关键词 城市照明 节能技术 问题探讨
随着我市经济建设的发展、城市化进程的加速，城市照明得到了长足发展，其中用电量也越来越可观。按照我市确定在“十一五”时期国内生产总值能源消耗降低20%的硬指标，改变经济增长方式，建设资源节约型、环境友好型的和谐社会，是落实科学发展观，确保经济社会持续发展的战略举措，在这发展模式变革的关键时期，大力实施城市绿色照明工程是襄樊经济社会可持续发展和跨越发展的重要课题。近年来，城市照明系统的耗电量相当可观。正因为此，照明节电已成为日益受到各方重视的话题。很多地区发生的日益严重的电荒，更使政府许多部门认识到这一当务之急，对城市照明节能的有关问题从两个方面探讨。
一、理顺管理体制、集中行使管理职能1．建立完善的法规政策和管理体制。尽快出台城市照明的法规政策，理顺城市照明管理体制。坚持建设改造与维护管理并重，进一步理顺完善管理体制，积极向城市照明建设、管理统一到一个部门，集中行使管理职能。
2．编制科学的城市照明专项规划。从实际出发，坚持“以人为本、突出重点、保证功能、经济使用、节约能源、保护环境”的原则，抓紧编制城市照明专项规划。做到合理布局、主次兼顾、重点突出、特色鲜明，明确节电的指标和措施。
3．宣传普及照明节电和保护环境的知识。通过广播、电视、报纸、杂志等媒体，采用讲座、研讨会等方式，广泛深入持久开展宣传，大力宣传“节约资源和保护环境是基本国策”，大力宣传把节约放在首位、提高资源利用效率和实施城市绿色照明意义、目标和任务，大力宣传绿色照明示范工程的成效和经验，普及照明节电和保护环境的知识，提高市民资源忧患和节能环保意识，增强全市的照明节电意识和可持续发展意识。
4．推广先进科学的现代照明技术。积极探索实施照明节电的多种有效途径，提供实施照明节电的成功经验，深入广泛开展城市绿色照明示范工程活动，积极实施节电改造示范工程。同时积极开展照明节电领域的对外交流与合作，吸引外商的技术、资金、设备投入，促进我市高效照明电器行业的发展。
二、严格执行设计标准，广泛采用新型节能技术和器材（一）选择合适的照度合适的照度，是我们在城市道路照明节电工作中首先需要重视的问题。我们不难观察到，国内不少城市近年来交通发展较快、经济较发达，由于其出行时间延长、交通量大、交通情况复杂，道路照度偏高，既增加了城市照明的耗电，也削弱了道路两侧景观照明的效果。
根据建设部颁发的CJJ45-2006《城市道路照明设计标准》以及我们工程中的实践，可视城市道路所在城市的性质和规模、交通信号的完善程度、道路与周边环境分隔状况选取照度值。
照度标准确定后，可选择国内外灯具厂家编制的照明计算软件，计算中虽然只能对相对应厂家生产的灯具进行照度计算，但对于路灯系统设计还是有相当的参考价值，从而确定该道路照明工程的灯具布置形式、杆高、路灯间距、光源容量、以及采用的灯具利用系数等数据输入电脑，直至计算出合适的照度，避免或减少路灯系统设计的盲目性。
（二）采取电容补偿，减少无功损耗路灯采用的光源，基本是气体放电灯，其功率因数相当低，一般在0.45以下，从而使回路电流大，在线路上产生的损耗相当可观。《城市道路照明设计标准》中，要求气体放电灯应加电容补偿，补偿后功率因数应不小于0.8。但标准中并没有明确是集中补偿，还是分散补偿。目前国内城市照明系统采用的电容补偿方式两种均有。笔者认为，由于路灯设施是均匀分布在道路纵向两侧，由于路灯电源至灯具的低压配电线路较长，道路照明系统产生的损耗主要发生在这一段。采用路灯电源处集中补偿方式，并不能减少低压配电线路的耗电。而采用单灯分散补偿，无疑减少了路灯电源至灯具这一段线路上产生的损耗，将起到较好的节电效果。电容量与路灯常用光源——高压钠灯的配套建议按表1选择，补偿后单灯功率因数将不小于0.85。
（三）关闭部分路灯以节约电能的做法显然，下半夜关闭半数光源的方式节电效果直接而且显著，节电运行时段节电达50%，在电力紧张的背景下，政府出台了一些文件，要求在后半夜，采取“亮一隔一”或“亮一隔二”的措施，关闭部分光源。笔者认为，这只能作为缓解电力紧张局面的权宜之计。因为，“亮一隔一”或“亮一隔二”不仅降低照度，同时区别于不同的灯杆布置方式，照度均匀度将不同程度甚至是严重的下降，对交通、行人安全、对维护社会治安产生不利影响。七十年代的世界性能源危机中，日本曾在道路上进行间隔点灯的试验，结果导致治安、道路交通事故的大幅上升。另外，这种方式由于需要在同一路径上敷设两根路灯供电电缆，也增加了建设投资。
