大唐郓城发电有限公司 山东 菏泽 274700
摘要：随着网络和通信技术的发展,智能照明作为一种新型技术正逐渐应用于火力发电厂的照明设计中，采用智能照明系统可以按时、按需进行照明设备的亮度调节和亮灯数量调节，从而达到节能的目的，同时也提高照明系统的管理水平。本文简要介绍了智能照明系统的结构和功能，对火力发电厂按区域和功能划分出不同的照明控制方式，并进行了节能成果分析，认为在工程中采用智能照明系统可以节约资源和长期运行成本，同时会产生良好的社会效益。
关键词：智能照明；照明节电
1智能照明系统
智能照明是指利用现代计算机、通讯传输、信息处理、节能型电器等技术组成控制系统，来实现对照明设备的智能化控制，达到安全、节能、舒适、高效的目的。
1.1系统概述
本工程智能照明控制系统由照明控制后台和现场智能照明控制柜中的数字型控制与保护开关以及光感附件、通信总线组成网络，通过现场总线进行通信，实现对照明设备的智能控制、远程监控、数据采集、自动报警等，从而实现智能的自动化灯光控制。
照明设备经过合理分组，按照分组预先设定灯光开关的自动控制逻辑，实现厂房照明的自动控制的功能。
1.2系统结构
智能系统由站控层、通信管理层、间隔层组成，各部分介绍如下：
1.2.1站控层
站控层是照明控制系统的管理中心，包括工程师/操作员工作站、UPS、打印机等，通过自动或人工方式下达控制命令，对分布在各处的总线式智能照明箱实施控制。所有灯光分组、定时控制管理、场景预设、控制权限、地理信息管理都由站控层实现。根据管理需要，站控层可增加独立的服务器，便于常年大量数据的备份维护。
1.2.2通信管理层
通信管理层包括通讯控制器、以太网交换机、光纤或无线接口模块以及电源模块等组成，通常统一安装在通讯管理机柜或壁挂式机箱内。其中通讯控制器为单机配置，负责与总线式智能照明箱通讯互联，采集电量信息，转发站控层设备的控制命令。
1.2.3间隔层
间隔层设备主要指总线式智能照明箱。总线式智能照明箱采用数字型控制与保护开关作为灯具的主要控制设备,可选配标准总线通讯接口，能够与发电厂智能照明控制系统直接连接，通过后台系统实现厂内照明分区、分组就地手动控制、远程手动控制、以及远程预设条件控制。
1.3系统功能
a)集中控制
在控制终端均可对所有照明灯具进行分时、分区控制。控制方式具有手动和自动两种模式，可根据使用需求进行灵活调整。无须人工操作的区域可选择采用自动控制模式，有机动控制需求的区域可选择采用手动控制模式。
b)远程系统监控
对整个照明系统进行动态监测和控制，在所有终端均可显示系统状态，主要包括照明系统的分合状态，各相位的电压、电流、功率等，可根据需要对区域电路进行远程的分合控制。
c)能耗数据可视化
对区域照明回路和整个照明系统分别进行用能情况的统计与汇总，在控制终端以数字和图表的形式反映出来。
d)自动报警
对照明设备进行实时监测，从传统定期维护模式转变为实时状态维护模式。设备运行出现异常情况时自动报警，便于在第一时间进行检修维护，从而大幅降低设备的故障率和损坏率。
e)历史记录
对系统工况、设备工况、用能情况、操作情况以及异常状态以数字和图表的形式生成历史数据，可按日、周、月、年自动生成报表。可查询任意时间节点的记录，便于数据统计、分析和管理。
f)多点操作
可通过以太网或互联网进行远程监测与控制，在不同地点的控制终端均可对照明系统进行监控。
g)异常恢复
当系统运行出现异常情况时，控制终端将自动重启，恢复到正常运行状态。
h)停电自锁
由于停电引起的照明中断，在来电时将自动锁定为关闭状态，以确保人身和财产安全。
2智能照明在工程中的应用分析
照明是火力发电厂设计的重点之一，照明设计是否合理，对安全生产有很大的影响。火力发电厂内生产设备和管路的布置十分复杂，占据较大的空间，土建结构也相应的比较复杂。厂房内光照充足情况下会过度照明，长此以往造成大量的电能浪费，同时，现在发电厂自动化程度很高，需要人工操作的工作越来越少，采用智能照明不仅能够实时检测厂房内各工艺区间灯具的运行情况，而且不需要人员手动定时开关灯具、节省人力物力、也便于维护检修。
