摘 要 本文介绍了太仓市路灯管理所在全市城市道路照明及景观照明节能技术方面的推广应用情况。
关键词 城市照明 节能技术 应用
城市照明在提升城市档次、提高城市形象、改善城市环境发挥其重要作用的同时，也不可避免地大幅增加了电能消耗和电费开支，增加了政府的负担，以太仓市最近二年城市照明所耗用的电费为例，2004年耗用电费达900余万元，2005年已逾1000万元。因此如何引进先进的节能技术，降低电能消耗，节约城市照明设施的运行成本成为我们城市照明管理工作者急需研究的一大课题。下面笔者就我市在推广城市照明智能节能控制技术方面谈谈我们的一些做法。
一、城市照明智能节能控制装置的安装情况
2004年10月，在市政府的重视下，我单位投入了380万元，首批在市区40个景观照明控制点安装了智能节能控制装置，同年12月投入运行；2005年12月又投入了700多万元对各道路照明控制点安装了智能节能控制装置，于2006年2月全部投入运行。
二、智能节能控制装置的安装效果
(一)参数比较
1、路灯控制点节能控制元件的供电参数比较。
2006年2月9日至3月5日，我们对2005年12月起安装的节能控制装置的各供电参数进行了现场测定。以下附表一、附表二反映的是2006年2月16日一级公路(横沥桥北)路灯控制点各供电参数的原始数据：
①不接入节能控制元件(旁路)的测试结果(附表一)
附表一: 不接入节能控制元件(旁路)的测试结果
| 相序 | 电流(A) | 电压(V) | 有功功率 P1(千瓦) |
无功功率 (千瓦) |
视在功率 Q1(千瓦) |
COS￠ |
| A | 102 | 221 | 21.414 | 7.041 | 22.542 | 0.95 |
| B | 84 | 228 | 18.768 | 3.816 | 19.152 | 0.98 |
| C | 89 | 227 | 19.596 | 4.915 | 20.203 | 0.97 |
| 三相合计 | / | / | 59.778 | 15.772 | 61.897 | / |
②接入节能控制元件的测试结果(附表二)
附表二: 接入节能控制元件的测试结果
| 相序 | 电流(A) | 电压(V) | 有功功率 P1(千瓦) |
无功功率 (千瓦) |
视在功率 Q1(千瓦) |
COS￠ |
| A | 90 | 210 | 18.144 | 5.292 | 18.9 | 0.96 |
| B | 75 | 210 | 14.648 | 5.787 | 15.75 | 0.93 |
| C | 80 | 209 | 15.717 | 5.703 | 16.72 | 0.94 |
| 三相合计 | / | / | 48.509 | 16.782 | 51.37 | / |
其余各路灯控制点所测出的原始数据在这里不再一一列举。
2、节电率
(1)122个路灯控制点的加权平均节电率
计算公式：
①节电率计算公式：
U=(P1-P2)／P1×100％ 公式①
U——节电率
P1——直通式三相有功功率
P2——节能方式三相有功功率
②加权平均节电率计算公式：
UN=∑(Ux×Nx) 公式②
UN——加权平均节电率
Ux——若干节电率取值范围的算术平均取值
Nx——与Ux相对应的实测控制点数占总控制点数的权重
2006年2月9日至3月5日，我们对2005年12月起安装的节能控制装置共计122个路灯点逐一进行了现场测定，测定的原始数据如附表一、附表二。根据测定出的原始数据，我们采用节电率计算公式(公式①)进行了节电率的计算，如一级公路(横沥桥北)路灯控制点的节电率为28％，其余路灯控制点所测出的原始数据和计算过程以此类推，这里不再一一详解。
根据各路灯控制点的节电率的计算结果，我们进行了汇总，为了简化计算过程，我们将计算出的节电率分成了11-15％、16-20％、21-25％、26-30％、31-35％、36-40％、41％以上等7个取值范围，现将节电率计算结果分布汇总情况介绍如下：
附表三: 各路灯控制点节电率分布情况汇总一览表
| 节电率(%) | 节电率计算取值Ux(%) | 控制点数 | 权重Nx |
| 11-15 | 13 | 23 | 0.1885 |
| 16-20 | 18 | 43 | 0.3525 |
| 21-25 | 23 | 35 | 0.2869 |
| 26-30 | 28 | 16 | 0.1311 |
| 31-35 | 33 | 1 | 0.0082 |
| 36-40 | 38 | 3 | 0.0246 |
| 41以上 | 41 | 1 | 0.0082 |
| 合 计 | 122 | 1 | |
根据上述汇总表数据，我们采用加权平均节电率计算公式(公式②)进行了加权平均节电率计算，得出122个路灯控制点的加权平均节电率为20．6％。
(2)验收时现场随机抽样测试的节电率
节电率计算公式：
U=[(PA2-PA1)-(PB2一PB1)]/(PA2-PA1)×100% 公式③
PA1——电能表直通时起始读数
PA2——电能表直通时终止读数
PB1——电能表节能时起始读数
PB2——电能表节能时终止读数
