基于綠色電力視角的坪山中心區(qū)綠色照明規(guī)劃

楊 洋

(中國(guó)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院深圳分院，廣東 深圳 518040)

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基于綠色電力視角的坪山中心區(qū)綠色照明規(guī)劃

楊 洋

(中國(guó)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院深圳分院，廣東 深圳 518040)

結(jié)合深圳市坪山中心區(qū)綠色照明的現(xiàn)狀，并以節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適、經(jīng)濟(jì)為宗旨，從全生命周期管控、推廣清潔電力和能源、應(yīng)用智能微電網(wǎng)技術(shù)等角度，闡述了坪山中心區(qū)綠色照明規(guī)劃策略，從而實(shí)現(xiàn)城市照明節(jié)能降耗目標(biāo)。

綠色照明，全生命周期，清潔能源，微電網(wǎng)

1 概述

綠色照明是指城市照明應(yīng)遵循“安全、舒適、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)”的原則，以節(jié)能減排為核心，以綠色照明系統(tǒng)升級(jí)改造為重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)打造高效運(yùn)行、宜居宜行、各具特色的現(xiàn)代化城市夜景的目標(biāo)。

坪山中心區(qū)作為“深圳東進(jìn)戰(zhàn)略的橋頭堡”，應(yīng)對(duì)綠色照明提出更高的要求，以規(guī)劃的前瞻性和權(quán)威性為基礎(chǔ)，強(qiáng)化規(guī)劃對(duì)照明發(fā)展的調(diào)控引導(dǎo)，提高城市光環(huán)境的舒適性和美觀性，明確全生命周期科學(xué)節(jié)電理念和綠色能源應(yīng)用策略。

1.1 規(guī)劃背景

坪山中心區(qū)是深圳市的城市副中心，將來要打造成為深圳“東北門戶、智造新城、現(xiàn)代田園都市”。坪山中心區(qū)堅(jiān)持規(guī)劃先行、質(zhì)量引領(lǐng)，以高起點(diǎn)的規(guī)劃引領(lǐng)城市高水平發(fā)展。

隨著社會(huì)的發(fā)展，節(jié)能環(huán)保問題日益得到關(guān)注，縱觀國(guó)內(nèi)的部分城市，照明存在的問題不是“亮起來”，而是應(yīng)該適時(shí)、適度、適地地“暗下去”，如何在塑造精致夜景觀的同時(shí)，又能最大限度地實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，避免光污染，契合深圳市作為“清潔能源示范城市”和坪山區(qū)作為“低碳生態(tài)試點(diǎn)地區(qū)”的定位，成為了坪山中心區(qū)照明規(guī)劃的核心。

1.2 現(xiàn)狀解讀

坪山區(qū)目前綠色照明的建設(shè)仍局限于示范性階段，科學(xué)的規(guī)建體系遠(yuǎn)未完善。功能照明方面，智能照明系統(tǒng)未廣泛采用，清潔能源應(yīng)用不足，能耗“紅線”仍不明確。景觀照明方面，部分樓宇景觀燈“光控”嚴(yán)重缺失，引發(fā)一定的光干擾情況(見圖1)。

1.3 規(guī)劃目標(biāo)

打造面向未來、綠色宜居的智慧夜坪山。以節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適、經(jīng)濟(jì)為宗旨，明確城市照明建設(shè)全生命周期的管控原則，合理采用清潔能源照明系統(tǒng)，推進(jìn)微電網(wǎng)在照明領(lǐng)域的應(yīng)用。在彰顯中心區(qū)品質(zhì)化特色夜景和鮮明特色城市形象的前提下，避免高能耗和光污染等問題。

2 全生命周期的科學(xué)管控

2.1 執(zhí)行嚴(yán)格的能耗標(biāo)準(zhǔn)

坪山中心區(qū)功能照明應(yīng)全面采用LED光源，同時(shí)，機(jī)動(dòng)車功能照明應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行如表1所示的功率密度限值。

表1 機(jī)動(dòng)車功能照明功率密度值(LPD)

事實(shí)上，由于規(guī)劃坪山中心區(qū)功能照明全面推廣LED光源，其執(zhí)行的功率密度指標(biāo)遠(yuǎn)低于CJJ 45—2015城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的限定值。

2.2 合理選擇配電變壓器

規(guī)劃明確用于城市照明的專用變壓器應(yīng)首選節(jié)能型配電變壓器，變壓器負(fù)載率應(yīng)控制在60%～75%，應(yīng)當(dāng)采用合適的無功補(bǔ)償裝置，提高變壓器功率因數(shù)cosθ至0.9以上。

