摘 要 随着我国城镇化战略的推进，城市基础设施建设不断加快，道路照明的用电量的比重逐年提高，道路照明的节能降耗是目前迫切需要解决的问题。本文仅对智能化照明控制的多策略运行模式及实现道路照明节能目的基本原理和相关技术做基本介绍。
关键词 道路照明 单灯控制 节能
道路照明节能是复杂的系统工程，涉及多种因素：对不同照明区域照度标准值的设定、照明系统的设计（包括配电系统设计）、高效照明光源（包括光源驱动器）的选择、合理的运行方式、灵活高效的运行管理模式等。每个环节都会影响到照明系统节能，要实现真正绿色照明需要从每个环节入手，既要在照明系统的建设初期做全面规划与设计，又要考虑后期运行的控制与管理，而不是仅针对某个环节做工作，为此可将这些涉及节能的众多环节与措施归并为两类：
一是道路照明系统规划设计阶段的节能措施：配电变压器的设计（选择低能耗变压器、变压器最佳容量匹配、适度的台区无功补偿）；配电线路的设计（配线布局、最短的送电距离、合理的线路截面、均衡分配三相负载、负载匹配与控制方式的协调）；光源电器、杆距的设计（符合道路照明设计标准的灯杆间距、灯具配置及照明功率密度值、采用高效光源、节能型电感整流器或电子镇流器、适当的补偿电容）。
二是道路照明系统运行管理与控制的节能措施：智能化照明运行管理（精细化的单灯控制方式，灵活的分时段、分区域的运行控制策略）；节能降耗措施（分布式照明功率调整，合理调压、调流、变功率等节能技术措施实规按需照明）；对原有的照明系统作相应的改造以适合新的运行管理模式，从而达到节能降耗、绿色环保的目的，取得良好的经济效益并履行社会责任。
一、精细化的单灯控制方式
目前大多数城市采用无线智能监控系统，是以配电片区为控制终端的，控制终端只能起到开关灯、电流、电压等数据采集进行分析控制，将无法改变控制对象，影响了控制的灵活性和精细化控制；部分城市运行的照明集中监控系统，将控制终端（单灯控制器）延伸到每盏灯，可实现对单灯分别控制，属于精细化控制方式，控制对象是可变的，不受线路布局与接线方式的制约，可对线路中的任何一盏灯具实行控制，为灵活执行多控制策略，创造了必要条件，控制终端的延伸加大了节能降耗的空间。
单灯控制方式也是实现多策略运行的必要条件，可任意分时分区组，保证进一步提高节能率；单灯控制方式也为分布式（单灯）照明功率调整成为可能。
二、运行时间表的修正
常规的道路照明运行时间表是由照明地域的经纬度生成的，其运行时间表仅与日出日落时间相关，相对固定（临时时间表除外），并不一定符合照明需求，智能化照明控制系统具备在不同季节（环境温度）、气候条件（雨、雪、雾）、不同地域人们的生活习惯进行相应的修正，既可满足具体照明需要、体现人性化又可节省照明时间降低能耗。
三、灵活的多分时、多分区的运行控制策略，实现按需照明
1、照明需求按道路等级分组： 主干路、交通枢纽、特殊区域、次干路、支路、主干路交会、次干路交会等；照明类别分组：道路照明、景观照明、节日灯、广告灯；
2、运行模式分组：重要节日、一般节日、重大活动、日常照明及多种节能运行方式；照明功率调整模式分组： 常规降功率（后半夜电压升高时）、照度超标降功率、及多种降功率运行方式；
3、运行策略组合：以不同的照明需求分组和运行模式分组可以灵活组合，执行不同的运行时间表、半夜灯运行区域剔除、在满足不同照明需求前提下达到节能目的。有针对性地实行不同的照明功率调整策略。运行策略的组合方式灵活，其组合方式可以预先设置，也可以临时变更，可达到基本满足照明标准、“该用则用、能省则省”的节能目标。
四、分布式单灯照明功率调整
