(国核电力规划设计研究院 北京 100095)
摘要：本文从火电厂中传统照明的缺点、智能照明的优点、智能照明的设计原则、智能照明的经济性分析等四方面对智能照明在发电厂设计中的应用进行了详细论述。最后以某工程实例为基础从经济性角度进行了分析，对今后发电工程领域的照明设计具有一定的指导和借鉴作用。
关键词：智能照明；节能；设计原则；经济性
1 引言
照明系统是电气设计中的一个不能被忽视的方面，良好的照明系统的设计可以提高生产人员的工作效率，改善工作环境，提高运行的安全可靠性，同时对降低厂用电率，提高经济效益都有较大的意义。
2 火电厂中传统照明的缺点
发电厂中，传统的照明方案存在如下问题：（1）集控楼在自然光照充分的情况下灯光长明；（2）厂房内在光照充足情况下的过度照明；（3）厂区内路灯、景观灯开关时间设置不合理。（4）照明系统不能根据各区域实际情况调节照明照度。
3 智能照明的优点及设计原则
3.1 智能照明优点
1）能够维持集控室内照度的一致性
众所周知，新建的房屋灯具的发光效率和室内墙面的反射率会比较高，使得室内的照明效果良好，但是时间长了，灯具的发光效率和室内墙面的反射率会逐渐降低，但是随着灯具使用时间的增加，室内的照度标准就会低于原设计要求。为了解决这一矛盾问题，可以采用智能照明控制系统，根据实际的照明情况，按照标准照度，该系统可以对照度进行电子调节，从而能够保证室内照度的一致性。
2）具有良好的节能效果
对于火力发电厂照明情况而言，一般都是按照晚间使用的照度要求进行设计的，但是白天室内也需要开灯补光，这样做就会造成大量电力能源的浪费。采用智能照明控制系统就可以起到明显的节能效果。因为该控制系统充分利用自然光，只有在必需的时候才会将灯点亮达到照度要求，力求以最少的能源达到照度需求。
3）能够延长光源的寿命
在智能照明控制系统中，采用的可调光电子镇流器能将电网的浪涌电压成功抑制住，还具备了电压限定和滤波等功能，此外通过利用软启动和软关断技术，还能够避免冲击电流对光源的损害。这些方法都是对光源进行保护，使其寿命延长2～4 倍。光源寿命的延长有多处优点，不仅为发电厂节省大量的资金，而且也大大降低了灯管更换的工作量，同时也使照明系统的管理维护工作变得轻松简单了。
3.2 智能照明的系统构成
智能照明系统通过拓扑结构网络数字化控制方式对各个部位的照明点进行控制。由系统单元、输入单元、输出单元等多个部分组成。
其中系统单元用于提供工作电源，系统时钟及各系统的接口，包括系统电源、各种接口、网络桥。主系统对各区域实施相同的控制和信号采样网络，子系统是对各分区实施不同具体控制的网络。
输入单元用于将外部控制信号变换为网络上传输的信号，例如可编程的多功能输入开关、红外线接收开关以及各种形式及多功能控制板，各种功能得传感器，通过对周围环境的亮度检测，调整光源亮度，使周围环境保持适宜的照度，以有效利用自然光，节约电能。
输出单元用于接收来自网络传输的信号，控制相应回路的输出以实现实时控制。输出单元有各种型式的继电器。系统采用集中控制和管理，分散执行的方式，配置监控中心和小型智能控制照明箱。
将本工程纳入智能照明控制系统的照明箱，集中监控，设置在现场的智能可编程控制面板可根据业主使用要求设定各种控制模式。例如：对某控制室的智能化照明：将可编程控制面板设置在改配电室就近的照明箱处做集中控制，并在该控制室的出入口处设置可编程控制面板，对控制室做现场控制。上班前，对照明要求不高，可以把这段时间的照明方案事先设定好，自动或手动运行，工作正式开始后运行下一模式。午休时间可以开启省电模式，下班可开启夜间模式。
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3.3 智能照明的设计原则
本工程智能化照明的设计思路是：借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。充分利用自然光，利用最少的电能保证所要求的照度水平，同时最大限度的减少人为干预，解放人力，提高工作效率。
