城市公共照明智能节能系统简介(20130327).doc

城市公共照明智能节能系统简介为建设智慧城市而打造宁波澳普网络通信设备有限公司是一家以物联网建设为主营业务的现代高科技企业。公司技术力量雄厚，博导、博士、高级工程师等科研人员50余人，技术骨干达到50%以上，拥有多项具有自主知识产权的物联网建设核心技术，研发了配套齐全的物联网系列产品，在国内占领了绝对市场份额，并远销欧美等发达国家，在国内国际市场上树立起了 “宁波澳普”品牌。依靠现代信息技术建设智慧城市，构建新型城市管理生态系统，是推动集约、智能、绿色、低碳新型城镇化发展的重要途径。从发达国家和地区的实践经验看，城市公共照明智能节能系统是智慧城市的重要组成部分。公共照明智能控制系统可以有效解决路灯传统管理方式建设高成本、运行高耗能、管理低效率的三大弊端，变政府投资为市场运作，变消耗资源为美丽发展，变粗放管理为精细服务，是运用“云计算”等信息时代最新科技成果推进新型城镇化，化解“城市病”的一场意义深远的发展革命。宁波澳普公司自主研发的“城市公共照明智能节能系统”，是国家火炬计划项目，具有国际领先水平，拥有12项专利。根据国家城市道路照明行业标准检测，可以有效节能60%以上，降低城市路灯管理成本30%以上，大幅度降低能耗、CO2排放和光污染，大幅度提升照明效果舒适度，在多项指标比较中，更优于现在普遍采用的LED节能办法，在多个城市的广泛运用中效果显著、得到好评。是取代LED的新一代照明节能技术。由于LED无行业国际国内标准等问题，目前在国际上难以推广。采用系统综合利用HID光源节能，成为世界发达国家城市照明节能的现实选择，是当今发展趋势。一些国际著名（光源？）企业欧司郎、西门子、施耐得等都在积极开发和推广此类似系统。一、公共照明智能节能系统由三大板块构建公共照明智能控制系统由单点多控、变频降功率、智能远程控制的核心技术支撑，构建了由节能一体化灯具、智能照明交换机和智能终端控制模块、智能照明管理软件组成的有机系统。1、节能一体化灯具：在现有路灯设备上安装本公司自主研发的“变频镇流器”、定向照明反光罩、HID光源，实现对灯具的变频控制、升级换代。该产品采用阿波罗电气设计原理和节能节材型变频功率电感镇流器，极大地减少“电感镇流器”所产生的无功功耗，结合反光罩的合理配置和高效的HID光源,提高功率因数、节约大量电能，还可根据用户的需求任意设定节能比率，真正实现能效照明。2、智能照明交换机和智能终端控制器：采用ARM内核设计、嵌入式软件编程、多回路电量采集和计量、多路开关量I/O的单点多控技术，在一定路灯数量范围内安装智能照明交换机，在每一盏路灯上安装智能终端控制模块。智能照明交换机可以对终端自动巡检、智能检测电流电压、检测路段照明电器使用情况、脱离远程控制自动运行和控制终端、接收PC命令实时控制终端，实现控制终端和无线/光纤数据通信系统的数据交换；智能终端控制器具有端口单独控制、自动稳压延长灯具使用寿命、自动检测上报故障、单灯控制实现过压过流保护、防雷耐高温等功能特点，通过电力载波技术与智能照明交换机实现数据交互，并根据智能远程控制中心指令，对智能终端专网末端进行修改、执行，实现安全可控、任意设置的个性化管理和实时在线监测。3、智能照明管理软件：在智能远程控制中心安装全中文图形化操作界面的管理软件，采用中文Windows平台、C/S/B/S架构、电子地图和数据库设计，依靠网络通信和无线通信，拥有实时在线监测、定位追溯、安全防范、调度指挥、远程控制、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现“遥控、遥测、遥信、遥调、遥视”功能。上述三个板块通过互联网联通，有机组成了智能、节能、效能的公共照明物联网系统,“智能照明管理软件”是该系统的管理核心，“智能照明交换机”是数据交换单元，“智能终端控制器”是该系统的远端执行单元，“变频镇流器”是该系统的关键附属产品。此外，该系统还可以低成本、无限制地扩展功能。通过增加数据库服务器、传感设备，便可实现城市地下管网的管理、治安管理、交通管理、PM2.5环境检测、电动汽车充电等智慧管理服务，构建多功能、多系统融合的智慧城市物联网公共管理系统平台。