集中式直流供電LED智能照明系統(tǒng)的探討

20世紀(jì)80年代之前，我國的公共照明設(shè)備普遍處于傳統(tǒng)的電網(wǎng)供電和人工管理模式，路燈的運(yùn)行狀態(tài)主要通過巡線和巡燈的方式來實(shí)現(xiàn)，該模式的缺點(diǎn)是成本高、自動(dòng)化程度低、不能實(shí)現(xiàn)本地調(diào)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控等自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)光等智能管理。對(duì)故障的響應(yīng)慢，存在發(fā)生故障時(shí)得不到及時(shí)維修而造成照明的不便甚至安全隱患等因素。

　　我國從20世紀(jì)80年代末到90年代初著手進(jìn)行路燈監(jiān)控管理系統(tǒng)的研究并投入使用，技術(shù)逐漸發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了智能化實(shí)施線路管理與調(diào)光控制等，路燈的監(jiān)控能力強(qiáng)，能迅速進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)作情況的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、按照程式規(guī)定的條件進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)故障條件判斷進(jìn)行故障定位，通過降低路燈系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)的監(jiān)控能力和自動(dòng)化水平，從而實(shí)現(xiàn)故障的快速恢復(fù)，減少故障時(shí)間，提高供電照明的可靠性及系統(tǒng)管理水平。

　　本文論述的集中式供電LED智能照明系統(tǒng)，就是在LED路燈產(chǎn)品大量普及、智能照明系統(tǒng)相對(duì)成熟的背景下應(yīng)運(yùn)而生的一種管理模式，該模式旨在向周圍的若干支路的LED路燈供應(yīng)直流電，通過智能管理實(shí)現(xiàn)安全、可靠穩(wěn)定供電及二次節(jié)能。廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院承擔(dān)了廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)“集中式供電LED智能照明接口”的起草工作，為此開展了一些初步研究，敬請(qǐng)業(yè)界提出寶貴意見。

　　一、集中式供電LED路燈智能照明控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

　　（一）LED路燈的集中供電與傳統(tǒng)供電系統(tǒng)的比較

　　1.LED燈具

　?。?）傳統(tǒng)交流供電的LED燈具

　　LED燈具直接連接交流電網(wǎng)，一方面受電網(wǎng)的影響很大，例如電網(wǎng)對(duì)燈具的EMC影響和電網(wǎng)傳輸過來的雷擊影響;另一方面，每只LED燈具都需有EMC、整流、功率因數(shù)校正、濾波、功率驅(qū)動(dòng)、逆變降壓、穩(wěn)電壓輸出或再穩(wěn)流輸出至LED光源。燈具控制裝置的電路復(fù)雜、元器件多，燈具成本高。而且相對(duì)而言，安全、EMC問題比較突出。這些使LED燈具的可靠性低并影響壽命（例如燈具中有耐受電網(wǎng)電壓的電解電容等元件）。

　　（2）高電壓直流供電的LED燈具

　　LED燈具連接在控制柜電源模塊的直流輸出端，一方面，基本不受交流電網(wǎng)對(duì)燈具的EMC影響和不受交流電網(wǎng)側(cè)傳輸過來雷擊的影響（當(dāng)然也還是需要抵抗雷擊打在直流線路上傳輸過來的脈沖影響）;另一方面，每只LED燈具可以不需要EMC、整流、功率因數(shù)校正、濾波、功率驅(qū)動(dòng)、逆變降壓等電路和元件。簡單恒壓型的只需很少輔助元器件，直接輸出至串聯(lián)的LED光源，或再加恒流電路輸出恒定電流至串聯(lián)的LED光源更好。如此，燈具控制裝置的電路非常簡單，可靠性非常高，壽命可以很長，這對(duì)于使用環(huán)境條件惡劣的道路和隧道照明工程非常有利。復(fù)雜一些的智能直流LED燈具還需加上智能接收控制電路及內(nèi)部智能控制協(xié)議程序，燈具控制裝置的元器件稍多，電路稍復(fù)雜，燈具成本稍高。但相對(duì)于同類的智能交流LED燈具來說，仍然是簡單得多，可靠性也更高，壽命更長，對(duì)于道路和隧道照明工程仍然非常有利。

　　2.控制柜

　　（1）傳統(tǒng)交流供電的LED燈具控制柜

　　高壓鈉燈路燈控制柜一般控制幾十只高壓鈉燈路燈，早期簡單的控制柜由人工進(jìn)行手動(dòng)開關(guān)高壓鈉燈路燈;稍復(fù)雜一點(diǎn)的節(jié)能型高壓鈉燈路燈控制柜由半夜人工進(jìn)行變壓器轉(zhuǎn)換降低功率;更進(jìn)一步的有接受遠(yuǎn)程控制對(duì)所有高壓鈉燈路燈或LED燈具進(jìn)行統(tǒng)一自動(dòng)開關(guān)或調(diào)光控制，或?qū)γ恐籐ED燈具進(jìn)行單獨(dú)智能控制。

　　（2）集中高電壓直流供電的LED燈具控制柜

　　第一，控制柜一般控制幾十只LED燈具，