探讨道路照明节能方式的选择

引言：随着城市道路照明的技术发展，照明灯具的种类也在朝着多样化发展，并且随着技术的不断成熟，各自占有了一定的市场份额。各类灯具在技术上都不断的推陈出新，就路灯光源而言，由于光效的提升使得实现同样的照明效果功率可以适当降低。但是道路照明的能耗总量随着照明设施数量增加而增加，其能耗增长速度远远大于光源技术革新的带来的能源节约。在灯具硬件节能效果滞后于路灯总量增加的情况下，管理单位如何选择更加合理的节能管控措施，以实现投入资金尽量小、管控方式尽量简单化、节能效果最大化成了一项新课题。本文针对这些课题，在现有管理的条件基础上提出一些解决方案，以供参考。

 一、目前城市道路照明中采取的几种常用节能方式

1.半夜关闭部分路灯：一般采取的方式是熄灭人行道侧路灯，或者采取隔盏灭灯（也可对称交错灭灯）。该方式实施简单，只需要确保路灯按相序依次接入供电线路，并且在线路控制端做好分组时间设置即可。以中西部地区亮灯时间为例，夜间平均亮灯时间为11.5小时/天，以夜晚24：00为界，一般后半夜比前半夜长0.5小时，节电率为14％—26％。对比计算见半夜灯模式节电率分析表（表1）。

                                 表1  半夜灯模式节电率分析表

2.降压技术：降压主要针对气体放电灯（高压钠灯）为对象，在不熄灭路灯的前提下，通过在后半夜降低输入电压的方式，减小电流，达到节能目的。目前主流的降压有两种实施方式，一种以单灯节能控制技术为基础，通过对每盏灯配置单灯节能器（核心部件为变功率整流器），在后半夜进行降压运行；另一种是通过在路灯供电线路前端或专用变压器低压配电端安装节能柜的方式来实现集中降压。两种方式区别在于单灯控制对每盏路灯电压控制更为精确，而节能柜的电压调节要考虑整条线路的末端压降，可调节的降压幅度较小。笔者在当地的高压钠灯上试用过单灯节能器，正常供电220V，后半夜在节能模式下供电180V，通过对比节电率可以达到34％，集中降压方式下，通过对比节电率可以达到38％。差别在于单灯节能控制方式下，供电主线路的综合线损要高于集中降压方式。

二、不同节能方式的利弊

1.半夜关闭部分路灯方式

1.1半夜关闭方式的优势在于实施最简单，只要路灯建设初期在设计中考虑了分组供电方式，即可直接通过控制系统进行关闭，实现节能改造几乎零投入。

1.2劣势在于节电率不高。该方式下节能比例受关闭路灯的数量和功率影响较大，按照最多关闭一半数量的同等功率路灯计算，最高节能比例为26％。同时，该方式对线路要求较高，在分组中必需注意三相供电平衡问题，如果只有一组电缆供电，关停任意一相供电线路，都会引起三相负载不平衡，对变压器运行产生影响。此外，关闭路灯的方式对照明环境影响较大。关停部分路灯不仅会降低道路平均照度，同时让均匀度更差，使“斑马线”更加明显。

2.降压技术

2.1降压技术的优势。对气体放电灯来说，不仅节能效果明显，对器件的使用寿命也有所增加，并且减少了维护工作量。笔者通过统计数据对比，采用降压节能方式的路灯故障率约为正常使用的1/2，即可视为降压节电模式下，路灯整体寿命和器件使用寿命可延长一倍。另外，降压模式下，全部路灯同时降低功耗，虽然整体照度有所下降，但均匀度基本不会发生变化，对行车安全影响不大。

2.2降压技术的劣势。⑴使用范围有限。其适用对象主要为气体放电灯（高压钠灯）为主，气体放电灯正常工作状态下，其供电电压范围较宽，降低电压可以明显降低整体功耗。而目前大功率LED路灯多采用AC—DC驱动电源，驱动电源为了提高适应能力，多数在电源输入设计中考虑了宽电压输入，因此降低电源电压对LED的节能影响不大。⑵如果采用单灯节能控制器实现，对系统可靠性要求更高，笔者试用单灯节能控制器的道路上统一安装同一批次产品，在发出统一指令时，部分灯具响应快慢不一，偶有个别灯具随机发生“拒绝执行”的情况。⑶如果采用节能柜集中降压方式，受制供电半径的影响，往往整体供电降压幅度都不会太大，也就直接影响了节能效果。同时，在已降压线路中工作的路灯，如果出现偶然的个别灭灯后，将增加再次启动的困难。

三、对节能措施的经济性比较

1、半夜关闭部分路灯方式下，如果先期建设中预留了分组供电线路，即可不考虑再投资建设成本；如果既有线路中没有预留，则需增加一组供电线路，材料费用和施工费用较高。从维修成本上来看，未关闭部分路灯的使用寿命不会发生变化，维修频次不变，可关闭部分的路灯粗略估算使用寿命可以延长1倍，综合来看，整体维修成本可降低25％。

2、如果采用降压节电技术，需要整体一次性投入降压控制设备成本。其中集中降压方式需要安装“节能柜”，整体投资约2-3万元/供电台区（目前市场价）；单灯节能控制器投资额度按该线路路灯数量计算，目前市场价约200-300元/套。在一次性整体投入改造后，路灯使用寿命按照延长1倍计算，可以降低维修成本50％。

四、节能方式的选择

1、气体放电灯类，建议采取安装节能柜的方式实现节电。在初期固定投入设备费用之后，带来的节电效果明显，同时可以有效降低维修成本，并且该方式对照明环境（均匀度）影响最小。

2、LED类路灯，对LED路灯目前调压技术对节能效果影响不大，建议采取关闭部分路灯方式来实现节电。如光源为集成式，建议采取直接关闭方式。如光源为阵列式，或多驱动模块供电的灯具，可以考虑将灯具驱动电源模块进行分组后接入供电线路，实现同一灯具上部分阵列的灭灯，同样可以达到关闭部分路灯的节电效果，同时对光照环境（均匀度）影响可以降到最低。

结束语：在城市照明节能管理工作中，在满足照明要求前提下，针对不同的路灯类型和环境因素，合理选择节能措施，在最小的改造投入下，力求达到最大的节能效果，降低维修成本，实现资源的合理配置。