一种智能照明中节能率的计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及智能照明领域，具体涉及一种智能照明中节能率的计算方法。
【背景技术】
[0002] 目前，一般规模城市的路灯设施总数量大都在数十万以上，其中照明路灯及其灯 盏也数以万计，虽然当前路灯设施及其管控系统较过去有较大的改进，但城市路灯照明还 存在浪费电能的现象，减少路灯照明每年浪费的大量电能，在提高电能利用效率方面还存 在着较大的余地。现有的路灯照明设施及其管控系统在节能方面还存在以下问题：
[0003] 1.道路路灯不能根据实际情况进行自适应控制，城市道路路灯多数是人工控制或 管控系统统一时间控制，在深夜道路上行人、车辆较少时，路灯光照度依旧，其无法根据实 际情况进行自适应调整，不能达到行人、车辆较多时进行充分照明，行人、车辆较少时降低 光照度进行基本照明，无行人、车辆时路灯熄灭不进行照明，另外随着黎明的到来，路灯整 体光照度逐渐降低直至熄灭。
[0004] 2.节能率算法粒度较粗，算法结果和实际出入较大。城市道路路灯在人工控制或 管控系统统一时间控制方式下，进行节能计算时粒度较粗，不能细化到每一个路灯的亮灭、 光照度强度、光照度时间，也就存在算法不精确甚至不准确的现象；在路灯有智能节电模式 时，只能取到节电后的实际用电量，无法获取节电前的用电量，节电前用电量只能用计算 的方式得到的理论用电量；实际中，路灯电缆线路上还挂接着多种非路灯的用电设备，如： 广告牌、公交站牌、路口信号灯等设备，这些非路灯额外负载会导致实际RTU或控制箱级别 路灯用电量的测量不准确，也就是测量到的RTU或控制箱级别实际用电量还包含了这些额 外负载的用电量，这些额外负载的用电量往往很大，会严重影响节电量及节能率的计算数 值。
[0005] 3.传统获取理论用电量的方式存在误差较大，方式有用电表测量整晚全亮时的用 电量作为理论用电量的，但是该方式存在缺陷因素，如：灯具发生损坏、线路故障造成多个 灯不亮、路灯线路上额外负载的变化、不同季节每天的亮灯时长不同等，这些因素会导致每 天的理论用电量有较大误差。对于没有进行单灯控制器的路灯，也作为理论用电量的一部 分参与计算，导致计算不精确，降低了节能率；为了精确计算，未进行单灯控制的路灯，不应 当参与节点率的计算。
【发明内容】
[0006] 为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种智能照明中节能率的计算方法， 在计算时包括开关灯、调光、降功率等情况；也适用于同一路灯控制箱下，完全或部分安装 单灯控制的路灯节点率计算。本算法利用路灯硬件设施、城市路灯管控系统，最终实现路灯 的智能方案控制、自适应控制。
[0007] 为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
[0008] -种智能照明中节能率的计算方法，包括以下步骤：
[0009] 步骤一：监控中心根据整个城市的整体开灯、关灯时间表及单灯每天开关灯时间 表下发控制命令至城市路灯智能化控制箱；
[0010] 步骤二：智能化路灯照明设备接收其所属城市路灯智能化控制箱发送的指令，并 执行指令控制灯具的亮灭状态或灯具的供电电压，同时，智能化路灯照明设备实时上传数 据至城市路灯智能化控制箱；
[0011] 步骤三：城市路灯智能化控制箱接收路灯设备实时传递的数据，并传递给监控中 心，监控中心接收城市路灯智能化控制箱传递的路灯设备运行数据，根据实时传递的数据 确定现场的灯源的照度和行人、车辆的疏密程度进行智能调节，并将调整后的控制命令下 发给城市路灯智能化控制箱并返回步骤一；
[0012] 步骤四：监控中心根据运行数据进行节能率的计算：监控中心根据理论亮灯数、 理论亮灯时长、单灯巡测记录计算出实际能耗，即当天关灯后采集电度量与昨天关灯后采 集电度量的差值，根据节电灯数、节电亮灯时长、单灯巡测记录计算获得所有灭灯灯具节电 量的和及所有光照度降低灯具节电量的和，该两者和累加计算出实际节电量，实际能耗与 实际节电量的和为理论能耗，节能率等于实际节电量除以理论能耗，即实际用电量加上实 际节电量之和。
[0013] 进一步的，整个城市的整体开灯、关灯时间表的获取方式为：监控中心根据天文、 地球参数和城市地理数据计算查询出该城市的日出日落时间，并根据该城市每天的日出日 落时间和设定的阈值，制定整个城市每天的整体开灯、关灯时间表。
[0014] 其中，设定的阈值，例如日落前10分钟、日出后10分钟；整个城市每天的整体开 灯、关灯时间表包含开灯时间、关灯时间等信息。
[0015] 进一步的，单灯每天开关灯时间表的获取方式为：监控中心根据整个城市每天的 整体开灯、关灯时间表结合单灯节能方案制定更进一步精细化到单灯级别的单灯每天开关 灯时间表。
[0016] 其中，单灯节能方案，例如每天23:00-次日2:00道路灯杆隔一亮一、2:00-5:00 隔二亮一、主亮辅灭等；单灯每天开关灯时间表，其中包含有所属控制箱信息、单灯控制器 信息、开灯时间、关灯时间等信息。
