淺談LED集中直流供電智能路燈系統

摘 要：為了減輕城市公共照明耗電所產生的污染排放，緩解電力短缺、降低能源消耗，本文闡述了LED集中直流供電智能路燈系統方案的系統構成，主要功能和特點，為日后LED照明在公共照明領域中發展提供參考和借鑒。

關鍵詞：LED路燈;節能減排;集中直流供電

一、 LED集中直流供電智能路燈系統發展背景與意義

過去的10多年來，中國的經濟在快速的發展，但是能源危機也日益突出，能源短缺成為制約我們的經濟發展的瓶頸，由于火力、熱力發電消耗煤炭和石油及天然氣所排放的大量二氧化碳，進而造成溫室效應的發生。在能源危機和環境破壞日益嚴重的今天，節約資源，保護環境節能減排已成為我們國家的基本國策。隨著我國城鎮化不斷加速，城市照明亮化工程的不斷建設，照明用電量將會進一步增加，因此，研究照明整體化節能環保對于節約常規能源和保護環境，實現國家發改委提出的“十二五”期間GDP降耗40%的指標具有重要的意義。

二、 LED集中直流供電智能路燈系統方案

（一）系統的組成

LED集中直流供電智能路燈系統由智能路燈系統、路燈綜合控制柜、DC/DC電源及LED燈模組、單燈控制器、供電線路、路燈燈桿、變壓器等設備等組成。

LED集中直流供電智能路燈系統軟件一般安裝在路燈控制中心，方便工作人員監視和維護。系統軟件與每個路燈綜合控制柜通過GPRS網絡實現雙向通信，向下通信是指上位機將命令指令通過GPRS網絡，下發到路燈綜合控制柜的集中控制器中;向上通信是指路燈綜合控制柜中的集中控制器將路燈的參數和狀態信息通過GPRS網絡上傳到上位機中。路燈綜合控制柜主要完成路燈的直流供電和安全保護功能，將三相四線制的工頻市電轉化集中為給路燈供電的直流電，提高了轉化效率，節約電能。路燈綜合控制柜通過電力線載波與每盞路燈的單燈控制器實現雙向通信。根據自動化管理的需要，智能路燈監控系統和單燈控制器配合，以實現路燈自動化運行控制和管理。

（二）系統的主要功能

LED集中直流供電智能路燈系統的主要功能。

（1）直流供電功能：利用路燈綜合控制柜完成集中的AC/DC轉換，實現路燈的直流供電。

（2）安全保護功能：配備直流保護器，實現漏電、短路保護、過載保護，防雷保護等;為路燈供電線路的安全運行提供保護，克服交流供電線路存在的安全隱患。

（3）亮燈控制功能：可對區域內的任意一路或任意盞燈進行開啟或關閉，可按定時、經緯度、亮度等不同控制方法，支持路燈自由編組控制，自由調光控制等不同控制策略。

（4）狀態檢測功能：可對照明系統進行全部運行數據的實時自動監測，手動巡測、選測，定時自動巡檢等，獲取LED路燈的開關狀態、電流、電壓等運行參數;支持對供電系統運行狀況的定時巡檢功能，便于管理方及時獲取路燈系統的運行狀況，實現照明統一集中管理。

（5）故障報警功能：在系統狀態監測的基礎上，對任意單桿路燈一旦發現有異常，立刻定位故障位置和故障類型，發出告警信息，通過監控工作站、移動終端等手段提醒管理人員處理，盡快排除故障或隱患。

（6）運行管理功能：支持故障統計、用電量統計、電參數統計等功能，并形成用戶需要的曲線報表;可針對不同的對象，如任意回路或任意桿燈，不同的參數，如電能、故障率、不同年月日等生成詳盡的統計報表;提供設備臺賬管理，便于管理方做決策參考。

（7）支撐服務功能：智能路燈監控系統采取開放架構進行設計，系統支持百度、谷歌等不同類型電子地圖;支持監控系統參數設置和管理、監控數據錄入和導出、運行日志管理等功能，為系統的安全可靠運行提供支撐。

（8）電纜防盜、防竊電等功能：安裝電纜防盜終端的情況下，可及時發現并電纜被非法盜取的情況，并及時告警，提醒管理人員進行處理;利用防竊電功能，可及時發現竊電現象，減少電能浪費。

（三）系統的主要特點

1. 具有良好的運行經濟性

（1）直流供電電源集中布置，具有較高的交直流轉換效率（一般不小于94%），并且維護簡便易行，同時簡化了DC/DC電源的設計，使DC/DC的轉換效率達97%以上，與普通的LED路燈用AC/DC電源相比，效率顯著提升，降低電量損耗。

（2）利用直流供電，簡化路燈驅動電源，提高燈具DC/DC驅動電源的運行壽命和可靠性，延長維護周期，降低維護成本;電源轉換部分安裝在路燈控制柜，維護簡便易行。

（3）可選配電纜防盜、防竊電等功能，避免損失。

2. 具有較高的系統安全性和可靠性

（1）系統采用直流供電線路，不存在線路分布電容漏電流，而且可以設置準確的漏電保護定值，實現漏電的準確檢測，同時系統還具有短路、過載、防雷等保護功能，實現全面的人身及設備的安全保護。

（2）直流電源可以采用N+M備份，電源系統局部故障時，通過降負荷控制等措施，可以實現“不滅燈”。

3. 具備多元化的管理方式

系統可以提供靈活多樣的路燈管理控制方式，提高故障發現、問題處理響應能力和日常維護管理的自動化水平。

三、 結論與展望

隨著LED照明業的不斷發展，LED燈以其高效節能、使用壽命長等諸多優點被越來越廣泛的使用在公共照明領域中。但是目前國內外的LED照明發展遇到了光衰、壽命和散熱等技術瓶頸，再加上現有的落后的管理技術，嚴重制約了LED節能效益的充分發揮。因此，LED集中直流供電智能路燈系統作為切實可行的系統方案解決了這些技術難題，對促進LED照明產業發展有巨大意義。

參考文獻：

[1]國內科技信息[J].中國科技信息，2011（24）：7-15.

[2]胡家尚.路燈監控系統的發展[J].照明工程學報，2006，17（3）：29.

作者簡介：

王拯，國電南瑞能源有限公司。