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0前言
國內發電廠普遍使用傳統照明控制方法,包括配電箱集中控制、就地開關控制和自動控制。然而,隨著技術進步,這些方法已無法滿足對安全、舒適、便捷、信息交互和節能環保的需求。因此,實施智能照明控制系統變得必要,以提升電廠照明的節能、智能化、信息化和人性化水平。
1智能照明控制系統概述
智能照明控制系統通過內置微處理器和存儲單元的單元器件,利用通信總線(如雙絞線或光纖)連接成網絡。每個單元都有獨立地址,通過軟件控制功能,實現對各回路的管理。輸入單元將信號轉換為總線信號,通過網絡傳輸,輸出單元接收并控制相應回路。照明網絡的智能控制系統包括總線型、電力載波和無線網絡系統,發電廠通常采用安全性更高的總線型系統。
2智能照明控制系統在發電廠照明中的可行性分析
2.1目前發電廠照明場所控制現狀
發電廠環境復雜,設備管道密集,具有高溫、蒸汽、灰塵、潮濕、腐蝕、爆炸風險及震動等特點。照明控制因場所而異,傳統方式詳見表1。
表1電廠主要建(構)筑物和設施的推薦光源及傳統控制方式
注:TLD代表熒光燈;CFG代表緊湊型熒光燈;ZJD代表金屬鹵化物燈;NG代表高壓鈉燈;LED代表發光二極管;WJD代表無極燈
表1顯示,發電廠照明主要通過集中和就地兩種電氣控制方式管理,除室外區域使用光控和時控。由于發電廠面積大、系統復雜、人員有限,照明常開導致電能浪費。
2.2智能照明控制系統在發電廠的具體應用
智能照明控制系統包括監控機、通信管理機、智能配電箱、照度采集器和通信總線,利用現場總線技術實現電廠照明的智能控制。系統主要用于主廠房和運煤區域,采用總線型結構。照明主要采用氣體放電燈,如金屬鹵化物燈和高壓鈉燈,這些燈啟動時間長,啟動電流大,可控性差。盡管照明燈具數量眾多,但智能控制主要集中在關鍵區域,因為全面實施難度大且不經濟。
2.3智能照明控制系統在發電廠中的優勢分析
(1)節能——降低廠用電率
該系統支持多種控制方式,包括手動、遠程控制和自動控制,能夠根據環境和指令調整照明,實現節能。例如,在一個2×350MW燃煤電廠中,智能照明系統可節約40%至50%的電能。
表2主廠房和運煤廠房節能表
注:1)在汽機房和鍋爐房非檢查維護時段,可分組開啟;2)鍋爐本體區域可分層開啟;3)運煤區域則根據上煤時間間隔同步開啟。
(2)經濟性——降低照明運行成本
根據表2數據,2X350MW燃煤電廠主廠房和運煤廠房照明用電年節約95.5萬度,上網電價0.38元/度,年節約電費36.3萬元。安裝智能照明控制系統需投資約100萬,包括配電箱、軟件、控制設備等。3年內可回收成本,之后系統經濟性隨時間增加。詳情見圖3。
(3)延長光源和電氣附件的壽命
光源和電器都有使用壽命,頻繁開關會縮短它們的壽命。智能照明控制系統能根據時間、檢修狀態或分組控制照明,減少使用時間,保養光源和電器。這樣可延長它們的壽命至少5倍。
(4)采集數據信息及電氣管理
智能照明控制系統實時記錄、查詢和備份數據,監測燈具狀態和電氣參數(如電壓、電流等),并能繪制負荷曲線以觀察照明耗能。
(5)可修改性
業主可通過后臺輕松修改照明控制關系。智能照明系統具備可編程性,適應未來變動,無需重新布線即可在軟件中調整??刂栖浖褂脴藴蕡D形界面,支持圖形插入,實現直觀操作。
(6)便于維護管理
智能照明控制系統具備遠程和就地控制功能,支持集中與分散管理,便于電廠維護和操作。
(7)提高電廠工作環境的舒適度和安全性
智能照明系統能根據環境變化調整亮度,并可設定不同場所的照度,確保舒適度。墻壁觸摸開關使用低電壓,可鎖定自動控制,增強人身安全。
(8)環境效益分析
使用智能照明控制系統相較于傳統照明系統,能顯著減少有害物質排放。以2×350MW電站為例,僅在主廠房和運煤廠房使用智能照明系統,10年可節省955×10^4kWh電能,相當于節約2578.5噸標準煤,減少2272.9噸碳粉塵、9262.4噸二氧化碳、251噸二氧化硫和125噸氮氧化物排放。因此,智能照明控制系統在環境效益上具有明顯優勢,值得在發電廠中推廣使用。
3安科瑞智能照明控制系統
3.1概述
ALIBUS智能照明產品運用了成熟的RS485總線技術,確保了其安全性和穩定性。具備獨立操作能力的開關驅動器,特別適合中小型項目的需求。此外,其模塊化設計允許靈活拼接和擴展,同時預留了I/O端口和Modbus接口,便于與AcrelEMS企業微電網管理云平臺進行數據交換。
3.2應用場所
適用于各種智能住宅區、醫療機構、教育機構、酒店,以及體育場館、機場、隧道、車站等大型公共建筑項目的照明控制系統需求。
3.3系統結構
3.4系統功能
(1)實時監控模塊在線狀態和現場回路開關狀態,界面按樓層分區布局和回路列表瀏覽。
(2)模塊離線、網關設備掉線或狀態不一致時,系統會觸發故障報警,并記錄及展示在界面上。
(3)照明回路可單獨控制開關;模塊和樓層均有控制開關,實現模塊或整個樓層的開關控制。
(4)開關驅動器具備過零觸發功能,僅在交流電過零時操作負載,減少電磁干擾和電網沖擊,延長燈具和控制裝置壽命。
(5)每個照明回路可設定掉電模式,電源斷電時,開關驅動器自動切換至該模式,保證電源恢復時燈具狀態可預測且可控。
(6)拖動調光控件可調節照明設備亮度,實現對單個或多個照明回路的控制。調光總控可管理一個模塊或多個照明回路的亮度,并通過圖標顯示現場開關狀態。
(7)點擊場景控件可切換場景設置,界面上展示不同模式和功能,圖標亮表示開啟,滅則關閉。
(8)設定定時器,選定時間后,配置事件觸發的動作,如設定燈光在特定時間開啟或關閉。
(9)系統利用預設經緯度自動計算日出日落時間,并根據天文時鐘控制照明,實現日落后開燈、日出時關燈。
(10)定時控制計劃可保存至驅動模塊,即使上位機故障或模塊離線,驅動模塊的RTC時鐘也能保證計劃正常執行,確保照明控制不受影響。
(11)系統采用分布式總線架構,各組件獨立運作,且可通過編程實現多功能性。
(12)預留接口供BA或第三方集成平臺使用,支持modbus、opc等協議。
3.5設備選型
4結語
智能照明控制系統在電廠照明中具有節能、經濟、實時、兼容和穩定等優勢,適應電廠工作環境,滿足主廠房和運煤廠房照明需求。推廣綠色照明和節能低碳,智能照明控制優化用戶適應的控制方式,發揮照明節能潛能,降低LPD值至遠低于新標準。隨著數字化電廠概念和節能減排的推廣,以及第四代光源的使用,智能照明控制技術的優勢將更明顯,預計將在發電廠照明控制中廣泛應用。
參考文獻
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