因此，应区别于不同的灯杆布置方式，谨慎采用关闭半数光源的方式。一般常规灯杆布灯时，往往采用车道侧单光源灯具。灯杆布置有单侧布置、交错布置、对称布置。
单侧布置时，若选用这一方式，则后半夜车道明暗悬殊，照度均匀度远低于道路照明设计标准的要求。我们曾对单侧布灯进行实地测量，前半夜全亮时均匀度高达0.53，采用”亮一隔一”后均匀度则下降至0.07。我们不应顾此失彼，单侧布灯时,不宜推广关闭半数光源的方式。
交错布置、对称布置时，采用这一方式，虽然均匀度稍差，但若选择配光合适的灯具，均匀度还是可以达到或略低于道路照明设计标准的要求。工程实践中，可根据车道宽度、道路交通量、周边人流量等，有选择性的使用这种方式。
在照度要求高、机动车道较宽的快速路、主干路上，常规灯杆布灯时，可考虑车道侧采用双光源灯具方案，两个光源可等功率或不等功率。采用这种布灯方案时，上半夜两个光源全亮，后半夜关闭其中一个光源后，平均照度减少了一半，但对照度均匀度基本没有影响，单侧布置、交错布置、对称布置时，均可采用这一方案。
（四）积极采用节能型照明器材1．环形电感镇流器采用气体放电灯的道路照明系统中，除光源自身的功耗外，与气体放电灯配套的电感镇流器也要消耗一部分电能。电感镇流器的工作效率高低、节能与否，对道路照明系统的电力消耗有一定的影响。相对于传统的电感镇流器而言，环形电感镇流器，由于其采用圆环形铁芯和线圈，使环形铁芯卷片的几何形状与磁力线回路和曲线更加适应，磁路分布更趋合理，进一步改善了磁通，降低了铁损，减少了总的电力消耗。可广泛适用于高压钠灯和金属卤化物灯。需要注意的是，这种方式仅仅是减少了镇流器的损耗，对路灯系统电耗中占主要比例的光源的电耗并没有减少。
钠灯用环形电感镇流器与传统型电感镇流器电能损耗比较见表2。
2．智能光源降压一稳压一调光技术智能光源降压一稳压一调光技术，是将装置安装在路灯配电回路的起端，在前半夜控制路灯回路为全压，接近午夜时分，开始降低回路电压，在后半夜车稀人少时，进一步降低电压。它的节电原理有二，其一是高压钠灯的亮灯维持电压低于220V，因此，降低回路电压光源不会熄灭；其二是由于后半夜电网用户少，负荷低，电网电压高于220V，而过压将额外消耗部分电能，采用该装置则避免了这部分的浪费。根据工程实践，它的节电效果在15％左右。采用这种装置，不仅节约了电能，不影响照度均匀度，而且能够避免光源过压运行，延长了路灯寿命。需要注意的是，这种方式是对配电回路降压，回路内所有灯具都将在低电压运行，对下述问题应予注意：① 随着使用时间的增加，光源端电压及电流等电气参数发生变化，同时光源本身质量上又具有离散性，降电压运行时就可能出现同一回路中一些灯具灭灯的现象；②路灯配电回路供电半径长达800米，随灯具与供电端距离的增加，电压逐渐下降，若线路设计不当，有可能出现远端电压不能满足光源所需正常维持电压；③回路中若接有电动升降式高杆灯时，由于电动装置为感性起动特性，起动电流大，与这种装置过载电气特性不匹配。
3．变功率镇流器可变功率镇流器，利用气体放电灯在工作电流适当减少时，仍能正常运行的原理，通过后半夜增加镇流器电抗，从而降低光源电流，减少路灯系统电耗中占主要比例的光源电耗，达到路灯系统整体节能的目的。
(一)降功率控制原理其工作过程如下：
1）正常情况下，LCU控制电路控制电子开关闭合（短路），外部电压直接通过电子开关加到路灯电路上，使路灯工作在额定功率状态。
2）降功率控制情况下，控制电路控制电子开关打开（开路），控制外部电压只能通过降功率电感加到路灯电路上。此时，路灯电路感性负载增加，路灯工作电流降低，从而使路灯功率下降，耗能降低，达到节能的效果。
3）当电网电压偏低或光源状况不佳，降功率运行将可能出现闪烁时，即使在降功率运行时间段，控制电路也会将自动控制电子开关在闭合状态，避免路灯熄灭。
(二)节能控制方案设计及节能效果分析不同的节能控制程序会产生不同的节能效果，按每天照明11小时，前5小时处于正常照明状态，后6小时处于节能照明状态。各功率光源节电效果如表3。
对于原有道路照明工程，可采用附加型变功率镇流器进行改造，其特点是，对原灯具配套的镇流器不予更换，既方便改造施工，又降低系统改造造价。
以上对城市照明系统的节能方式进行了探讨，将有助于系统合理用电，既满足道路照明的功能性要求，又能够实现最大限度的节能。