[实用新型]一种基于软切换多挡调压的单灯节能控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及单灯控制技术，具体涉及一种基于软切换多挡调压的单灯节能控制系统。

背景技术

随着社会城市化进程的发展，照明路灯的数量不断上升，其用电量随之增加。如何合理地使用道路照明日益受到人们的关注。路灯照明是为道路上行走的行人和行驶的车辆提供亮度，在后半夜，由于道路交通流量大量减少，照度的需求降低，而该时段又是用电的低谷期，供电电压比其他时段都有较大幅度的上升，导致电能消耗增加和灯具寿命的降低。因此固定结构的照明供电方式存在着大量的电能浪费，节电降耗逐渐被重视。

目前的单灯节能技术发展较快，已经有了不同的节能方式，但是目前的单灯节能技术存在如下不足：

1、单灯开关节能方式

初期的单灯节能方式均采用开关方式节能，通过“人行道灯关闭”、“隔一亮一”、“隔二亮一”等开关灯的不同组合，实现一定程度的节能效果。但是这类开关控制方式无法对灯具的供电电压进行调节，并且导致道路照度均匀度降低，光斑现象明显，以及在社会治安和交通安全等方面存在的缺点。

2、可控硅斩波等无级调压的方式

可控硅及功率MOS管等节能技术的应用，可以实现灯具供电电压的无级调节，从而实现很好的节能效果。但是这类节能控制方式的可控硅和功率MOS管均发热比较严重，从而导致控制器本身的功耗较高，光电转换的效率降低，一定程度上增加了电能的浪费。并且存在电子功率器件已损坏、稳定性差、电网谐波剧增等缺点，实际应用效果较差。

3、普通自耦降压的节能方式

目前也有部分厂家将自耦变压器降压方式应用于单灯节能控制，取得了较好的效果。但是不同的挡位切换时均采用硬切换，直接从一个挡位跳变到另一个挡位，切换的瞬间会造成电压的跌落，熄灯的现象比较突出。并且缺乏对变压器运行状态的监测，因自耦变压器过载出现发热烧毁设备的现象时有发生，存在一定的安全隐患。

实用新型内容

为解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了一种基于软切换多挡调压的单灯节能控制系统及控制方法，能够采集路灯的电压、电流、功率因数、有功功率、有功电度等运行数据，并对灯具的运行异常进行分析和报警，通过电力载波通信与智能集中器联网，由智能集中器将路灯的运行数据和报警信息上传至主站服务器。同时接收智能集中器的节能控制指令，采用自耦变压器多抽头设计和软切换技术，可以根据节能需要进行开关灯和五挡平稳调压，调压范围为160V-220V，在保证亮灯的情况下可以实现最高50％的路灯节能。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

一种基于软切换多挡调压的单灯节能控制系统，包括微处理器，所述微处理器与自耦降压模块通信，微处理器还通过电力载波通信模块与智能集中器通信，微处理器采集路灯的运行数据并传输至智能集中器，由智能集中器上传至主站服务器，微处理器对自耦降压模块中自耦变压器的运行状态进行检测，微处理器接受智能集中器的控制指令对自耦变压器进行软切换实现开关灯控制和多挡平稳调压控制。

进一步的，所述微处理器还分别与电能计量模块、数据存储模块及实时时钟模块通信，微处理器由电源模块进行供电。

进一步的，所述电能计量模块采用高精度电能计量芯片及高精度传感器，能够根据路灯的电压、电流、功率因数、有功功率及有功电度，实现对灯具的运行提供全面的运行监控。

进一步的，所述电源模块包括宽电压AC/DC模块及与其相连的过压保护电路、电源滤波电路及线性稳压电路。

进一步的，所述电力载波通信模块利用已有的电力线作为通信信道，采用电力线数字扩频技术或正交频分多路复用技术实现数据传输，实现与智能集中器及其他单灯节能控制系统的通信与组网。

进一步的，所述自耦降压模块包含自耦降压变压器及其检测电路，如图1所示，自耦降压变压器的输入端接市电电源，输出端串联挡位切换单元后与需要调压的负载灯具相连，实现160V-220V电压的调整。同时，检测电路对自耦降压变压器的温升、输出电压、输出电流、输出功率进行实时检测，对过热、过流的运行异常及时进行报警。

进一步的，微处理器对自耦变压器进行软切换实现开关灯控制和多挡平稳调压控制，在切换过程中，电压输出与原挡位和新挡位都保持电气连接，只有当输出线路与新的挡位建立稳定连接后，才断开与原挡位的连接。