDMA 網(wǎng)絡(或 3G),實現(xiàn)對前端設備的控制,監(jiān)控中心將現(xiàn)場情況,、數(shù)據(jù)報表進行反應和顯示,,以供用戶進行管理和決策,,用戶還可通過 Internet訪問監(jiān)控中心系統(tǒng)軟件,,進行行程操作與控制。 通訊層:由運營商架設的光纖和無線網(wǎng)絡組成,,實現(xiàn)前端設備與應用層的數(shù)據(jù)傳輸,。 操作執(zhí)行層:由安裝在路燈照明配電柜內的集中控制器實現(xiàn)對路燈的控制、運行數(shù)據(jù) 的采集,、故障查詢等功能,。 ◎ 監(jiān)控系統(tǒng)特點: 1) 系統(tǒng)提供通用的數(shù)據(jù)接口,可以輕松實現(xiàn)系統(tǒng)功能擴展,??膳c MIS/OA 、 GIS 系統(tǒng)相連,,實現(xiàn)信息共享,; 2) 可設立分控中心,對遠程設備進行分級監(jiān)控,;通過車載終端內置 GPS 定位系統(tǒng),,對搶險車輛實現(xiàn)統(tǒng)一定位、調度和移動控制,; 3) 使用手機實現(xiàn)移動管理,、實時接收報修信息、查詢檢修結果,、應急控制燈光開閉等,; 4) 利用國家級通信網(wǎng)絡,系統(tǒng)可靠性高,。中國移動的 GPRS 網(wǎng)具有信號質量好,、 覆蓋范圍廣特點,系統(tǒng)自動連接最近通信基站信號,,保證正常工作,; 5) 監(jiān)控設備與路燈系統(tǒng)的設備利用成熟的控制技術進行連接,具有更好的安全性,。監(jiān)控設備與路燈系統(tǒng)不產生相互干擾,,安裝、調試,、維護方便,; 6) 監(jiān)控系統(tǒng)將路燈系統(tǒng)的配電電壓、電流、開關狀態(tài)等各種設備和環(huán)境運行狀況實行了監(jiān)控,,運維人員可以全面,、詳細的了解系統(tǒng)的運行狀態(tài); 7) 提供現(xiàn)場手動和手機遠程自動控制兩種方式,,提高系統(tǒng)運行可靠性,、穩(wěn)定性、實用性,; 8) 監(jiān)控系統(tǒng)提供 GSM,、GPRS 3G 三種傳輸方式,通信傳輸更可靠,; 9) 遠程自動控制,、實時數(shù)據(jù)查詢、報警值設置等工作可由手機及 Web 遠程訪問方式實現(xiàn),,使燈飾系統(tǒng)的維護,、管理更加方便實用; 10) 終端具有遠程維護,、自診斷,、自啟動功能。 ◎ 監(jiān)控系統(tǒng)設計原則: a. 先進性: 整個系統(tǒng)在十年內保持先進,,設備與技術能適應以后發(fā)展,。 b. 可擴展性:適應不斷增加業(yè)務需求,增設新分控點只需增加少量部件,。 c. 開放性: 網(wǎng)絡是開放系統(tǒng),,可隨時更新?lián)Q代。 d. 靈活性: 組網(wǎng)方式靈活,,功能配置靈活,,利用現(xiàn)有資源靈活。 e. 可靠性: 組網(wǎng)設備可靠,,可根據(jù)路燈管理處需要采用備份路由,。 f. 可操作性和可維護性:系統(tǒng)操作易學,操作人員可快速掌握使用方法,。 g. 實用性: 系統(tǒng)能使路燈控制箱少人值守或無人值守成為可能,。 h. 實時性: 系統(tǒng)具有很快的響應性能。 I. 安全性: 控制系統(tǒng)采用雙盈余設計和投票安全機制,,在設備應用在較惡劣的環(huán)境下當系統(tǒng)出現(xiàn)取樣失真或程序缺陷時能夠保證下達正確的程序指令,;主回路采用自動旁路設計,能夠保證機器在出現(xiàn)故障時,,在不斷電的情況下自動安全旁路,,不影響客戶的正常使用。 四、 節(jié)能項目案例
中科院面向國家戰(zhàn)略需求,,按照十二五規(guī)劃要求,積極采取 EMC(能源合同管理)方式,,針對城市路燈進行節(jié)能減排改造,。 中科富思公司通過資金、技術,、產品,、管理、服務的投入,,對城市道路照明系統(tǒng)進行節(jié)電改造;市政部門則使用減少的部分電費,,在合同期內返還項目投資,。該方式為國家十二五規(guī)劃中積極提倡的節(jié)能減排實施模式。在有效降低用戶用能前提下,,真正做到: 國家戰(zhàn)略與領導職能:節(jié)能減排已經上升為基本國策之一,。中央到地方各級領導,肩負著明確的任務指標,。利在當代,、功在千秋,作為時代重任,,節(jié)能減排必須有深度,、有力度,考驗主管領導的政績,、意識與魄力,。利在當代,功在千秋,; 低碳概念: 路燈節(jié)能是低碳經濟的重要部分,,每節(jié)省一度電,就少排放一千克二氧化碳; 投資資金:項目全部投資及技術由我方負責,用戶可以完全做到零投入,、零風險,; 技術管理: (1)市政路燈規(guī)劃新建路段實施節(jié)能型方案建設;(2)原有路燈系統(tǒng)節(jié)電改造,。采用成熟,、先進、可靠,、運行穩(wěn)定設備,消除線路上隱患,優(yōu)化工況,;建設數(shù)字化監(jiān)控中心,為數(shù)字化城市建設打好基礎,提升現(xiàn)代化管理水平,、進一步挖掘節(jié)電潛力,;采納新型高效光源,在保持原來鈉燈暖色光效基礎上,綜合系統(tǒng)節(jié)電率達 50%以上,; 項目運營: 節(jié)能設備運行管理由投資人及用戶單位共管,投資期運營中,,設備維護由投 資人負責; 投資收益:投資實施后, 以節(jié)能效益回收投資,,雙方合作期間節(jié)能利益共享,,即用國 際上通用做法及國務院對節(jié)能減排工作倡導的能效管理模式實現(xiàn)項目合作方式回收投資,同時將項目節(jié)約出的能源效益實現(xiàn)能效分成和利益共享; 售后服務:項目合作期內,,我方提供免費售后服務,合作期結束后,,提供優(yōu)惠的售后服 務,確保用戶單位無后顧之憂,。 市政路燈投資節(jié)電項目的宗旨為: 方式上:系統(tǒng)化,、科學化、數(shù)字化 經濟上:低成本,、高節(jié)電,、零浪費、高效益 目的為:我投資,、你節(jié)能,、收益共享、實現(xiàn)雙贏,! |