基于供電安全的一種LED路燈智能控制系統(tǒng)

牟 娜

(煙臺市市政養(yǎng)護管理處，山東煙臺 264000)

1 引言

隨著LED道路照明的普及，其智能控制系統(tǒng)也不斷發(fā)展，人們對路燈系統(tǒng)遠程的監(jiān)測、控制、管理的要求也越來越高。每盞路燈賦予的含義不僅是提供功能性照明，對于人們生活、生產(chǎn)發(fā)展、交通安全，社會治安都起著非常重要的作用。目前的智能控制系統(tǒng)重點放在對燈光的控制上，對于燈具的供電安全均很少提及。本人設(shè)計了一種基于供電安全的路燈智能化控制方案，通過實驗驗證確實可行。

2 系統(tǒng)設(shè)計

本系統(tǒng)在原有的LED路燈智能控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了電纜防盜割模塊和箱式變電站 (以下簡稱“箱變”)安全監(jiān)察模塊。系統(tǒng)由以下模塊組成:電能計量模塊、燈光控制及電纜防盜模塊、箱變安全監(jiān)測模塊、通訊模塊。其中，通訊模塊采用GPRS+ZIGBEE的方式。集控單元通過GPRS負責收發(fā)控制中心下達的命令。系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)拓撲圖

2.1 箱變安全監(jiān)察模塊

在照明系統(tǒng)中，箱變的供電安全是一切控制之根本，因此，箱變的供電安全有著舉足輕重的作用。系統(tǒng)中對箱變的電流，電壓及其內(nèi)部的工作溫升予以全天候監(jiān)測，當出現(xiàn)異常時，控制中心便會收到報警。當電流過大導致的異常發(fā)生時，系統(tǒng)還能自動的降低運行負荷的功率，在確保照明安全的情況下等待工作人員維修。箱變安全監(jiān)測模塊的系統(tǒng)流程圖如圖2所示。

圖2 箱變安全監(jiān)測模塊流程圖

2.2 燈光控制及電纜安全監(jiān)測模塊

道路照明根據(jù)使用的區(qū)域不同可以分為兩類，一類是白天夜間行人均比較少的道路;另一類是繁華的市區(qū)。對于繁華的市區(qū)而言，白天發(fā)生箱式變電站及電纜盜割的情況是不可能的，所以，系統(tǒng)中對于這種應用場合白天的電力設(shè)備安全不做處理。繁華市區(qū)發(fā)生電力設(shè)備被盜竊的時間均為晚上23點之后，這時行人車輛相對較少，為犯罪分子提供了可乘之機。曾經(jīng)有人提出安裝攝像機的方式來預防盜竊的發(fā)生。首先，安裝攝像機確實可以在發(fā)生盜竊后提供證據(jù)，但由于攝像機的拍攝的距離有限，所拍攝的圖片可能模糊不清，如果增加攝像機數(shù)量，其運行成本又難以接受。針對這種情況，系統(tǒng)制定了以下規(guī)則，在正常運行的照明系統(tǒng)中，每當同時發(fā)生兩盞或多于兩盞的燈具同時故障時，系統(tǒng)便認為可能發(fā)生電纜安全問題，系統(tǒng)會立即發(fā)出應急報警，控制中心會安排巡檢人員馬上到達現(xiàn)場，減少可能會發(fā)生的損失。鬧市區(qū)的燈光控制及電纜安全監(jiān)測模塊系統(tǒng)流程圖如圖3所示。

對于白天夜間行人均比較稀少的道路照明區(qū)域，發(fā)生偷盜事件的時間非常不確定，可能是一天中的任何時間，對于這種情況，系統(tǒng)制定規(guī)則如下:白天路燈關(guān)閉后仍然通過電力電纜為控制終端提供微小的電源?？刂平K端與集控單元保持周期聯(lián)系。當失去聯(lián)系后，集控單元會向控制中心發(fā)出警報，以便控制中心立即作出響應 (見圖4)。

圖3 鬧市區(qū)電纜防盜割模塊流程圖

圖4 行人稀少的道路電纜防盜割模塊流程圖

可以看出，對于白天也可能發(fā)生偷盜事件的區(qū)域，上述的規(guī)則雖然白天會浪費很小的電力，但是完全可以避免因電纜丟失而造成的更多損失。

3 系統(tǒng)調(diào)試

控制中心上位機軟件采用C#編寫，其圖形界面如圖5所示。

此次調(diào)試總共采用了72只終端，一個集控單元。調(diào)試過程中，人為的升高箱式變電站內(nèi)部工作溫度以及人為的增大某一相電流，系統(tǒng)均能準確的發(fā)出報警。人為斷開電纜后，系統(tǒng)也能準確的發(fā)出報警。驗證了方案的可行性。

4 結(jié)論

圖5 智能系統(tǒng)運行界面

本文根據(jù)多年的市政工程經(jīng)驗，設(shè)計了一種確保箱式變電站與電力電纜安全運行的LED路燈智能控制系統(tǒng)，通過GPRS+ZIGBEE的通訊方式予以驗證，試驗的結(jié)果取得了預期的效果。當然，系統(tǒng)的魯棒性還需要更大規(guī)模的測試。目前更多的控制終端與集控單元參與的系統(tǒng)壓力測試目前正在準備中。

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