二、系统具有节能、智能、效能三大功效公共照明智能控制系统可以有效解决“智慧城市”公共照明系统的能源节约、高效管理、提升质量等问题，具有节能减排科学化、管理维护智能化、照明服务优质化三大功能效果。1、节能减排科学化：综合运用该系统可以节能60%以上。其中，单独使用一体化节能灯具，通过节能节材型电感镇流器智能终端恒功率输出，有效降低灯具终端电压，减少电网波动损耗、降低灯具自身热耗、改善功率因数、单点多控按需照明，使灯具保持在最佳工作电压区、最佳照明效果区，杜绝无功功率的浪费，结合反光罩，可以最大实现节能45%。若仅用智能照明交换机、智能终端控制模块和智能管理软件构成的网络系统，远程控制单灯，可以最大节能35%。如按照一万盏灯计算，每盏平均功率250W，每天平均亮灯时间12小时，改造后每年可节省电量730万度，一年就能完成2555吨标准煤的碳减排。这就可以解决一些地方依靠关灯节电等简单方式完成节能减排任务的问题。2、管理维护智能化：该系统可自动巡检，当出现异常时可发出报警信息提示值班人员注意，系统能自动对故障报警并做相应数据记录，第一时间将报警信息发送到维护管理人员手机中，方便及时采取相应措施。维护人员无需到现场，即可知晓所有灯具和设备的运行状态，减少维护人员和巡检车辆，降低了维护成本。通过单灯控制和编程设计技术运用，管理者可以任意控制每个路灯的开、关及亮度，任意编组设定临时、长期等控制方式，提高了管理运行效率。同时，还可以对电子广告牌、通信设备、临时用电等电网搭载设施进行高精度管理，对其用电量、事故责任进行无缝、适时监控。这就可以解决传统路灯管理效率低下、成本较高的难题。3、照明服务优质化：该系统中的节能一体化灯具采用变频降功率技术，让路灯在165265V范围内自稳压，保证光源输出亮度保持不变，保障照明质量。同时，依靠智能远程控制技术，在同一回路上可对路灯、雾灯、景观灯等多种灯具高效控制，可以根据实际环境、天气变化，自动或人工进行调光控制，保持夜色照度与周边环境亮度相协调，避免眩光的产生，降低光污染，满足行车视觉舒适度，遇到雾天或突发情况时，雾灯会自动或人工打开，通过不同的亮灯方式警示、诱导车辆有序通行，做到“天暗亮灯，天明灭灯，人多灯亮，人少转暗”的效果。这就可以解决LED等技术难以提升照明服务质量的难题。三、具有优于LED的几大比较优势该系统获得了多项国家专利，通过了ISO2001-9001质量体系认证。在实际运用中，普遍反映该系统与LED相比较，具有节能效果更优、产品成本更低、照明质量更好等优势。1、节能效果更优：根据科技部在2009年应用LED改造路灯 “十城万盏”工程试点效果调查显示，改造LED路灯不但增加了行政成本，节能效果没有达到预期目标。（补充资料：LED改造后节约的能源数据） “城市公共照明物联网控制系统”，比LED节能（补充数据） 业内专家认为，从世界范围来看，即便是在LED技术比较成熟的欧美等发达国家，也仅仅是将LED路灯用于社区，或者在支干道小规模试点，还不适用于大范围的公共照明。2、产品成本更低：散热问题直接导致LED使用寿命从10万小时的理论值，缩短到3万小时，更换成本较高。该系统采用装在照明灯具上的终端智能控制模块与装在配电箱内的智能路段交换机的组合，通过电力载波通信的方式实现适时对单灯的控制，不仅无需铺设信号线还省去了不必要的回路线，可节省回路线、管线管等超过一半以上。这样的建设方式无须破坏城市道路环境，类似于植物“嫁接”技术，轻松、方便、高效，对地方政府财政和城市管理都不存在压力。按照一万盏路灯为单位来进行投资成本与收益计算，一次性固定投入4500万元，可以在七年内收回成本，与改造前相比，每年将产生730万元的毛收入,年收益率达到16%。 而LED按照一万盏路灯的投入来算（补充数据资料）。本系统比之要少投入（注意要按照投入、收益来综合计算）3、照明质量更好：多项实践显示，很多LED路灯光衰达到30%，这意味着LED路灯使用18个月后，亮度只有新装的60%左右，严重影响了照明质量。该系统设备都是智能化管理，可远程定位，具有多重防护，可抵御感应雷击和电网浪涌，防水汽和盐雾腐蚀，具有透雾性强、无衰减度、有效抗击雨雪、雷击、台风等恶劣天气等优点，保证该系统可靠稳定地全天候运行。