摘要：詳細介紹了發(fā)電廠(chǎng)智能照明控制系統的技術(shù)優(yōu)勢。根據發(fā)電廠(chǎng)工作環(huán)境復雜多樣的特點(diǎn)，深入分析了發(fā)電廠(chǎng)的主廠(chǎng)房、運煤廠(chǎng)房中采用智能照明的可行性，并從技術(shù)、經(jīng)濟角度進(jìn)行了比較分析。智能照明控制系統初投資較傳統照明投資較高，但在3年運行中照明電能節約費用可以彌補初投資的費用。故在電廠(chǎng)的長(cháng)期運行模式下，智能照明控制系統可大量節約照明用電、降低照明運營(yíng)成本且有很好的環(huán)境效益。

關(guān)鍵詞：智能照明；控制系統；節能；發(fā)電廠(chǎng)

0前言

目前，國內幾乎所有的發(fā)電廠(chǎng)在照明控制中仍然采用傳統的控制模式，即配電箱內集中控制、就地開(kāi)關(guān)控制、自動(dòng)（光控或鐘控）控制，但隨著(zhù)計算機、網(wǎng)絡(luò )信息及通信和控制技術(shù)的發(fā)展，發(fā)電廠(chǎng)照明網(wǎng)絡(luò )傳統的控制方式很難再滿(mǎn)足業(yè)主對安全性、舒適性、便捷性、信息交互性以及節能環(huán)保的要求。故在發(fā)電廠(chǎng)照明網(wǎng)絡(luò )中實(shí)施智能照明控制系統方案，突破傳統的照明控制方法，超越傳統的照明功能，把電廠(chǎng)照明推向節能化、智能化、信息化、人性化的新高度，在電廠(chǎng)的照明設計中采用智能控制系統勢在必行。

1智能照明控制系統概述

智能照明控制系統是一個(gè)總線(xiàn)型或局域網(wǎng)型式的照明控制系統。所有的單元器件（除電源外）均內置微處理器和存儲單元，由通信總線(xiàn)（雙絞線(xiàn)或光纖等）連接成網(wǎng)絡(luò )。每個(gè)單元均設置W一的單元地址并用，通過(guò)軟件設定其功能輸出單元控制各回路負荷。輸入單元通過(guò)群組地址和輸出組件建立對應聯(lián)系。當有輸入時(shí)，輸入單元將其轉變?yōu)榭偩€(xiàn)信號并在控制系統總線(xiàn)上傳輸，所有的輸出單元接收并作出判斷，控制相應回路輸出，系統通過(guò)總線(xiàn)連接成網(wǎng)。

目前，專(zhuān)門(mén)用于照明網(wǎng)絡(luò )的智能控制系統主要分為總線(xiàn)型系統、電力載波智能系統、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )系統等，由于在發(fā)電廠(chǎng)中安全性、穩定性要求較高，因此發(fā)電廠(chǎng)智能照明控制系統通常為總線(xiàn)型。

2智能照明控制系統在發(fā)電廠(chǎng)照明中的可行性分析

2.1目前發(fā)電廠(chǎng)照明場(chǎng)所控制現狀

發(fā)電廠(chǎng)的工作環(huán)境復雜多樣，設備與管道縱橫交錯，特征為高溫、有蒸汽、多灰塵、潮濕、有腐蝕、有爆炸危險、震動(dòng)和擺動(dòng)大等特點(diǎn)，根據場(chǎng)所的不同照明控制方式也各有不同，傳統的照明控制方式歸結如表1：

表1電廠(chǎng)主要建（構）筑物和設施的光源及傳統控制方式

注：光源代碼：TLD--熒光燈；CFG—緊湊型熒光燈；ZJD—金屬鹵化物燈；NG—高壓鈉燈；LED--發(fā)光二極管；WJD--無(wú)極燈[2]

由表1可以看出，發(fā)電廠(chǎng)的照明控制方式主要為集中、就地兩種方式（室外露天區域采用光控、時(shí)控除外），這兩種方式均為電氣控制方式，而發(fā)電廠(chǎng)區域大、工藝系統多、人員定額少，全廠(chǎng)各區域經(jīng)常出現照明燈常開(kāi)常明狀態(tài)，浪費了大量電能。

2.2智能照明控制系統在發(fā)電廠(chǎng)的具體應用

發(fā)電廠(chǎng)智能照明控制系統由后臺照明監控機、通信管理機和現場(chǎng)智能照明配電箱以及照度采集器、通信總線(xiàn)組成。該系統通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)進(jìn)行通信，實(shí)現對電廠(chǎng)照明燈具的智能化控制、保護、測量功能，從而實(shí)現智能化的燈光控制。

