南方電網(wǎng)總調(diào)度大廳智能照明系統(tǒng)技術(shù)研究

陳昱林

（南方電網(wǎng)綜合能源股份有限公司，廣州510000）

1 引言

南方電網(wǎng)總調(diào)度大廳位于廣州市天河區(qū)科翔路南方電網(wǎng)基地2 號樓，總調(diào)度大廳是南方電網(wǎng)最高級別調(diào)度大廳，在此可以觀測到南方電網(wǎng)管轄的五個省市電力輸配送情況，也是南方電網(wǎng)最為重要的辦公場所。由于總調(diào)大廳屬于不間斷值班的辦公場所，調(diào)度員需要輪崗堅守在工作崗位上，長時間地盯著顯示大屏和電腦顯示器，很容易造成視覺疲勞。為了改善南方電網(wǎng)總調(diào)度大廳的光環(huán)境，又滿足值班照明的需求，針對南方電網(wǎng)總調(diào)大廳制定了智能照明解決方案。

該項目總承包方為廣東省電力設(shè)計研究院，總調(diào)大廳空間高度為14.1m，長度為35m，寬度為27m，針對總調(diào)大廳提出了以下設(shè)計要求：地面照度值達(dá)到750lx，室內(nèi)照度均勻度達(dá)到0.6 以上。燈具具備調(diào)光功能，調(diào)光配合大屏幕可實現(xiàn)聯(lián)動功能。

2 制定化燈具開發(fā)及研究

室內(nèi)層高由于達(dá)到了14.1m，在室內(nèi)照明領(lǐng)域傳統(tǒng)的室內(nèi)燈具，地面照度很難達(dá)到設(shè)計要求。如果單純依靠增加燈具布置密度的方式提高照度，就會出現(xiàn)天花很多“點光源”，既不舒適也不美觀[1]。同時調(diào)度大廳的功率密度、色溫、顯色指數(shù)、眩光、照度均勻度均須符合技術(shù)規(guī)范書的要求。

為了實現(xiàn)目標(biāo)，我們專門采用定制化燈具，增大燈具本身發(fā)光面積，整個大廳僅使用60 盞燈具，采用一體化條形發(fā)光燈帶作為主照明，保證整體照度符合工作要求，燈具發(fā)光面均勻，舒適無眩光；面板燈長度根據(jù)天花進(jìn)行定制，無拼接縫，整體美觀；采用筒燈進(jìn)行輔助照明，提高空間立體感。開發(fā)的新型燈具包含了調(diào)色調(diào)光的設(shè)計，燈具長度為3082mm，燈具使用了兩種色溫的燈珠，每個燈具搭配了6 個36W 電源，從便于維護(hù)的角度考慮，燈具內(nèi)光源按照1m 長度定制，每個燈具包含6 個1m 長光源，燈箱背面采用可打開背板，后續(xù)維護(hù)可從橋架上直接更換故障電源和光源。對調(diào)度大廳智能照明工程進(jìn)行了專業(yè)的照明設(shè)計，該設(shè)計方案又聘請了國內(nèi)著名照明專家邴樹奎和黃于民進(jìn)行核實，整體照明處于國內(nèi)先進(jìn)水平。

根據(jù)上述理論，設(shè)計定制化燈具還是存在不少問題，比如：暖色和冷色光配比問題。由于目前市面上電源產(chǎn)品電流調(diào)節(jié)穩(wěn)定性不佳，需要配比成指定色溫（例如4000K），需要分別調(diào)節(jié)暖色電源電流和冷色電源電流，進(jìn)行色溫測試[2]。如果色溫不符，再進(jìn)行電流調(diào)節(jié)再測試，如此反復(fù)測試后，記錄冷暖驅(qū)動電流，后續(xù)安裝進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。

而且在整體調(diào)光過程中，LED 燈具本身出現(xiàn)色溫不一致情況。在使用過程中，如果燈具內(nèi)燈珠損壞，即出現(xiàn)色溫不能調(diào)節(jié)的問題。就會出現(xiàn)此燈具與周圍燈具色溫不一致，比較明顯。

