低压电力线远程载波路灯自动控制管理系统

李鹏飞

（中航工业 空气动力研究院，黑龙江 哈尔滨150001）

节约能源——仅就2008 年全世界每年的照明用电达2 万亿千瓦小时(度)，约相当于1000 个(25 万千瓦)电站的发电量。 生产这些电力会产生29 亿吨的二氧化碳和上千万吨的二氧化硫， 对大气造成严重污染。 同时，用户每年要支付2300 亿美元的电费。 所以节约照明用电不仅可节约地球资源，也可减少环境污染，并且减少电站投资和电费开支。 “中国绿色照明工程促进项目”提出十年节电10%的目标。 实现这一目标每年可节约照明电120 亿千瓦小时，减少向大气排放二氧化碳2 亿吨，并且少建25 万千瓦的发电厂6 座，为国家节省投资60 亿元。近几年我国城市房屋建设发展速度很快，发电量的增长相对滞后，因此照明节能的要求十分迫切。另一方面，照明节能的潜力也很大。据分析，现有每户住宅的照明总容量平均为500 瓦，其中白炽灯388 瓦占78%，荧光灯(含紧凑型荧光灯)112 瓦占22%。如果保持照度水平不变， 每户只要换上一只13 瓦的紧凑型荧光灯就能减少10%的照明用电。 而“低压电力线远程载波路灯自动控制管理系统”可以节约25-30%的路灯照明用电！

促进健康、净化环境——促进人的身心健康是绿色照明的最终目的。 国际上重视照明质量，不再单纯追求照度水平的趋势反映出人们对优良光环境的渴望。实践证明，正是绿色照明所倡导的高效、清洁光源和相应的正确照明方式为创造有益身心健康的视觉环境提供了技术保障，是保护环境。这是绿色运动的核心宗旨。绿色照明的首要目的就是防治由照明所造成的污染。

“低压电力线远程载波路灯自动控制管理系统”——随着城市建设日臻完善，城市照明节约用电、自动监控越显重要。传统上路灯总控室只能实现每天按时的开启、关断路灯控制，无法了解各条路灯线路上的具体每盏灯的工作情况。 路灯维护比较迟缓被动，一般根据市民的报修电话或派员巡视工作，为了城市的路灯更加明亮，政府相继加大了每杆上的路灯展数，而为了节约用电只能是铺设昂贵的双地下电缆来解决，对于老的路灯路段就更是难于解决。 为了提高合理照明及质量，及时发现故障，监控运行状况，实现路灯管理的三遥（遥控、遥测、遥信）日显重要。特别是近年全国各省、市相继提出的“亮化工程”，并将城市道路照明自动化监控纳入到市政规划、管理中，路灯管理水平已经成为市政管理水平的重要内容，特别是要达到节约用电目的。

为适应这种需求， 由中央控制室计算机， 采用GPRS 技术、PSTN等现代网络技术与低压电力线远程载波技术相结合，实现对路灯的实时控制、节能组合控制。 系统备有多种开启、关断路灯方式，达到节约用电目的,同时延长路灯寿命，降低管理费用，使人员从繁杂的“巡检”工作中解放出来，提高了市政管理水平，促进了城市“亮化工程”的建设，为城市管理“数字化”奠定了基础，为城市的建设增光添彩。

1 所属技术领域

本实用新型技术涉及路灯的自动化控制，特别是能使路灯的管理达到自动化，智能化，系统化，同时市政还可以节约大量用电开支的控制技术。

2 背景技术

目前，众所周知的路灯控制，是由单台变压器下的单个或多个控制箱来按规定时间开启或关闭路灯， 以及通过人工检测路灯的故障。但是，达不到控制每盏路灯的开启、关闭。同时也就不能实现最佳的路灯控制方案，不能实现大量的节约用电费用的开支，更实现不了由计算机管理系统自动识别每盏路灯的工作状况与整条线路的工作情况。

3 技术内容

为了克服现有的路灯管理不能实现最佳的控制方案、节约用电费用及路灯故障自动检测。

本实用型新技术方案提供了一种由微型计算机组成的“路灯管理控制中心”，可通过GPRS 机/ PSTN 网等多种“上行通道”技术和最新低压电力线载波技术“下行通道”方案来远程控制变压器下的“路灯集中控制器”、“载波控制器”所构成的路灯自动化管理系统。

该系统不仅可以达到在单台变压器下的所有路灯仅用一个集中控制器，通过现有的220V 低压电力线利用载波技术远程控制每盏路灯、检测路灯的工作状态，从而达到最佳的节约大量的用电费用，且计算机自动识别故障路灯。本系统的最大效果是：一、灵活多样的路灯开启、关断组合，可以最大限度的节约路灯电能的消耗量。 二、自动监测路灯网中的任一盏灯的工作状态。 三、适用于城镇路灯、高速公路路灯、“亮化工程”的自动化管理。 四、投资回报率高，即二年所节约的电费开支即可改造全部路灯管理系统工程的费用。 五、可延长路灯的使用寿命（零点后，单日关单号灯、双日关双号灯）。

应用本路灯管理系统会给市政带来很大的经济效益(平均每年节约近千万电费)和社会效益（可将节约费用再投入路灯的建设或“亮化工程”）。

4 具体实施方式

一般情况下，由变压器下的集中控制器通过单片机及载波模块将载波信号传递在A、B、C 三相220V 的电力线上并按给定365 日时间表自动控制路灯的开启和关闭，及最佳的节约用电时间表自动控制路灯的间隔、 交叉开启和关闭， 同时采集路灯的电量数据进行保存、分析、管理。 在特殊情况下，当主控中心计算机发出指令时, 可通过移动通讯GSM 网、PSTN 网等网络络技术, 可控制任一变压器下的集中控制器, 通过220V 的载波远程控制该集中控制器下的所有路灯从而自动控制每盏灯的开启、关闭。

（1）“路灯集中控制器”与“载波控制器”之间用电力线作为数据传输通道，最低成本方案。

（2）在同一个配电变压器下的一个“路灯集中控制器”与多个“载波控制器”即组成了一个网络。

（3）“载波控制器”地址可根据系统工程极方便的设置，一个配电变压器可支持700 个“载波控制器”。

（4）控制中心计算机随时可采集全部路灯或某一盏路灯的电量数据，以此自动检验路灯是否故障。

“低压电力线远程载波路灯自动控制管理系统功能：”

（1）实时监视网中所有路灯的运行情况；

（2）整个辖区内的载波路灯及集中器配置成单一集群，统一管理；

（3）单一的载波路灯申请号和集中器号，单一管理对象；

（4）测量各路灯和路灯组的电量，检测量可实时传输至总控室；

（5）故障检测和报警、主动发出故障报警、报警功能及记录；

（6）监测下列情况：任何一相路灯、路灯组的工作状态；

（7）可实现管理中心自动化控制：按365 日的日出、日落自动控制启动和关闭路灯而独立工作；

（8） 控制中心可通过移动通讯GSM 网、PSTN 网络技术网络发出指令，随时控制路灯的亮/灭（含特殊情况）；

（9）动态画面显示、动态参数显示、电量实时趋势显示、电量历史趋势记录、明灯率记录与显示、集中器分部总貌等等，可根据需要来完成。

5 结语

综上所述，一个中等城市若应用《低压电力线远程载波路灯自动控制管理系统》既路灯节约用电管理的新技术，则每年可节约电费一千万左右，其费用两年即完全可以改造旧的路灯系统。