以科学发展观指导城市道路照明节能改造工作
以科学发展观指导城市照明节能改造工作
盐城市路灯管理处
科学发展观的基本要求是全面协调可持续发展。我市城市照明事业必须坚持以科学发展观为指导，按照“东方湿地之都，水绿生态盐城”的城市发展定位，大力推广“绿色照明”，促进城市照明朝着“高效、节能、环保、健康”的方向发展。近年来，我处积极响应国家节能减排号召，对市区部分路灯亮化设施进行了节能改造试点，取得了明显的节电效果。现结合学习实践科学发展观活动要求，就市区路灯节能改造试点过程中遇到的若干问题及解决办法加以分析和总结，形成调研报告，以便今后在全面实施路灯节能改造工作时参考。
一、市区路灯节能改造试点情况
盐城主城区现有路灯55530盏（不含驻城三区），节点景观照明34处，控制箱178台，三遥终端135台，覆盖28条主干道、36条次干道、64条后街巷道和68个住宅小区，电缆线路总长589.81Km，架空线路总长32Km，总功率4897.5Kw，年用电费约710万元。近几年来，市区新建路灯亮化工程全面贯彻“绿色照明”建设要求，广泛采用高压钠灯、金属卤化物灯、细管荧光灯、紧凑型荧光灯、LED等节能光源和高效率灯具。但市区原有路灯亮化设施仍然存在能耗大、光效低等问题，如
实施全面更新改造，既浪费资源，财力也不允许。当前最现实的选择是对原有路灯亮化设施进行节能技术改造。
路灯照明节能概念以及节能技术，通过早期节能公司的推介，已经有近十年的发展。特别是在国家节能减排政策引导下，近年来路灯节电技术突飞猛进，智能化节能产品日益成熟，正在进入广泛的实际应用阶段。目前市场上路灯节电设备种类繁多，但其基本的节能原理都是将供电系统的输入电压予以优化，采用电网电压调节技术调整剩余电压，使输送给灯具的负载电压为最适宜值，达到既实现节电又保证照明要求的双重目的。
在实施路灯节能改造试点之前，我处组织十余家竞标单位的节电设备在盐马路做了比较性测试。通过比较测试结果，重点以节电率（设定不低于20％）、电压降（末端电压不低于198V）、照度降（设定不高于12%且照度值在《机动车交通道路照明标准值》的允许范围内）、调节方式（自动调节节电档位）、设备使用寿命（不低于15年）等指标作为选择标准，最终确定综合指标前三名的节能产品进入试点使用阶段。
201*年初，我处根据市政府专题会议纪要精神，采取“厂商投资、节约电费回购、定期回收节电设备”的方式，由三个节能厂家自行提供17台节电设备，先后在市区开放大道、黄海路、青年路试行安装，其中开放大道7台、黄海路6台、青年路4台。经过一年多的跟踪测试，目前各台节电设备运行稳定，平均节电率在2035%之间，节能效应比较明显。
二、路灯节能改造试点过程中着力解决的几个主要问题本次试点选用的节电产品均为利用电磁调压的节电器，且带有智能控制电路，可以保证用电设备在任何供电情况及设备出现异常状态下的自动处理能力，如：延时起动、突然欠压、缺相和空载自动旁路、大电流分断保护能力等，特别是针对路灯照明的特点，可自动进行分时断控制调压。如前半夜人流车流较多，调压幅度按设定的小幅度进行调整，以保证较高的亮度要求；后半夜人流车流量相对稀少，对光照度的要求不高，这时调压的幅度可按需要进行较大范围的调整，同时又能使灯具维持必要的亮度。这类节电器的最大特点还在于：不产生谐波，无谐波干扰，对各种光源均适用，只是不同的光源，其节电效果略有差异，但对延长灯具寿命和减少维护工作量上更具有重要意义。在比较测验和跟踪检测过程中，我们针对实测状况不断与设备厂家进行沟通，着力解决了以下几个主要问题：
