北京科技大学综合控制节能技术方案.docx
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北京科技大学综合控制节能技术方案
北京科技大学
综合控制节能方案
深建科技科技有限公司
一、校园能源浪费原因
北京科技大学教室存在严重的照明浪费情况，尤其是大的阶梯教室内，学生在教室自习，照明在学生上方4盏灯亮即可，但是正常状况是整个教室等都亮，这就出现严重的电能浪费情况。
路灯当前的管理方式是用定时器开关控制路灯的开关，并且是路灯从下午6点到第二天早上6点全部点亮，人员管理相当的不方便，路灯全亮也造成了严重的浪费。
餐厅公共照明区域当学生减少之后，照明依然亮，造成浪费。
一、路灯控制节能
1、路灯现状
北京科技大学南区分为西区和新区两个部分，西区路灯照明共分10个回路，路灯个数为126盏，光源为85W螺旋节能灯，采用交流接触器+时间控制器（无漂移）的方式控制。
以下是十个路灯控制箱：
1、在11#楼东面，控制4个路灯
2、4#箱变，在信息工程学院北侧，控制路灯12盏
3、在14#公寓楼边，箱变在三七泵房内，控制3盏路灯
4、1#配电室，控制综合楼片区路灯，包括4盏射灯
5、控制中三层女生公寓路灯
6、控制中三层女生公寓射灯3盏
7、控制原工学院（体育场内）路灯5盏
8、2#箱变控制广场灯、地灯、1盏路灯
9、在原第四餐厅，控制5盏路灯
10、南广场附近，控制12盏路灯，4盏射灯
新区路灯照明共分8个回路，在二号泵房内，路灯个数为241个，光源为250W高压钠灯，路灯采用交流接触器+时间控制器的方式控制（无漂移）。
电能质量分析仪测量数据：
度。
三相不平衡度30度左右。
波形电压正常，电流存在浪涌。
谐波含量较高，3次、5次、7次较大。
2、节能控制方案
西区时控加光控系统
根据北京科技大学路灯照明控制要求，分别采用时控方案或时控和光控相结合的控制方案，自动开/关全夜灯、半夜灯等开关灯方式；也可以手动对全夜灯、半夜灯进行开/关操作；并且可以实现隔盏亮等灵活的控制方式，在特殊情况下，可以实现白天亮灯。
时控法的主要缺点是不考虑天气对光照度的影响，每天在固定的时间开/关灯；从而造成阴雨天光照度严重不足但没有开灯，或者晴朗天气虽然到了固定开灯时间但光照度仍然充足，白白浪费电力；关灯时间的固定不变，同样出现类似的不合理现象。
此外，随着季节的变化，定时器需要人工频繁地调整。
光控法的主要缺点是在光线不足的白天，或者夜晚有强光照射时都有可能发生误动作。
为了克服两者的不足，本系统采用时控和光控相结合的路灯控制方案。
该方案基于模糊控制理念，以当地365天日出日落的时间作为基本条件，设定一个有效的开/关灯时段，在此时段内根据光照度的具体情况自动执行相应的开/关灯命令；若该时段结束时光控仍未起作用，则在该时段结束时，监控终端自动按时控方式开/关灯。
光控时段值和光照度值均可在线修改，此方案可根据当天的实际光照度及时地开/关灯，既可节省大量电力，又可产生较好的社会效益。
在特殊情况下，系统也可以实现白天亮灯。
光控设置
新区路灯节能控制系统
新区安装路灯节能控制系统，内嵌光控加时控模块。
通过安装本系统，对新区的路灯达到节能控制的目的。
路灯节能控制系统功能简介：
（1）启动/软过度功能
减少灯具寿命的最重要的因素之一是来自电网的过电压，特别是路灯系统正处于启动过程中的过压。
路灯节能控制系统软启动功能大大缓减了对光源的冲击，从而延长光源的使用寿命，同时减少了灯具的更换费用和人工维护费用。
如下图所示采用EFFIC供电的灯具，将有80%的灯具能够工作到24000小时。
采用市电直接供电的灯具，80%的灯具只能工作到8000-12000小时。
可以说几乎每个人都见过灯具启动时的打火花和不稳定重复启动现象，这种现象对灯具是致命的打击，严重时灯具可能一次就被打坏。
通常，启动一次相当于灯具点燃2-3小时，如果出现上述现象对灯具寿命的损伤更是无法估量。
软启动功能可以很好的避免上述现象。
（2）稳压功能
灯具在工作过程中的电压波动也是缩短灯具寿命的主要因数之一。