以某2×1000MW火电工程为例，由于火力发电厂照明设备地理位置分散、数量众多以及统一布线困难，因此工程中宜采用分层分布式的网络体系结构，并根据地理位置分布需要采用有线通信连接为主、部分无线通信（厂区路灯）连接为辅构成完整的照明通讯控制网络。典型系统拓扑图如下：
图1 本工程智能照明系统结构拓扑图
此处以主厂房区域（包括汽机房、锅炉房、锅炉本体）采用智能照明为例进行说明。主厂房0米、8.6米照明灯具主要采用壁式安装，汽机房17米运转层主要采用吸顶式安装，锅炉本体照明灯具主要采用立杆式安装，锅炉本体为半露天布置方式，可以采用光控、时控方式，做到节能，运转层以下可采用智能照明方式。主厂房的光源选择对智能控制有直接关系。汽机房与锅炉房区域合理的照明回路分配，按照预先设定的灯光开关的自动控制逻辑，每层采用常规模式和检修模式两种模式。常规模式：只开启巡检所需的照明。检修模式：当设备出现故障时，可以通过检修模式来增加强制开启检修区域的照明并提高亮度，方便检修人员处理缺陷。锅炉本体区域按照预先设定的自动控制逻辑，采取光控与远程控制的方式。主厂房区域智能照明系统主机与MISS系统防火墙连接通过现场总线进行通信，工作人员操作照明控制后台就能实现对照明配电箱与灯具的智能化控制、保护、测量，从而实现智能化的自动化灯光控制。
3智能照明与传统照明比较
3.1技术比较
1)控制方式比较
传统控制采用手动开关。
智能照明可实现照明灯具的自动控制。
智能照明可以对照明系统进行分回路控制或实现单灯控制，考虑到火电厂生产车间内部空间较大，本工程中的照明系统推荐采用分回路智能控制。
2)照明方式比较
传统控制方式单一，只有开和关，即使有调光功能也只能对某些小区域简单回路单一调光。
智能照明系统中采用“调光模块”，通过灯光的调光在不同使用场合产生不同光暗效果。
3)管理方式比较
传统控制对照明的管理是人为的管理。
智能控制系统可实现能源管理自动化，通过分布式网络，只需一台计算机就可实现对整个系统的管理。
从以上对智能照明系统和传统照明系统的比较中可以看出，智能照明控制系统能够远程对照明区域灯具的运行状态进行实时监测，提供运行状态异常警告，同时使管理者可以分区分组地控制灯具的开关，由人工控制转为自动控制，大大方便了运行人员的操作和维护。
3.2经济比较
对全厂（不含脱硫脱硝区域）应用智能照明系统与传统照明系统进行比较，表1给出了第三年到第五年的经济比较结果。
表1 全厂（不含脱硫脱硝）智能照明与传统照明经济性比较
通过表1中的数据可以得出结论，智能照明运行三年时节约电能费用可与初始投资增加的设备费用平衡，每年的节电率为30%左右，五年费用相比传统照明控制系统减少大约125.1万元，这些费用还没有包括延长灯具寿命带来的维护成本减少和人力资源的节省。由此可见智能照明用于火电工程照明设计在经济方面是有优势的。
4结论
本文介绍了智能照明系统组成和功能，对智能照明和传统照明在大型火电工程应用的技术性和经济性进行比较，结果表明，火电厂采用智能照明系统，不仅节能，而且提高了照明设备的运行和管理水平，改变了传统照明的运行管理、控制方式，减轻了运行人员的劳动强度，可以给电厂带来良好的经济和社会效益。
参考文献
[1]DL/T5390-2014,发电厂和变电站照明设计技术规定[M]中国计划出版社.
[2]兰松，张凯林.智能照明控制系统在火力发电厂集控室照明中的使用探析[J].广东科技,2013(22).
[3]刘金堂.智能照控制系统在现代建筑中的应用与探讨[J].河北企业,2014(9).
论文作者:李和法
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/27
标签：智能论文; 系统论文; 照明设备论文; 区域论文; 调光论文; 方式论文; 控制系统论文; 《防护工程》2018年第28期论文;