下面对不同类型的区域分别介绍：
1集控楼
建立集控楼照明管理系统，通过安装在集控楼各个位置的灯光控制器和相应传感器，对整个集控楼区域的照明情况进行监控和管理。实现在自然光照满足照度需求时系统自动关闭灯光或调低灯光亮度，夜间工作时检测到人体活动时，自动打开照明灯等功能。
a）办公室：智能电动百叶卷帘与照明系统联动，充分利用自然光。通过照度控制，使室内保持一个恒定的照度，照明系统通过照度传感器自动调节办公室照明。
b）电子设备间：手动模式与红外和移动感应控制相结合，运行人员进门开灯后只有部分灯亮，人员活动区域的另一部分灯同时灯亮，以方便巡检。
c）走廊、门厅：采用时控模式、光控模式、手动模式三种模式。设定固定的时间来控制照明灯具的开关，通过感光元件来自动实现照明灯具的自动开关。同时配有手动操作面板，以便在需要开启照明的时候开启。
d）楼梯间：采用声光控模式。
e）集中控制室：智能电动百叶卷帘与照明系统联动，充分利用自然光。采用常规模式和参观模式两种模式。
f）交接班室、工程师站等：采用红外和移动感应控制方式，实现人来灯亮、人走灯灭。
g）工具间等：手动模式，运行人员手动操作灯具开关面板。
h）会议室：采用全亮模式、50%亮模式、PPT模式、30%亮模式多种场景模式。
2.配电室、变频室、继电器室、电子设备间(包括辅助车间)：手动模式与红外和移动感应控制相结合，运行人员进门开灯后只有部分灯亮，人员活动区域的另一部分灯同时灯亮，以方便巡检。
3.主厂房：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。
4.厂区路灯、景观灯：对厂区内路灯照明进行集中管理，使路灯根据每天日出、日落时间以及自然光照强度进行自动调整开关。通过设置单灯控制器和光照感应器、集中控制器实现。
5.应急照明采用智能应急照明和疏散指示系统：在突发状况特别是火灾状态发生时，采用集中监控指令的方式，对人员疏散逃生使用指示灯、标志灯、照明灯进行通讯方式控制，自动分析调整逃生路径，有效指引疏散人员快速脱离危险区域的智能化应急照明系统。
4 经济性分析
智能照明系统，使火电厂日常照明运行方式可以更加多样化、自动化，如傍晚根据日照的方向，照明由“里”到“外”分时段逐步“点亮”，早晨关灯的顺序也可以设定，根据厂房内的照明亮度情况晚上照明可以做到隔一行照明运行方式等等，避免晚上过早开灯，早晨过晚关灯，这些运行方式根据相关资料显示可以节省近40%的电能，当然运行人员也可以根据实际需要在就地和中控室的计算机上开/关任何一路灯。
以某工程为例，两台机组，采用传统照明方案，每台机组主厂房设置一台容量为630kVA的照明变。实际运行中每台机组主厂房照明功率约200kW，粗略估算，主厂房及辅助车间按增加初始投资160万元计算。集控楼，采用智能照明系统增加的费用按照150元/ m2计算，按照三层考虑，面积约2592m2，增加初始投资38.88万元。综上，共增加初始投资约200万元。
按照每天开灯12 小时，一年365 天，每度电0.3757元计算，一年节省的电费为：2×200kW×12h×365 天×0.3757 元/度×40% =26.32万元。
约9年可以收回智能照明系统的投资成本。
5 结束语
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，改变了火电厂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，延长了灯具使用寿命，符合节能减排的需求。建议本工程采用智能化照明系统。
论文作者:潘淑杰
论文发表刊物:《电力设备》2016年第2期
论文发表时间:2016/5/24
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