路灯节能控制系统的工作状态分为稳压软启动，稳压预热状态；稳压软过度状态；节能稳压工作状态；稳压软过度；不论设备工作在哪一阶段，电网电压如何波动，其输出精度均为+1%。
（3）强大的节能功能
可以根据世界各地的经纬度预知每天日升日落时间，从而控制照明线路的开闭时间。
同时，根据现场的需要，在适当时候实行节电控制，其节电可达30%以上。
当气体灯完全启动以后，再根据照明场合和光源特性适时调整电流工作曲线，同时在照度允许的情况下降低电压到节能电压，从而达到节能目的。
通过调整电网高电压和脉动工作电流以及无功等多个方面达到节能目的，节能效果可达到15%-60%。
（4）绿色环保设备
路灯节能控制系统具有的滤波功能使谐波畸变为零，不会对电网供电造成污染，同时能避免闪烁、眩光等光污染对人类的危害，使城市灯光成为真正的绿色光源。
（5）独立调节功能
对于公共照明的供电情况，具有三相独立调节功能，可操作性强，并且可以承受100%三相不平衡负载。
（6）自动静态旁路
固态旁路无噪音零切换，三相设备各项均配有静态旁路，保证输出无间断，更好的满足现场的需要。
如果出现故障的情况下，可以自动进入节能旁路模式或者自动切换到直通模式保持照明设备的不间断工作。
（7）采用多抽头变压器补偿技术
可以升降压，输出电压质量高，精度小于±1%，效率高，有效输出大于97%.
（8）由于采用快速可控硅作为电子开关，故其调压速度快
绝对保证负载在额定电压下工作，瞬间的超压不会传输到负载，瞬间的电压跌落不会使灯具熄灭。
（9）输入电压范围宽
对市电适应范围广，更好的保护了灯具，降低了运营费用。
其电压的输入范围为：
如果按输出电压Un，其输入范围可达+25%至-5%；
按钠灯节电输出电压Uvps，其输入范围可达+10%至-25%。
10.计算机远程控制及遥控功能
在特殊情况下，需要对路灯节能控制装置进行人工调控时，可以通过RS232/RS485/Internet接口等方式实行远程的控制和遥控。
方案二：
单灯无线控制方式:
单灯路灯智能照明控制系统具有如下主要功能：
∙开关控制：
任一盏、一路或某自定义组的照明灯具的开关
∙调光控制：
任一盏、一路或某自定义组的照明灯具的调光
∙状态查询：
查询照明灯具状态、电流电压、电量等数据
∙定时控制：
定时控制如定时开关灯、分时段调光等
∙故障报警：
照明灯具故障时向监控中心报警显示故障灯号
∙线路防盗：
线路被盗时向监控中心报警显示被盗线路
∙系统显示：
显示照明灯具系统组织结构及相关重要信息
∙数据报表：
生成亮灯率、耗能等曲线和分析报表
∙数据存储：
存储系统设备的执行历史记录
∙维护拓展：
远程参数设置和维护及其它功能拓展
单灯路灯智能照明控制系统具有如下主要特点：
∙利用交直流供电线作为通信媒介，无需铺设专用通信线
∙有线通信不受天气和地形影响，保证了系统可靠性
∙可对照明灯具进行分区、分线路、分组管理
∙按工作日、节假日、季节等设定自行开关时间
∙及时远程操控应对突发情况如天气突变和事故灾害等
∙特殊场所动态情景照明及照度调节，照明人性化
∙定时调光降低能耗，节能减排，延长灯具寿命
∙照明灯具故障自动上报，防范“黑灯”隐患，保障点亮率
∙线路电缆防盗报警，保护国家财产及道路安全
∙随时远程调整参数设置，方便管理，提高效率
智能路灯控制系统的工作原理及组成单元
由上图可以看出，系统包括单灯控制器，多功能集中控制器，以及监控软件及用户操作界面等组成，具体介绍如下：
单灯控制器
单灯控制器分为模块式（可内置于灯具中）和外挂式两种，分别满足照明灯具灯具生产企业和工程安装商的不同使用需求。
每个单灯控制器作为一个照明灯具控制节点具有电力线载波通信的功能，能通过供电电力线与集中器保持互通，接受和执行各种指令，并将执行结果和数据送回集中器。
单灯控制器实现的主要控制和数据采集功能有：
控制照明灯具开关、亮度调节、故障检测等，并可扩展具有多种数据采集功能如温度采集、湿度采集、计算电流电压功率以及功率因数等。
多功能集中控制器
多功能集中控制器内部包括电力线载波通信模块、ARM主板、GPRS模块，以及电源电路四部分。