1、节能设备故障与无条件保障照明问题。路灯节能是“锦上添花”的工程，首先要保障照明，因此设备厂家在原始电路逻辑设计和软件开发上，必须融合“无条件保障照明”的功能，即欠压旁路，过流旁路，故障旁路，过温旁路。设备超过65℃，柜体内的冷却风扇应自动开启，进行风冷；设备温度超过105℃，设备应自动旁路。节电设备统一安装于原路灯控制柜的下端，由原路灯控制柜控制节电器，确保不影响远程控制系统的工作。
2、路灯照明中的“公变”与“专变”问题。目前市区路灯照
明电源“公用变压器”与“专用变压器”并存。专变供电电压平衡只与自身电流平衡相关。公变供电电压由于公众用电的特性，对路灯电力质量有较大影响。一般居民用电，在傍晚电压低，后半夜电压高，电压波动大，由于电流的变化和电源内阻、导线电阻、特别是大量电视等电子产品的使用，电流谐波将转换成电压谐波，出现在路灯配电柜中。因此，节电设备必须具备抑制谐波功能，同时对电压作出实时分析，自动调节，确保灯具在最合理的供电电压下使用。
3、电压偏低问题。电压过低的相，可能此相进入不了节能状态，比如A相电网电压180V，设备调节目标输出电压195V，则A相将直接输出180V，此相不能降压节能。针对这种情况，节电设备应具备三相独立调节的功能，能够根据电压实际情况进行调节，保障路灯的正常使用。
4、设备自身损耗问题。一般电磁设备，总是全年24小时带电工作，设备长时间空载，铁磁损耗很大，使整体节电率不可能高，也使设备的寿命受到一定影响。路灯节电器要求设备在白天自动进入休眠状态，开灯时设备自动识别开灯电流，并自动在开灯完成、充分预热灯具后，进入节能状态。这样既避免空载损耗，又极大地延长设备使用寿命。
5、路灯电流特性问题。路灯照明配电中，有一个特别的现象，钠灯为高强度气体放电灯，在点灯初期，灯管内首先是极不稳定的弧光放电，灯管温度较低，导电离子浓度高，内阻小，电流大。如果不能快速进入正常的弧光放电，对灯管损伤
较大。随着灯温上升，电弧稳定，灯管内压力增大，导电离子稀释，灯具内阻变大，灯具电流下降。这个过程大约需要5－10分钟。因此，节电设备在开机时应为接触器旁路状态，达到设定的预热时间后，设备才可接管工作，以安全避开峰值电流，进入节电状态。并且，节电设备可参考较小的稳定电流进行选型，节约初始投资。
三、路灯节能改造效益分析
目前市区开放大道、黄海路、青年路试行安装的17台路灯节电设备，全部采用BOT方式，节电设备由生产厂家直接投资，负责产品的设计、生产、安装、调试和技术支持。生产厂家通过项目改造后规定期限内实际节省电费回收投资。规定收益期满后，生产厂家将所有节电设备完好地移交给委托方。
为规范市区路灯节能设备节电指标测试流程，确保数据的准确性、时效性和客观公正性，方便节能效益结算，我处专门制订了《盐城市区路灯节能装置节电指标现场测试办法》，明确节电率、电压降、电流降、照度降等主要指标的现场测试要求和测试方法，实行每月测试一次，每次测试共三天时间。具体测试方式为：第一天当晚开灯前测试记录原始数据，并将节能装置打到旁路（非节电）状态；第二天当晚开灯前测试记录旁路状态运行数据，并将节能装置打到节电状态；第三天当晚开灯前测试记录节电状态运行数据。所有测试数据须经甲乙双方签字确认。各项数据测试完毕后，分别计算相关指标值。对符合要求的相关指标按规定方法计算实际节电效益。
根据现场测试数据，201*年一季度17台节电设备共计节约电费6.91万元，其中开放大道节电1.53万元、黄海路节电2.09万元、青年路节电3.29万元。预计全年可节约电费28万元。为进一步扩大节能效益，我处今年准备在市区主要道路和重点地段逐步择优推广这一节电措施，年内计划新装路灯节电设备20台，预计可节约电费32万元左右。两批节电设备每年共可节约电费60万元左右。