為了確保產(chǎn)品調(diào)光的穩(wěn)定性，我們專門搭建了實驗?zāi)Ｐ?，通過反復(fù)實驗的方式，不斷調(diào)節(jié)色溫配比，從而引導(dǎo)控制系統(tǒng)編寫調(diào)光策略。

3 總調(diào)大廳照明設(shè)計

根據(jù)制定燈具測試出的配光曲線，用3D Max 對大廳進(jìn)行3D 建模，然后輸入每個燈具的實際測試數(shù)據(jù)，采用德國專業(yè)照明DIAlux 軟件進(jìn)行照明仿真模擬，保證每個區(qū)域的照度均達(dá)到項目要求。圖1 為總調(diào)大廳設(shè)計的天花平面圖，根據(jù)該平面圖建立模型進(jìn)行計算，確保滿足設(shè)計照度要求。

圖1 彩色3D 偽色圖

圖2 DIALUX 照明模擬結(jié)果

小結(jié)：根據(jù)上述計算，發(fā)現(xiàn)使用60 盞燈箱進(jìn)行照明，照度滿足設(shè)計要求，實際測試后發(fā)現(xiàn)，全功率運行照度值可達(dá)1800lx 以上。

4 總調(diào)度大廳控制系統(tǒng)制定

項目開始建設(shè)階段，南方電網(wǎng)綜合能源股份有限公司初步設(shè)計了兩套智控方案。第一種采用直流供電系統(tǒng)，在總調(diào)大廳內(nèi)安裝一套直流控制柜，將AC 轉(zhuǎn)換成DC，再將直流分布到大廳內(nèi)各燈具。第二種采用交流供電系統(tǒng)，用DALI 控制的方式，對燈具發(fā)出調(diào)光信號，從而控制燈具的調(diào)光。直流供電系統(tǒng)的優(yōu)勢在于項目后期的維護(hù)方便，LED 燈具本身燈珠的壽命比較長，基本都是電源容易發(fā)生故障，使用直流柜可省去燈具本身的電源，將所有燈具電源集中在直流柜內(nèi)，并且增加N+1 冗余功能。交流供電系統(tǒng)優(yōu)勢在于抗風(fēng)險能力更強(qiáng)，即使發(fā)生故障，僅失去燈具調(diào)光控制功能，燈具仍然可以正常使用，并且設(shè)計過程中增加了強(qiáng)制開啟功能，線路布置時跳過了控制系統(tǒng)，一旦控制系統(tǒng)故障，可以直接強(qiáng)制開燈[3]。在南方電網(wǎng)調(diào)度大廳中，考慮到調(diào)度中心的重要性，最終選定了第二種交流控制方案。

首先，采用國際先進(jìn)的數(shù)字化DALI 調(diào)光系統(tǒng)，可以根據(jù)需要自由調(diào)節(jié)亮度與色溫。

其次，切相調(diào)光與0-10V 調(diào)光，可以實現(xiàn)255 級高分辨調(diào)光調(diào)色，無頻閃。

再次，可以預(yù)設(shè)照明場景，如工作模式：中亮度、高色溫；應(yīng)急模式：高亮度、高色溫；值班模式：低亮度、低色溫等。

調(diào)度大廳采用一體化條形發(fā)光燈帶作為主照明，筒燈作為輔助照明，并加裝智能調(diào)光系統(tǒng)。該項目采用國際先進(jìn)的數(shù)字化DALI 調(diào)光系統(tǒng)，可以根據(jù)需要自由調(diào)節(jié)亮度與色溫。

5 結(jié)語

南網(wǎng)總調(diào)大廳通過使用控制系統(tǒng)實現(xiàn)了五種不同控制模式，辦公模式、會議模式、應(yīng)急模式、參觀模式、休息模式適用于不同的場景。該項目是南方電網(wǎng)系統(tǒng)首次搭載智能照明系統(tǒng)，通過墻面上固定的控制屏幕，可以簡單實現(xiàn)上述功能，同時還具備遠(yuǎn)程控制的功能，具有示范意義。