發(fā)電廠(chǎng)的主廠(chǎng)房及各分場(chǎng)廠(chǎng)房包括附屬建筑等區域的照明光源大部分仍然采用氣體放電燈光源，即金屬鹵化物光源和高壓鈉燈光源，這兩種光源的啟動(dòng)時(shí)間和再啟動(dòng)時(shí)間均為5～8分鐘，且啟動(dòng)電流大，一般為工作電流的2.5～3倍，故可控性能差。照明燈具遍布全廠(chǎng)的每個(gè)角落，以2x350MW燃煤電廠(chǎng)為例，全廠(chǎng)燈具數量共計5000多套，其中工礦類(lèi)燈具占60%，熒光燈類(lèi)燈具占16%，消防應急類(lèi)燈具占10%，其他種類(lèi)占14%。這么龐大的數量目前均采用智能照明控制系統難度很大，且必要性不大。因此根據發(fā)電廠(chǎng)工藝運行特點(diǎn)以及照明開(kāi)啟時(shí)間的要求，智能照明控制系統主要在主廠(chǎng)房和運煤建（構）筑物區域內實(shí)施，采用總線(xiàn)型系統。以某工程為例，現場(chǎng)總線(xiàn)的智能照明控制系統網(wǎng)絡(luò )拓撲圖見(jiàn)圖1，智能照明配電箱配置圖詳見(jiàn)圖2。

2.3智能照明控制系統在發(fā)電廠(chǎng)中的優(yōu)勢分析

（1）節能——降低廠(chǎng)用電率

該系統工作時(shí)可采就地手動(dòng)控制、墻壁開(kāi)關(guān)控制、遠程手動(dòng)控制、智能化自動(dòng)控制方式，也可做到定時(shí)、照度信號控制及分組開(kāi)啟等方式，根據周?chē)h(huán)境和軟件指令及時(shí)進(jìn)行照明調整，做到實(shí)時(shí)監控，而不是僅依靠維護人員親自操作的方式，大限度地節能。以2×350MW燃煤電廠(chǎng)為例，通過(guò)智能照明控制系統計算的節約電能可達到40%～50%，詳見(jiàn)表2

表2主廠(chǎng)房和運煤廠(chǎng)房節能表

（注＊：1）在汽機房、鍋爐房區域非檢查、維護時(shí)段，可分組開(kāi)啟；2）在鍋爐本體區域可分層開(kāi)啟；3）在運煤區域可按照上煤時(shí)間段間隔，同步開(kāi)啟。）

（2）經(jīng)濟性——降低照明運行成本

按照表2的數據表明：2X350MW燃煤電廠(chǎng)主廠(chǎng)房和運煤廠(chǎng)房照明用電年節約為95.5萬(wàn)（kW·h），假定上網(wǎng)電價(jià)為0.38元/（kW·h），那么每年可節約電費為36.3萬(wàn)元，而主廠(chǎng)房和運煤系統廠(chǎng)房增加一套智能照明控制系統約需100萬(wàn)（含智能照明配電箱、系統軟件、控制設備及通訊管理硬件設備等）投資，那么只要3年的時(shí)間就可保證節約的電費與初投資均衡，運行超過(guò)3年以上，智能照明控制系統的經(jīng)濟性會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的加長(cháng)凸顯。詳見(jiàn)圖3。

（3）延長(cháng)光源和電氣附件的壽命

任何光源和電器都有一定的使用壽命，電廠(chǎng)中多數使用氣體放電燈，在運行中不可頻繁開(kāi)關(guān)，這樣會(huì )對光源和電器的壽命造成損傷，采用智能照明控制系統可按時(shí)間段、檢修狀態(tài)、分組等方式控制，從而降低光源和電器的點(diǎn)燃時(shí)間，從輸入電網(wǎng)電源方面進(jìn)行光源和電器的保養控制，經(jīng)估算至少可以延長(cháng)光源及附件5倍長(cháng)的壽命。

（4）采集數據信息及電氣管理

智能照明控制系統能夠實(shí)時(shí)進(jìn)行數據記錄、查詢(xún)和備份，可準確地監測燈具開(kāi)啟狀態(tài)及電氣信息參數（電壓、電流、功率、電能、照度等），根據采集的電氣量可繪制實(shí)時(shí)負荷曲線(xiàn)，直觀(guān)地觀(guān)察負荷的變化情況，了解照明耗能狀況。

（5）可修改性

根據業(yè)主的需求通過(guò)后臺管理機可隨時(shí)方便地修改控制關(guān)系。智能照明控制系統提供的可編程性對今后可能發(fā)生的變動(dòng)有很強的適應性，當某種原因需要變更照明控制關(guān)系時(shí)，只需在軟件中進(jìn)行修改，而無(wú)須重新敷設線(xiàn)纜。智能控制軟件采用標準的圖形界面進(jìn)行操作控制，并可插入圖形，使控制更加感性、直觀(guān)。