另外，在个别设备出现故障的情况下系统仍能稳定运行，不影响照明系统的按时开启和关闭，可以不停止系统直接更换个别故障部件。四、该系统采用合同能源管理模式运行国务院办公厅2010年4月份转发了发改委等部门提出的关于加快推行合同能源管理促进节能服务产业发展意见，这种以节省能源的费用来购买节能产品服务的方式目前已在发达国家广泛应用，我国在上世纪90年代末引进，但限于节能技术问题，未能大规模推广。该系统技术已经成熟，大规模运用这一模式推进该系统建设的崭新时代已经到来。公司采用节能效益分享型（BOOST）合同能源管理模式，提供路灯节能改造工程前期投入，合同期内公司与用户以1:9或2:8的分成形式，分享由节能改造带来的节能降耗效益：合同期内产权归公司所有，公司将月节约电费的一定比例当月收益分享给客户，合同期满，节能设备及长期收益全部归客户所有。该运行方式按可以让当地政府在路灯改造中实现零投入，还可以实现几大收益。一是可以获得节电分成；二是可以节约投入路灯改造的资金运作成本；三是几年后可以无偿全部获得系统的所有设备和软件，形成政府资产。（政府收益表，以 公里路灯为例）五 、本公司成功运作的典型案例目前，本公司在浙江、江苏、上海、广东、天津、山东、湖北、等地积极参与路灯、城市亮化、楼宇节能、智慧家居、智慧交通等项目建设。长时间的运行实践证明，物联网公共照明节能系统可行性强，运行稳定，效果显著，得到了业内专家和客户的高度评价。（一）杭州湾跨海大桥2007年杭州湾跨海大桥机电项目工程招标开工建设，大桥全长36公里，全封闭管理往返72公里，铺设路灯、雾灯3760盏。设计要求在传统布线方案和传统的照明灯具、电气设计方案上实现智能化单灯测控管理并要求节能30%，工期较短并要求检测每盏灯的运行状态。本公司对项目实施优化设计，减少回路线缆、配电开关、管线等设施和施工工程量，采用节能模块，智能终端、单点多控技术、电力载波通信、光通信、RFID组网，运用远程智慧路灯照明控制平台实施每个路灯的精确高效管理，达到30%以上的节能目标，节约工程材料近千万元，获得浙江省科技成果，创造了良好的经济效益和社会效益。项目建成几年来，当地政府在无任何投入的情况下，已获得累计 万元，并将在 年后，该系统的软、硬将全部归由政府，形成政府资产。附：效益分析表铺设线缆穿线管配电柜年耗电碳排放量常规控制180公里144公里72处403万度2800吨澳普智能90公里72公里36处282万度1950吨单价5万元/公里4万元/公里2000/处1元/度/节约450万元288万元7.2万元121万元850吨（二）南京长江三桥照明系统南京长江三桥是一座特大型的钢结构、跨江公路的桥梁，2005年开通。建成时，该桥号称拥有全国独一无二的景观照明系统，256种色彩、300多台大功率纯意大利进口灯具、全动态全变色组成的该系统如果打开，三桥将会是一座“绚丽的舞台”。但遗憾的是因为该路灯系统原采用的是双回路控制，一路是变功率供电，一路是照明供电，通过电力监控操作，运营费用过高，导致这套系统几乎从不使用，高昂的电费及维护费用一直是大桥领导层和市民所关注的问题，既要保障交通安全、又要节能降耗、减少维护成本，大桥领导层积极响应国家绿色照明、节能减排号召，在2010年与澳普公司合作，运用公共智能照明控制系统全方位改造大桥照明系统。智能控制系统利用大桥的现有资源，对路灯、高杆灯、收费广场的照明灯进行单灯控制改造，在每个变压器下的开关柜中加装一个路段控制器，随后在每个灯柱下加装一个终端控制模块，对每个灯进行单灯控制，整个系统的改造只增加了监控中心一套软件系统，每个变压器下安装一个路段控制器和每个灯柱下安装一个终端控制模块，施工简单方便，并去掉了原有的一条变功率供电回路，实现了单灯控制，在实际应用中节能达60%以上、光源寿命延长1.5倍以上，取得了良好的社会效益和经济效益。附：效益分析表项目内容改造后每天降功率运行时间250W618盏6小时309盏10小时；400W82盏6小时41盏10小时路灯每天节约电能627.8度高杆灯运行数量94头高杆灯每天节约电能1880度每天总节约电能2507.8度每年总节约电费8970