集中式直流供電LED智能照明系統的探討
20世紀80年代之前,我國的公共照明設備普遍處于傳統的電網供電和人工管理模式,路燈的運行狀態主要通過巡線和巡燈的方式來實現,該模式的缺點是成本高、自動化程度低、不能實現本地調控和遠程監控等自動檢測、調光等智能管理。對故障的響應慢,存在發生故障時得不到及時維修而造成照明的不便甚至安全隱患等因素。
我國從20世紀80年代末到90年代初著手進行路燈監控管理系統的研究并投入使用,技術逐漸發展,實現了智能化實施線路管理與調光控制等,路燈的監控能力強,能迅速進行系統運作情況的數據采集、數據分析、按照程式規定的條件進行系統調控,實現故障條件判斷進行故障定位,通過降低路燈系統成本,提高系統的監控能力和自動化水平,從而實現故障的快速恢復,減少故障時間,提高供電照明的可靠性及系統管理水平。
本文論述的集中式供電LED智能照明系統,就是在LED路燈產品大量普及、智能照明系統相對成熟的背景下應運而生的一種管理模式,該模式旨在向周圍的若干支路的LED路燈供應直流電,通過智能管理實現安全、可靠穩定供電及二次節能。廣東產品質量監督檢驗研究院承擔了廣東省地方標準“集中式供電LED智能照明接口”的起草工作,為此開展了一些初步研究,敬請業界提出寶貴意見。
一、集中式供電LED路燈智能照明控制系統的特點與優勢
(一)LED路燈的集中供電與傳統供電系統的比較
1.LED燈具
(1)傳統交流供電的LED燈具
LED燈具直接連接交流電網,一方面受電網的影響很大,例如電網對燈具的EMC影響和電網傳輸過來的雷擊影響;另一方面,每只LED燈具都需有EMC、整流、功率因數校正、濾波、功率驅動、逆變降壓、穩電壓輸出或再穩流輸出至LED光源。燈具控制裝置的電路復雜、元器件多,燈具成本高。而且相對而言,安全、EMC問題比較突出。這些使LED燈具的可靠性低并影響壽命(例如燈具中有耐受電網電壓的電解電容等元件)。
(2)高電壓直流供電的LED燈具
LED燈具連接在控制柜電源模塊的直流輸出端,一方面,基本不受交流電網對燈具的EMC影響和不受交流電網側傳輸過來雷擊的影響(當然也還是需要抵抗雷擊打在直流線路上傳輸過來的脈沖影響);另一方面,每只LED燈具可以不需要EMC、整流、功率因數校正、濾波、功率驅動、逆變降壓等電路和元件。簡單恒壓型的只需很少輔助元器件,直接輸出至串聯的LED光源,或再加恒流電路輸出恒定電流至串聯的LED光源更好。如此,燈具控制裝置的電路非常簡單,可靠性非常高,壽命可以很長,這對于使用環境條件惡劣的道路和隧道照明工程非常有利。復雜一些的智能直流LED燈具還需加上智能接收控制電路及內部智能控制協議程序,燈具控制裝置的元器件稍多,電路稍復雜,燈具成本稍高。但相對于同類的智能交流LED燈具來說,仍然是簡單得多,可靠性也更高,壽命更長,對于道路和隧道照明工程仍然非常有利。
2.控制柜
(1)傳統交流供電的LED燈具控制柜
高壓鈉燈路燈控制柜一般控制幾十只高壓鈉燈路燈,早期簡單的控制柜由人工進行手動開關高壓鈉燈路燈;稍復雜一點的節能型高壓鈉燈路燈控制柜由半夜人工進行變壓器轉換降低功率;更進一步的有接受遠程控制對所有高壓鈉燈路燈或LED燈具進行統一自動開關或調光控制,或對每只LED燈具進行單獨智能控制。
(2)集中高電壓直流供電的LED燈具控制柜
第一,控制柜一般控制幾十只LED燈具,
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