供電電源應(yīng)設(shè)置在該區(qū)域中央位置，深入道路照明負(fù)荷中心，最好是在道路交叉口隱蔽處或綠化帶隱蔽處，這樣兼?zhèn)涿烙^與節(jié)能環(huán)保的雙重優(yōu)勢(shì)。

規(guī)劃道路照明專用箱式變電站電壓等級(jí)一般為10 kV/0.4 kV/0.22 kV，每座變電站出線在10回路以上，供電半徑控制在800 m，變壓器容量一般為100 kVA～250 kVA。對(duì)半月環(huán)公園、坪山高鐵樞紐站和主干路，功能照明應(yīng)采用雙電源供電，且每個(gè)電源均應(yīng)能承受100%的負(fù)荷。

2.3 道路照明應(yīng)用節(jié)能管理方案

表2 機(jī)動(dòng)車功能照明節(jié)能管理方案

隨著智能照明控制技術(shù)、單燈控制技術(shù)的發(fā)展和LED光源技術(shù)的成熟，LED燈具已能實(shí)現(xiàn)智能無級(jí)調(diào)光，控制中心可以對(duì)每盞燈從0%～100%任意控制輸出。本次規(guī)劃根據(jù)坪山中心區(qū)內(nèi)部不同道路的等級(jí)，結(jié)合智能照明控制技術(shù)，確定執(zhí)行如表2所示的節(jié)能管理方案。

3 清潔電力和能源的應(yīng)用

3.1 適應(yīng)性分析

根據(jù)歷史數(shù)據(jù)分析結(jié)論，深圳市太陽能資源較豐富，年太陽總輻射為4 617.9 MJ·m2，屬于太陽能資源Ⅱ類地區(qū)。深圳市年平均風(fēng)速為2.7 m/s，風(fēng)力資源相對(duì)匱乏。

同時(shí)，本規(guī)劃采用PVsyst軟件對(duì)深圳市太陽輻射和風(fēng)能資源進(jìn)行了仿真分析，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，深圳市年總太陽能輻射量為1 358.2 kWh/m2，平均風(fēng)速為3.3 m/s。

根據(jù)深圳市太陽能和風(fēng)能的實(shí)際情況，坪山中心區(qū)城市照明應(yīng)廣泛利用太陽能轉(zhuǎn)化電能，主要包括太陽能薄膜系統(tǒng)、太陽能路燈等，可不開發(fā)風(fēng)能。

3.2 半月環(huán)公園清潔能源照明系統(tǒng)

對(duì)于坪山中心區(qū)而言，“半月環(huán)”綠廊作為片區(qū)重要的景觀資源，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮規(guī)劃布置太陽能草坪燈和太陽能庭院燈，同時(shí)考慮以公園內(nèi)建筑、小品為載體，設(shè)置太陽能薄膜發(fā)電系統(tǒng)，就近消納發(fā)出的電能。

半月環(huán)公園高鐵商務(wù)公園中心商務(wù)公園庭院燈和草坪燈宜采用獨(dú)立式太陽能照明系統(tǒng)，軸線廣場(chǎng)和站前廣場(chǎng)宜采用市電供電的照明系統(tǒng)，確保穩(wěn)定性。半月環(huán)公園居住社區(qū)公園和文化休閑公園院燈和草坪燈宜采用獨(dú)立式太陽能照明系統(tǒng)(如圖2所示)。

在公園建筑小品推進(jìn)“太陽能屋頂計(jì)劃”，半月環(huán)公園內(nèi)售貨亭、公共廁所、景觀小品和停車棚頂部，文化展廊的頂部宜采用太陽能薄膜發(fā)電系統(tǒng)，其發(fā)出的電力不僅能夠用于自身建筑照明，還可以通過直流微網(wǎng)系統(tǒng)并入半月環(huán)公園配電網(wǎng)，并就近消納發(fā)出的電能(見圖3)。

3.3 道路清潔能源照明系統(tǒng)

荷康路和松坪路是打造半月環(huán)夜景景觀帶的重要功能照明載體，同時(shí)考慮到半月環(huán)公園的開闊性，宜在荷康路全線建設(shè)獨(dú)立式太陽能照明系統(tǒng)，在松坪路建設(shè)與市電互補(bǔ)的太陽能照明系統(tǒng)(見圖4)。

和興路、和富路、聯(lián)馨路、綠園五街周邊主要建設(shè)用地為居住功能為主導(dǎo)的用地，采用與市電互補(bǔ)的太陽能照明方案較為穩(wěn)妥，能夠保證當(dāng)周邊建筑遮擋導(dǎo)致光照不足時(shí)，切換至常規(guī)市電也能夠確保照明系統(tǒng)的穩(wěn)定。