它下行通过供电电力线与属下各控制节点（单灯控制器）通信，向有关节点发布控制命令，收集所属各节点反馈信息等；上行它则能通过以太网、GPRS等方式与监控中心通信，接受上位机的指令以及反馈它所管理的节点的相关信息数据。
集中控制器既能独立管理由它的所属节点通过电力线所组成的网络，又能听从和接受监控中心的指令对所属节点进行控制。
监控软件以及用户操作界面
监控软件及用户操作界面用于监控中心计算机对整个监控系统的管理和操作。
监控中心计算机通过监控软件对各个集中控制器进行远程控制和数据访问。
对集中器发出各种控制命令，完成开关和调节照明灯具的亮度，实现时序调度事件、读取数据记录、报警应答等操作。
可显示和监视集中器反馈上来的所属控制节点的信息，如照明灯具状态（亮度、温度、电压、电流、功率和功率因数等）。
3、效益分析
北京科技大学南区分为西区和新区两个部分，西区路灯照明共分10个回路，路灯个数为126盏，光源为85W螺旋节能灯，新区路灯照明共分8个回路，在二号泵房内，路灯个数为241个，光源为250W高压钠灯。
安装方案一系统，具体的效益分析如下：
●西区时控加光控系统:
节约人力成本，提高管理效率，节省潜在成本。
●新区路灯节能控制系统:
延长路灯寿命节约路灯维修成本:
投入路灯节能控制系统后，使电网电压稳定运作，从而达到路灯正常照明延长寿命，可延长路灯使用寿命1.5倍，节省维修费用。
新区路灯总负荷为：
60.25KW,每天开灯时间为12小时计算，单天用电量为723KWH，节电率按保守20%计算，单天节电144.6KWH，用电费用按0.5元计算，每天节约72.3元，每年节电26389.5元。
安装方案二系统，具体的效益分析如下：
●整个校区单灯控制系统
安装单灯控制系统后，可以实现单灯控制，比如隔盏亮，或各种不同的路灯亮灯方式。
整个校区路灯总负荷约为：
80KW,每天路灯全部开灯时间为12小时计算，单天用电量为960KWH，单灯12点后隔盏亮，相当于单天节电25%，也就是节约电能240KWH，用电费用按0.5元计算，每天节约120元，每年节电43800元。
二、阶梯教室及餐厅灯光控制节能
1、餐厅现状
3#学生餐厅
S=1170.69M2电感式40W×2日光灯，共有9路，手动式控制，照度为36—54LUX
雁鸣学生餐厅
S=6550.30M2电感式20W×3格栅日关灯，一层有6路，二层南3路、中6路，照度为73——110LUX
中专学生餐厅
S=65W螺旋节能灯×25盏，共4路手动控制，照度为35——54LUX
新区大学餐厅
S=电感式40W×2日光灯，一层5路，二层6路，无偏移时钟控制，控制时间为6:
00——8:
00,11:
00——13:
00，17:
30——20:
00亮灯，照度为180——200LUX
2、餐厅控制方案
餐厅采用光控加时控的控制方式，考虑到餐厅的照度不是很高，安装集中式红外节电器。
3#餐厅安装4台
雁鸣餐厅安装8台
中专学生餐厅4台
新区大学餐厅8台
3、阶梯教室灯光现状及安装教室红外节电器数量
教室名称
基本参数
节电器安装数量
信息楼自习室
自习室3、4层西，7*13*2,15个开关回路
自习室2、3层东，12*4*2,6个开关回路。
98套电感式40w×2日光灯
32
艺术设计学院
共七阶教室，四路开关回路
7间×44套，电子式40w×2日光灯
77
老工学院阶梯教室
6*8*2，每间6个开关回路
5间×48套电子式40w×2日光灯
60
工学院阶梯教室
4*6*2,每间6个开关回路
10间×24套电感式40w×2日光灯
60
医学院阶梯教室
6*8*2，每间6个开关回路
6间×48套电感式40w×2日光灯
72
商贸学院阶梯教室
4间小阶梯，9间大阶梯，大阶梯8路开关回路，照度170LUX，小阶梯6路开关回路，照度134LUX，9间×18套，电感式40w×2日光灯
56
行政楼阶梯教室
6*6*2，每间6路开关回路
10间×38套电感式40w×2日光灯
95
信院阶梯教室
6*4*2,每间6路开关回路
10间×24套电感式40w×2日光灯
60
国际学院阶梯教室
一阶电感式20W*3,6套，照度92LUX，二阶三阶是5*4*2，照度是164LUX，4个开关回路
3间×24套电感式40w×2日光灯
18