对单盏路灯进行照明功率控制有独到的优点，其一，与台区集中功率控制相比，不受线路压降的影响，可保证线路首、末端的灯具照度一致性，也不会造成线路末端熄灯的问题，可最大限度的降低照明功率；其二，可针对性地降功率运行，不影响特殊区域、交通枢纽或事件多发地段对照度的要求；其三，可根据不同区域的道路车流量情况、行人数量的情况，适当降低路面照度，获取节能效果；其四，亦可根据各区域或路段的照度实测值，确定对应的降功率幅度，杜绝超标准照明造成的电能浪费。
五、实现精细化控制的通信保证
提高道路照明系统能效的关键是灵活、精细的运行控制，实现“按需照明”通常的方法是将控制终端从台区延伸到灯杆（单灯控制器），可对单盏灯进行控制，这是实现多运行策略的基础（运行时段分组、照明区域分组、道路等级分组）、既实现按需照明又满足不同的节能要求。
将控制终端延伸的首要问题是：找到低投入低运行成本的通信解决方案，当前台区集中控制器与单灯控制器之间的通信方案大多用PLC或微功率无线，由于道路照明多用HID（高压气体放电灯）光源，光源种类多、配置的镇流器类型多，以及补偿电容的存在，都可能会影响PLC或微功率无线通信的可靠性，通信状态不能满足运行控制过程的要求，致使控制指令传输不通畅，导致控制策略的执行过程受阻，从而达不到预计的节能效果。
基于互联网的城市照明节能解决方案是我公司的专利技术，与其它照明控制系统相比主要差异为台区集中器与单灯控制器之间的通信方式：采用独有末端通信技术——WPLC（wide power line communication）技术，稳定可靠，保证了系统控制过程的精准和流畅。WPLC通信技术简介：
WPLC调制信号的特征：调制信号的持续时间在1.2毫秒以内，调制信号的频谱是在200~550Hz之间，频谱密度最大点在315Hz附近。
WPLC调制信号的传输：调制信号的频谱密度最大点（315Hz），仅相当于工频的6~7倍，在电力线中传输衰减很小，传输衰减远远小于PLC（100~120Hz）；调制信号频谱对应的1/4波长在136km~375km，远远超出了照明配电线路的长度，传输过程中不会出现驻波；调制信号不受线路分布参数和补偿电容影响。
六、基于互联网的城市照明节能解决方案的特点
1、强大的后台管理功能，可灵活配置的多运行策略；
2、丰富的运行节能方案，可根据预期的节能目标配置对应的节能策略，支持单灯照明功率调整；
3、独有末端通信技术，稳定可靠，保证了系统控制过程的精准和流畅。
七、城市照明控制系统组成与功能
1、城市照明监控中心：对所有集中控制器的远程控制、运行策略编制与下发（包括降照明功率调整策略）、系统校时、临时时间表下发、临时开关灯控制（带地址信息）、系统运行数据与运行状态监视及记录、故障事件记录与保存等；
2、台区集中控制器：据经纬度自动生成全年时间表、可独立运行、支持主站系统下发的指令（校时、运行策略变更、临时时间表、临时开关灯等，并反馈执行结果）；采集台区的供电数据、计算全夜灯亮灯率；监视（巡检）单灯控制器运行状态，故障检测与报警；转发照明功率调整控制指令。
3、单灯控制器：据经纬度可生成并储存全年时间表、内部时钟，可独立运行、支持集中器下发的临时时间表和临时开关灯命令；灯杆线路内部节点的分支线路电流测量、单盏路灯灭灯报警；根据台区控制器命令对单灯进行照明功率调整控制（选配）。
八、综述
独有的末端通信技术，保证了台区集中控制器与单灯控制器之间的通信稳定性和可靠性，实现了精细化控制，使系统的控制命令、多运行策略的下达、调整与变更得以顺利实施，适应道路照明的实际需要，有效降低了城市照明能耗的浪费。多策略运行模式充分体现了路灯精细化管理的先进性，配合各种节能技术的应用，进一步扩展了道路照明的节能空间，减少城市照明中的能源消耗，具有明显的社会效益与经济效益。