今后几年，市区应分期分批逐步对现有路灯亮化设施全面实施节能技术改造，到时每年节约电费可望高达200多万元，且节能设备投资回收期一般在35年之间，符合《江苏省城市照明节能技术指南》的规定要求。可以预见，随着智能化节能产品在城市照明建设领域的广泛推广使用，其意义十分重大，影响必将深远。
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浅议城市照明节能工作中的误区
付荣伟1张镇强2
1．北京师范大学（100002）2．珠海麦尼电控技术有限公司（519008）摘要：城市照明节能工作不能急功近利，必须在满足城市照明各项功能需要的基础上，来提高城市照明系统的能效，降低系统的功耗，节约能
源，减少污染，达到节能和环保的目的。本文主要针对在发展过程中的误导或错误，不管是有意或无意，都必须及时加以纠正和引导，
我们将不断收集来自城市照明行业的同行们的建议，及时补充和更新信息，希望大家关注。
关键词：变功率节能变功率镇流器
由于照明节能是新生事物，在照明节能方面，出于对照明灯具的不了解，对照明理念的创新需要时间，对控制以及电力电源产品技术需要完善，因此，在照明节能事业中，难免出现一些误导，甚至是错误的观点观念，也是正常的。一、照明节能的“慢斜坡软启动”危害
我们知道，电机启动时，电网电源频率50HZ，而此时电机从静态开始，电机转速频率为0，因此瞬间形成频率短路，启动电流高达额定电流的3－8倍,持续时间直达电机正常运转(最长达10秒以上)，对配电线路、设备和电网都造成危害。因此需要电机软启动、变频启动和星三角启动，减少电网冲击。HID灯启动，由于补偿电容的原因，合闸瞬间（2毫秒，0.002秒），有很大启动尖峰电流，和电机启动不一样的是，这种尖峰电流不会因为降低电压启动而减小许多，因为这是电容电压突变引起的电容充电电流。如果没有补偿电容，这种启动电流也就不存在，如果补偿电容存在，降到100V启动也会有这种短路瞬间电流存在。
应该说，HID灯存在启动电流，但不是象电机那样额定值的许多倍，只是1.2-1.3倍，而且这种电流是与灯温度相关，必须10分钟以上加热到稳定温度，电流才会下降。另外，我们知道，电感式日光灯，每开关灯一次，会降低许多寿命，因此如果短时间关灯离开，还不如不关灯，原因是开灯时多次高压辉光点火，严重损伤灯的阴极，特别是电网电压低，频繁多次不断启动，大大缩短灯的寿命。开灯前期的辉光过渡阶段，影响灯的寿命，充分点燃后稳定的弧光放电，不影响灯的寿命，因此HID灯要在足够电压下充分预热20分钟，然后将电压缓慢降低，稳定电弧，降低灯管温度，延长光源电器的寿命。
HID路灯，同样采用电感高压点火启动，如果采用“慢斜坡降压软启动”，每天启动点火将增加到100多次或更多(如果电压不足，每秒将重复点火50次)，如果开灯电压足够，点火1－2次就能启动。因此“慢斜坡软启动”将严重影响光源电器的正常运行。
有些公司还将“启动大电流”导致能量浪费作为宣传，这时无任何科学道理的。希望有些节能公司本着科学角度，认真考虑这个问题，不要炒作这些概念，误导照明节能技术。二、HID灯预热问题
我们的经销商告诉我们，希望去除预热时间，或将预热时间调到1分钟，理由是，哪怕半分钟的节能，都将影响到节电率，而路灯部门是不会听你讲什么预热的好处问题的。
的确，有些路灯部门以前也没有预热的概念，另外，上级领导说了看节电率，他们也管不了，而领导也是不懂这些的呀。所以节电设备供应的双方或多方，都被“强制”不需要预热时间，一心追求节电率。
我们知道，HID灯的启动分2个过程，点火时不稳定的“辉光”放电和10分钟后的“弧光”放电，“辉光”放电严重影响灯的寿命，因此希望时间越短越好。为减少“辉光”放电时间，点灯后必须维持足够长时间的额定预热电压。从外部看，如果灯电流开始下降到稳定运行电流，则开始结束“辉光放电”，从温度看，如果灯管温度达到稳定温度，则开始结束“辉光放电”，为使“辉光”尽快结束，必须维持比较高的电压，发出更多的热快速加热灯管。