4 智能微電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

微電網(wǎng)作為主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是智能配電網(wǎng)的重要組成部分，能夠充分整合多種DG，并使其以并網(wǎng)或孤島方式運(yùn)行，為用戶提供可靠性供電。

4.1 半月環(huán)公園微網(wǎng)總體結(jié)構(gòu)

坪山中心區(qū)半月環(huán)公園微電網(wǎng)示范方案如圖5所示，微電網(wǎng)采用交直流混合并網(wǎng)模式，外電網(wǎng)經(jīng)降壓和AC/DC逆變接入380 V直流母線，直流母線同時(shí)納入屋頂光伏和薄膜發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)太陽能庭院燈，同時(shí)預(yù)留燃料電池接入空間，另外直流母線側(cè)接入蓄電池，蓄電池的作用包括短時(shí)間供應(yīng)電力、電力削峰填谷、調(diào)度發(fā)電單元和彌補(bǔ)預(yù)測(cè)偏差、改善電能質(zhì)量等。

負(fù)載側(cè)主要接入電動(dòng)汽車充電樁、景觀照明LED光源和太陽能景觀小品，微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)主要功能是對(duì)能量進(jìn)行智能控制和自動(dòng)調(diào)度決策。半月環(huán)公園建設(shè)微網(wǎng)的目的在于采用“綠色電力”和清潔能源實(shí)現(xiàn)“綠色照明”的目標(biāo)(見圖5)。

4.2 節(jié)能減排效益分析

根據(jù)上述清潔能源照明系統(tǒng)規(guī)劃和微電網(wǎng)規(guī)劃，形成了如表3所示的清潔能源照明系統(tǒng)技術(shù)統(tǒng)計(jì)，微網(wǎng)建成后，每年能夠節(jié)省250 496度電，節(jié)省225 446元電費(fèi)。

表3 半月環(huán)公園清潔能源照明系統(tǒng)技術(shù)統(tǒng)計(jì)

比經(jīng)濟(jì)效益更重要的是，推廣清潔能源照明系統(tǒng)和微電網(wǎng)，能夠帶來巨大的環(huán)境效益，包括節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤、減排煙塵、減排二氧化碳和二氧化硫等。

5 結(jié)語

坪山中心區(qū)綠色照明應(yīng)在突出中心區(qū)夜景特色的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格遵照規(guī)劃控制原則，執(zhí)行功率密度限制標(biāo)準(zhǔn)，合理采用節(jié)能配電設(shè)備，應(yīng)用節(jié)能管理方案，并實(shí)現(xiàn)分區(qū)、分級(jí)亮度和能耗控制，推進(jìn)半月環(huán)公園和道路清潔能源照明系統(tǒng)建設(shè)，構(gòu)建半月環(huán)公園智能微電網(wǎng)工程。

本文以綠色電力和能源的視角研討了坪山中心區(qū)綠色照明建設(shè)，形成目標(biāo)明確、切實(shí)可行的實(shí)施策略，以達(dá)到提升整體城市夜間環(huán)境品質(zhì)和社會(huì)效益的目的。

[1] JGJ/T 163—2008,城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] CJJ 45—2015，城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] 深圳市住房和建設(shè)局，深圳科技工貿(mào)和信息化委員會(huì).LED道路照明工程技術(shù)規(guī)范[Z].

[4] 坪山新區(qū)中心區(qū)綜合開發(fā)辦公室.坪山中心區(qū)城市照明詳細(xì)規(guī)劃[Z].2015.

[5] 吳貴才,陳 郊,張 霞,等.深圳中心區(qū)景觀照明專項(xiàng)規(guī)劃[J].照明工程學(xué)報(bào)，2014(2)：69-80.

The green lighting planning of Pingshan central area based on green power perspective

Yang Yang

(ShenzhenBranch,ShenzhenCityPlanningandDesignInstitute,Shenzhen518040,China)

Combining with the present situation of Pingshan central area green lighting in Shenzhen, and from the energy saving, environmental protection, safety, comfort, economy for the purpose, from the whole life cycle control, promotion of clean power and energy, application of smart micro power grid technology and other points of view, elaborated the green lighting planning strategies in Pingshan central area, so as to realize the energy saving and consumption reduction target of city lighting.

green lighting, whole life cycle, clean energy, micro power grid

1009-6825(2017)06-0137-03

2016-12-12

楊 洋(1992- )，男，碩士，助理工程師

TU113.666

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