（6）便于維護管理

智能照明控制系統具有二重性，即遠程控制和就地控制，可以進(jìn)行集中和分散管理，給電廠(chǎng)的日常維護和操控提供了方便。

（7）提高電廠(chǎng)工作環(huán)境的舒適度和安全性

智能照明系統可以根據電廠(chǎng)環(huán)境的變化調整亮度，也可按不同場(chǎng)所設定照度，使人們處于舒適的照度控制范圍內?，F場(chǎng)墻壁觸摸開(kāi)關(guān)采用低電壓，可閉鎖系統后臺的自動(dòng)控制,提高了現場(chǎng)人身安全的可靠性。

（8）環(huán)境效益分析

采用本系統與采用傳統照明控制系統比較，可減少二氧化碳、二氧化硫及其它一些有害物質(zhì)污染。以一座2×350MW的電站為例，僅在主廠(chǎng)房和運煤廠(chǎng)房采用智能照明控制系統，10年可節約電能955×104kWh，按照火力發(fā)電標準煤耗270/（kW·h）計算[3]，共計可節約標準煤2578.5t，減少污染物碳粉塵2272.9t排放，二氧化碳約9262.4t，二氧化硫251t，氮氧化物125t，在環(huán)境效益方面智能照明控制系統較傳統控制方式相比占有絕對優(yōu)勢，因此在發(fā)電廠(chǎng)中智能照明控制系統需要大力推廣和應用.

3安科瑞智能照明控制系統

3.1概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線(xiàn)技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩定。開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器具備獨立工作的能力，適用于一些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拼接擴展，同時(shí)預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿(mǎn)足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數據交換。

3.2應用場(chǎng)所

適合于各類(lèi)智能小區、醫院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機場(chǎng)、隧道、車(chē)站等大型公建項目的照明控制需求。

3.3系統結構

3.4系統功能

（1）實(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)模塊的在線(xiàn)狀態(tài)，反饋現場(chǎng)受控回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來(lái)瀏覽。

（2）當發(fā)生模塊離線(xiàn)、網(wǎng)關(guān)設備掉線(xiàn)或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì )發(fā)生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

（3）可以對單個(gè)照明回路實(shí)現開(kāi)關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應的模塊控制開(kāi)關(guān)和樓層控制開(kāi)關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現開(kāi)關(guān)控制。

（4）開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器支持過(guò)零觸發(fā)功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過(guò)零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊，延長(cháng)燈具與控制裝置的壽命。

（5）對每個(gè)照明回路可以預設掉電狀態(tài)，當照明電源掉電時(shí)，開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器會(huì )自動(dòng)切換到預設的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

（6）拖動(dòng)調光控件，照明設備從0%到100%進(jìn)行調光，可以對單個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，調光總控可以對一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現調光控制，也可以對多個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，通過(guò)圖標的亮滅狀態(tài)反饋現場(chǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。

（7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開(kāi)或者關(guān)閉對應場(chǎng)景設置，軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能，通過(guò)圖標的亮滅顯示對應的場(chǎng)景狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉。

（8）設置定時(shí)時(shí)間，確認時(shí)間點(diǎn)后，對該事件點(diǎn)執行的動(dòng)作進(jìn)行設置，設置燈在設定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

（9）系統可以通過(guò)預設的當地經(jīng)緯度信息，自動(dòng)計算每天的日升日落時(shí)間；根據天文時(shí)鐘控制照明開(kāi)關(guān)，實(shí)現日落開(kāi)燈、日出關(guān)燈的功能。

（10）所有定時(shí)控制計劃均可下發(fā)保存至驅動(dòng)模塊；當上位機系統故障或模塊離線(xiàn)時(shí)，驅動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計劃的正常執行，不影響日常的照明控制效果。

（11）系統結構是分布式總線(xiàn)結構；系統內各元件不依賴(lài)于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過(guò)程序的設定實(shí)現功能的多樣性。

（12）預留BA或三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

3.5設備選型

4結語(yǔ)

智能照明控制系統在電廠(chǎng)照明中具有較強的優(yōu)勢，主要體現在節能、經(jīng)濟性、實(shí)時(shí)性、兼容性、穩定性等特點(diǎn)，對電廠(chǎng)工作環(huán)境的適應性好，照明控制也能充分滿(mǎn)足電廠(chǎng)內主廠(chǎng)房和運煤廠(chǎng)房照明的需求。

推廣綠色照明，追求節能低碳，應不再一味崇拜光源的發(fā)光效率。智能照明控制可根據電廠(chǎng)用戶(hù)適應的控制方式優(yōu)化，能充分發(fā)揮照明節能的潛能，可以把實(shí)際的LPD值（照明節能評價(jià)指標）降到J致，遠低于新照明標準制定的指標。

隨著(zhù)“數字化電廠(chǎng)"概念的出現和節能減排的倡導，對照明設計及控制提出了更高的要求，也隨著(zhù)四代光源的推廣和使用，智能照明控制技術(shù)的優(yōu)勢也會(huì )更好的體現出來(lái)，該系統必將在今后的發(fā)電廠(chǎng)照明控制中得到廣泛地應用。

參考文獻

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