有些公司把充分预热说成是如“煲汤”，需要“急火”烧开，然后“文火”长时间炖，可节省能量，这种比喻也不妥帖。
这也说明“慢斜坡软启动”对灯的危害，和预热不足对灯的危害。另外，分钟的预热，对节电率影响不大，对延长光源电器的寿命确至关重要。三、照明线路末端电压
在以往不节能的时代，路灯设计需要考虑末端电压，其电压值要保证灯的额定电压下限以上（220V－10％＝198V）。城市道路照明专业委员会《“十一五”城市绿色照明工程规划纲要实施细则》中，第四十条“在电网电压不稳定的地方可采用稳压或降压装置，但照明线路末端电压不应小于198伏。这是保障灯能点燃的必须条件”。
但同样，照明节能是新事物，需要客观分析对待，而建设部在制定细则时，也不知道有无级连续调压的照明节能产品。这种规定是根据固定降压节电器提出来的，即开灯就降压，需要保障末端电压在198V以上，否则新灯都有可能点不着。
在实际运行过程中开灯时总是全电压预热20分钟，在灯温、电弧、电流稳定后精密连续调压，在需要时将电压调到钠灯130V，金卤灯150V，不管是节电率还是延长灯具寿命，都是非常满意的。
另外，灯充分点燃后逐步降压节能，随着导线电流的减小，末端压降由不节能时的20V，变得可能只有5V，因此在采用智能电感产品时，前端电压降低明显，末端电压降低反而不明显。
但需要说明的是：“开灯预热电压必须在198V以上”，进入节能后电压可以在198V以下。四、一味追求节电率
如果一味追求节电率，那么，关灯是最好的节能。城市道路照明的基本功能是：1、满足人们文化生活需要，满足城市文明、社会繁荣以及促进经济和消费，2、保障社会治安，3、保障交通安全。
节能同时需要保障照明的基本功能，即：“不影响正常照明同时，极大限度地节约能源，延长光源电器使用寿命”。
遗憾的是，包括政府、路灯部门和经销商，都一味追求节电率，有的在招标中，单纯将节电率看成主要指标（不考虑照度情景需求），这样招标的结果是，事后工程完工，市民投诉，公安局投诉，在这种情况下，设备逼迫旁路运行。如果没有“按时段情景节能功能”，只是一味追求节电率，只需将高压变压器调低一挡，或将灯功率换小，或摘除一部分灯。
简单的只讲节电率高，将使城市/商业综合经营成本上升，因为这将使犯罪率上升，交通事故增加，消费下降，税收减少，商场营业额下滑，工厂次品率上升以及生产效率下降。
五、突变/闪断调压对光源电器的影响
对商场的电子镇流器节能灯，由于有滤波电容，电压闪断和突变，影响不明显，对电路的冲击依然存在。如果电脑以及IT设备，如收银机，POS机，接入照明网，将引起设备死机，硬盘损坏等情况发生。
在路灯上，目前大部分是HID金卤灯、钠灯，电流的切断不仅使设备拉弧损坏，光源熄灭，再次点火，严重缩短寿命。钠灯在不切断电流时电压突变5V以上将引起电弧漂移而熄灭，金卤灯在3V突变时电弧不稳熄灭。
因此，早期的电磁换档已经产生了严重的不良后果。在经济条件比较好的江浙，大面积上的电磁节能产品逼迫拆除，江西某南部城市也出现类似现象，城市道路照明专业委员会对路灯照明节能，持非常慎重态度，并在201*年6月颁发的“十一五”规划纲要实施细则中，第四十一条规定：在调压时严禁出现瞬间灭灯现象。
为了解决闪断突变，目前国内有几个节能公司，推出“进口”碳刷的自藕调压器，面对大电流和感性负载，以及灰尘潮湿，产品安全受到质疑和挑战。六、电磁固定降压节能的危害
传统电磁调压节电器一般分为：⑴三相统一调零换档，⑵三相独立调零换档，⑶三相独立补偿换档，⑷碳刷自偶变压器调节补偿调压，这些产品都有调压功能，但由于电磁换档或碳刷闪断冲击，灯熄灭，设备冲击，电网浪涌，因此实际使用时都在固定调压位置。