[0017] 进一步的，智能化路灯照明设备能够实现接收指令、执行指令及上传数据；整个智 能化路灯照明设备包括灯具、灯杆及单灯控制器，还包括红外传感器、声音传感器及光敏传 感器。
[0018] 进一步的，智能化路灯照明设备中红外传感器、声音传感器、光敏传感器分别采集 现场实时的红外数据、声音数据、光敏数据传递给单灯控制器，单灯控制器在执行监控中心 下发的命令的同时根据传来的传感器数据调整灯具的光照强度，根据传回的现场光照度数 据、声控数据确定行人、车辆的疏密程度来调节光照度强度达到自适应的目的。
[0019] 进一步的，监控中心根据单灯时间表在数据库中查询获得理论亮灯数、节电亮灯 数，监控中心根据整个城市的整体开灯、关灯时间表计算获得理论亮灯时长，根据单灯时间 表及整个城市的整体开灯、关灯时间表计算获得节电亮灯时长。
[0020] 进一步的，单灯节能方案包括道路灯杆隔一壳一、隔^壳一、主壳辅灭及午夜之后 随着太阳光照度值越来越大亮着的灯具逐渐降低光照度。
[0021] 进一步的，监控中心接收智能化控制箱传递的路灯设备运行数据，将设备实时运 行数据和理论状态数据进行比对分析统计，对于实时运行数据和理论状态数据不符的设备 重新下发或调整方案指令，对于实时运行数据和理论状态数据相符的设备结合城市照明的 实际效果进行调整智能节能方案指令，并将调整后的智能节能方案指令下发给路灯控制 箱。
[0022] 本发明的有益效果：
[0023] 本发明实现了对城市路灯的智能化节能控制，并且灯杆根据现场实际情况进行自 适应控制，做到了保证道路车辆、行人较多能进行正常照明，道路车辆、行人较少时也能正 常照明的效果，无道路车辆和行人时，进行基本照明或减少不必要路灯的开启。本发明与一 刀切的照明管理模式相比，本发明更具有智能化、技能率高的特点，适应节能减排的趋势发 展。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明的一个实施例的智能照明中节能率算法的数据流程图；
[0025] 图2为本发明的一个实施例的智能照明中节能率算法的数据处理流程图。
【具体实施方式】：
[0026] 下面结合附图对本发明进行详细说明：
[0027] 1、路灯硬件设施
[0028] 本发明采用功能齐全的路灯硬件设施，每个路灯除了有传统的路灯控制箱、灯杆、 灯具、单灯控制器外，要求灯具具有可调光功能，还装备有红外线传感器、声音传感器、光敏 传感器。根据地理位置，路灯控制中心可计算日出日落时间，从而制定整年的开关灯方案， 并下发至路灯控制箱，路灯控制箱可以接收并存储整年的开关灯控制方案，路灯控制箱会 根据时钟运行情况实时发送开关灯指令到单灯控制器，单灯控制器可以接收路灯控制箱的 指令控制灯杆上的灯具进行开关灯控制。路灯监管人员根据城市实际情况并结合全年开灯 方案制定并完善出开关灯节能方案，如夜深时路灯隔一壳一、隔^?壳一、主干道壳辅道灭等 符合实际情况的照明方案，并由路灯控制中心下发至路灯控制箱，最后到单灯控制器进行 执行。红外线传感器、声音传感器、光敏传感器均和灯杆倶为一体，其向单灯控制器实时传 输红外数据、声音数据、光敏数据信息，单灯控制器根据实时获得数据进行判断，并调整灯 杆上灯具的光照度。
[0029] 2、节能率算法
[0030] 本发明中路灯控制精细化到每个路灯灯杆的灯具的不同时间段的不同光照度上， 精细化程度较高、粒度较细，在节能率算法方面也精细化到相应的程度，具体描述如下：
[0031] >实际能耗=当天关灯后采集电度量-昨天关灯后采集电度量
[0032] 灸节电量=所有灭灯灯具节电量的和+所有光照度降低灯具节电量的和，
[0033] 其中每个灭灯灯具的节电量=灯具实际功率*灯具灭灯时长*1. 06,每个光照度 降低灯具的节电量=(灯具的实际功率-调光后的平均功率）*方案调光时长*1. 06
[0034] >理论能耗=实际能耗+节电量
[0035] >节能率=节电量/理论能耗
[0036] 其中：
[0037] 灯具实际功率是由未执行单灯方案时采集到的电流、电压、功率因数计算得到，如 果在全亮时段内有多次巡测，则取这些巡测记录的平均值作为实际功率（刚开灯20分钟内 的巡测记录不参与计算，且20分钟可配置）
[0038] 为每个灯具预先设定一个功率值，如果在执行方案前无法采集到电流、电压、功率 因数并计算出实际功率值，则由预先设定的功率值替代；
[0039] 凌晨3点方案应该已稳定运行，取距这个时间点最近一次巡测数据作为判断依 据，由这些巡测数据可判断出哪些灯具灭灯；
[0040] 对于不在线的或者因为灯具损坏造成灭灯的灯具，不计入节电量；
[0041] 对于调光方式节能的，取执行调光方案20分钟（可配置）后的所有单灯巡测记 录，根据电压、电流、功率因数计算出调光后的平均功率，用全亮方案时取得的平均功率减 去调光后的功率即为因调光降低的功率值，该值乘以方案调光时长再乘以线损系数（1. 06) 即为每个光照度降低灯具的节电量，计算出所有的光照度降低灯具的节电量然后累加即为 所有光照度降低灯具节电量。
[0042] 在计算灯具能耗时