2006年3月22日，我们对122个路灯控制点所安装的智能照明节能控制装置进行了竣工验收，现场随机抽取了四个路灯控制点，分别对接入节能控制元件和不接入节能控制元件测定了各一个小时的电能表读数，并按节电率计算公式(公式③)计算出了节电率，以下是有关的验收实测数据和计算结果(附表四):
附表四: 验收时随即抽取的四个路灯专用变压器耗电量和节电率一览表
| 序号 | 控制点位置 | 旁路读数PA | 旁路读数PB | 节电率 % |
||
| 起PA1 | 止PA2 | 起PB1 | 止PB2 | |||
| 1 | 人民路(中国银行) | 106.2 | 108.5 | 108.5 | 110.1 | 30.4 |
| 2 | 朝阳路(香塘东侧) | 239.8 | 244.1 | 244.1 | 247.5 | 21 |
| 3 | 滨河路(东仓南路) | 5895.0 | 5902.1 | 5902.1 | 5906.85 | 33 |
| 4 | 东亭南路(滨河路) | 18532.5 | 18553.7 | 18553.7 | 18569.5 | 25 |
从工程竣工验收时随机抽取的上述四个路灯控制点所测出的节电率数据来看，节电率基本在20％以上。
3、路灯控制点的照度比较
2006年7月10日，我们在已经安装智能节能控制装置的道路中随机抽取了11条道路，其中快速路l条、主干路4条、次干路3条、支路3条，分别选取了若干测量点对接入节能控制元件状态和不接入节能控制元件状态测定了照度，并以此为基础计算了各条抽样道路的平均照度，以下是有关的测量计算数据(附表五):
附表五: 随机抽取的11条道路平均照度一览表
| 序号 | 道路名称 | 道路类型 | 路面平均照度EAV(lx)维持值 | 标准符 合程度 |
||
| 国家标准 | 旁路实测值 | 节能实测值 | ||||
| 1 | 204国道 | 快速路 | 20/30 | 32.15 | 28.64 | 符合 |
| 2 | 上海东路 | 主干路 | 20/30 | 26.32 | 19.22 | 基本符合 |
| 3 | 山东路 | 主干路 | 20/30 | 38.82 | 31.17 | 基本符合 |
| 4 | 太平路 | 主干路 | 20/30 | 28.55 | 24.86 | 符合 |
| 5 | 娄江路 | 主干路 | 20/30 | 31.52 | 28.75 | 符合 |
| 6 | 锦州路 | 次干路 | 10/15 | 13.24 | 10.39 | 符合 |
| 7 | 洛阳路 | 次干路 | 10/15 | 18.52 | 16.25 | 基本符合 |
| 8 | 长春路 | 次干路 | 10/15 | 12.94 | 10.21 | 基本符合 |
| 9 | 桃园路 | 支路 | 8/10 | 15.29 | 12.38 | 符合 |
| 10 | 北门街 | 支路 | 8/10 | 9.96 | 8.25 | 符合 |
| 11 | 武陵街 | 支路 | 8/10 | 10.30 | 8.78 | 符合 |
从上述测量计算数据可以看出，安装该智能照明节能控制装置后，平均照度基本符合国家有关道路照明的路面平均照度要求。
(二)效益分析
1、节约电费分析：
目前我单位辖区内一年耗用的电费1000万元左右，采用该套节能装置后，如按上述122个路灯控制点现场测量计算出的加权平均节电率20.6％计算，年可节约电费200万元/年。
2、光源电器寿命延长分析：
计算公式：
①光源电器寿命延长计算公式：
L=L0(V0/V)(日本照明协会统计公式) 公式④
L——光源电器实际使用寿命
L0——光源电器设计寿命
V0——光源电器额定电压
V——光源电器实际工作电压
②加权平均光源电器寿命延长计算公式：
LN=∑(Lx×Nx) 公式⑤
LN——加权平均寿命
Lx——控制点寿命延长倍数
Nx——与Lx相对应的实测控制点数占总控制点数的权重
2006年2月9日至3月5日，我们对2005年12月起安装的节能控制装置共计122个点进行了现场测定，并采用上述光源电器寿命延长公式(公式④)分别对122个控制点进行了光源电器寿命延长计算，现将122个控制点的计算结果分布情况汇总如下(附表六):
附表六: 各控制点光源电器寿命延长计算结果一览表
| 寿命延长倍数Lx | 控制点数量 | 权重Nx |
| 2倍 | 19 | 0.1557 |
| 3倍 | 102 | 0.8361 |
| 4倍 | 1 | 0.0082 |
| 合 计 | 122 | 1 |
根据上述汇总结果，我们又采用加权平均光源电器寿命延长计算公式(公式⑤)进行了加权平均光源电器寿命延长倍数计算，得出122个点的加权平均光源电器寿命延长倍数为2.85倍。
3、投资回收期分析：
投资回收期计算公式：
投资回收期=原始投资额／每年电费节约额 公式⑥
我市目前安装该套智能控制节能装置共计投入资金1080万元，如按上述计算出的年节约电费额200万元计算，仅节约电费这一项就能在5.5年内回收全部投资。如果再加上延长的光源电器使用寿命等因素，投资的回收期将会更短些。