①固定降压节电器，节电不节钱，光源电器寿命缩短，换灯成本和工程费高，固定降压节能产品，如果固定降5V，节电率太低，固定降10V，节电率也不高，如果开灯就降20V，开灯时线路末端灯亮不起来。
②开灯就降压，影响交通、社会治安、城市繁荣：傍晚需要高亮度照明时，灯光昏暗，交通事故增加，犯罪率上升，同时影响城市形象和居民生活，群众和公安投诉严重。③无法按需照明，浪费严重：上半夜电网负荷重，需要照明时灯光暗，下半夜电压高，不需要照明时，灯光反而更亮。
④不符合环保和可持续发展：耗用大量高能耗且稀有铜材和矽钢，被盗和破坏严重，同时大量使用，将导致更大的环境污染和能源浪费。七、碳刷调节补偿调压、以及SCR数控补偿调压面临的挑战
路灯节能固定降压目前已经表现出许多不能接受的弊端，因此有些节能企业将碳刷补偿无级调压用于照明节能，用伺服电机带动链式碳刷，实现调压稳压，专家对其可靠性存在质疑，以至于厂家在注意事项中也作描述：“每月至少维护一次，用极细砂纸打磨铜柱表面如新，密切注意，如有异味或冒烟，立即切断电源，并通知厂家”。我们想，每个路灯配电柜派一个人值班，是不现实的。可控硅代替接触器，实现无触点补偿调压，这种技术称为“数控式调压”，在通讯和电台等IT行业有应用（后端整流桥电路，无电流滞后），但在路灯方面，由于负载为感性，电流电压相位复杂，容易换相失败，需要大功率电阻吸收短路电流，电阻功耗大，设计困难，功率难做大，档位调节还存在电压突变现象。八、“以人为本”节能和“情景照明”节能的重要性
对不同场合，制定出相应“以人为本”，“按需调亮”，“情景控制”的节能模式，节能技术要保证实现的可行性，这样，才能消除照明节能的负面影响或使影响极小化。
既然照明是以人的感受为目的，根据生物效应，傍晚人眼瞳孔还没张开，所以需要高亮照明，城市道路照明是城市文明的象征，人多的晚上和节假日，道路上就需要保证照度，才能保证确保交通安全和社会治安。路灯隔盏亮和半夜灯，将导致40多米杆距之间产生阴影，难以保障交通安全和社会治安，是得不偿失的节能方法。面对照明节能的新挑战，有许多自身的客观规律，而这些规律可能我们一时还难以理解，但却是科学的。
总之，照明节能大有可为，我们的节能人和用户，可以想出许多好的节能控制模式，能保障照明，又能极大限度地节能。九、关于照明节能中的“照度损失问题”
采用降压调光节能的技术中，节能是以降低照明输出功率为代价的，因此照度必然会有损失。恰恰是由于照明节能牺牲（节约）有功功率，照明节能才是科学并且是可行的。
照明是与人感受相关的概念，一味机械地强调“不能降低照度为代价来节能”是没有实际意义的，也是不科学的，需要将人眼的生物效应，心理效应，实际工况对照明分时段的需求等结合起来考虑。每当深夜车少人稀时，采用变功率镇流器（如400W降至250W）实施节电措施我认为是完全有必要的，城市道路照明设计标准规定的维持值，也是根据道路等级和车流量大小来决定的，下半夜车辆行人较少的情况下，降低一级照明标准既节约了电能，又不影响行车安全。十、路灯节能招标书中的各种丑陋评分标准及对策
国家倡导照明节能，实际上，照明节能不可能是纯技术问题，一般是以工程形式出现，在道路照明节能产品的招投标中曾出现许多丑陋的现象，包括操纵“标书”、围标、“暗箱操作”等问题，随着招投标市场制度的规范，会逐步走向正规。但作为节能技术服务公司，或甲方，总还是希望采用尽可能好的技术和产品。因此，作为节能产品经销商或产品制造方，市场还是公平的，找准自己的定位，潜心做好自己的工作，总会有丰厚的回报的。
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