外院阶梯教室
6个开关回路
1间×12套电感式40w×2日光灯
4
中专阶梯教室
3*4*2，4个开关回路，照度138LUX
5间×12套电感式40w×3日光灯
20
民院阶梯教室
4路开关回路。
4间，共计64套电感式40w×2日光灯
64
总计
618
4、阶梯教室节能控制方案
针对目前出现的教室或餐厅学生多学生少灯光常开的问题，提出具体解决方案。
即利用红外线技术，达到教师有人区域亮灯的效果。
教室红外节电器器是一种人体感应和照度双重控制的系统。
能够根据环境照度和探测区域有无人员，自动控制灯电源的开启和关闭。
当环境照度值低于设定值时，而探测区域有人员时，控制器开启。
而在无人或照度达到关闭值后则自动关闭电源。
有效节电率达到30%以上。
5、效益分析
北京科技大学共有阶梯教室78间，灯全部为T8灯管，灯具的数量为5624盏，灯具额定功率为40W，每天开灯时间10个小时，每天用电量为2105.6KWH，通过安装教室节电器后，节约开灯量为50%，节电1052.8KWH，按电费0.5元计算，每天节约电费526.4元，按学校上课时间300天计算，每年节约电费157920元。
三、北京科技大学总体节能效益分析
通过改造，直观每年节约电能费用为157920+43800=201720元，间接节约管理成本，提高工作效率。
四、系统报价
方案一报价：
1、路灯时控加光控
2、教室安装红外节电器
3、餐厅安装集中红外节电器
名称
型号
安装数量
单价
合计
备注
天文钟
LST系列
17
120
2040
光控开关
HHE18S
17
115
1955
交流接触器
LC1-D40*7C
10
298
2980
LC1-D300*7C
1
4519
4519
红外节电器
618
235
145230
集中红外节电器
24
1200
28800
红外遥控器
2
1000
2000
路灯节能控制系统
EFFIC-250
1
45000
45000
施工费用
8000
辅材费用
6000
合计
246524
方案二：
1、路灯集中无线回路控制
2、教室安装红外节电器
3、餐厅安装集中红外节电器
4、上位机路灯回路控制
包含远程控制系统报价（只远程集中控制路灯，餐厅安装集中红外控制器）：
名称
型号
安装数量
单价
合计
备注
天文钟
LST系列
17
120
2040
光控开关
HHE18S
17
115
1955
交流接触器
LC1-D40*7C
10
298
2980
LC1-D300*7C
1
4519
4519
红外节电器
618
235
145230
集中红外节电器
24
1200
28800
红外遥控器
2
1000
2000
路灯节能控制系统
EFFIC-250
1
45000
45000
监控服务器
HPProLiantML150G6
11000
1
11000
无线模块
HH-100
11
1000
11000
交换机及柜体
1
8000
8000
西门子PLC
1P61S7214-2BD23-OXB8CN
11
1420
15620
手机卡
SIM卡
11
100
1100
软件
1
30000
30000
施工费用
8000
辅材费用
2000
合计
319244
方案三：
1、路灯单灯
2、教室安装红外节电器
3、餐厅安装集中红外节电器
4、上位机集中路灯控制
名称
型号
安装数量
单价
合计
备注
单灯控制器
EFHH-1
313
350
109550
集中控制器
EFJHH-1
12
3000
36000
红外节电器
618
180
111240
交换机及柜体
1
8000
8000
红外遥控器
2
1000
2000
路灯节能系统
EFFIC-250
1
45000
45000
监控服务器
HPProLiantML150G6
1
11000
11000
无线模块
HH-100
23
1000
23000
西门子PLC
1P61S7214-2BD23-OXB8CN
23
1420
32660
手机卡
SIM卡
23
100
2300
软件
1
30000
30000
施工费用
10000
辅材费用
5000
合计
425750
升级会员 