摘要：當前，電廠主廠房的照明規模較大，而且具有許多回路，增加了電廠照明負荷，導致照明過程中的能源消耗較高。對此，電廠需要合理設計智能照明系統，運用智能技術提高電廠照明的運行管理水平，降低能源消耗。文章首先分析了電廠主廠房智能照明系統的特點，介紹了電廠主廠房智能照明系統的應用優勢；然后結合設計要求和電廠主廠房智能照明系統的功能，提出具體的設計策略，希望能夠為相關人員提供參考。

      關鍵詞：電廠照明；智能化；智能照明系統；系統設計

0、引言

      隨著我國經濟的快速發展，能源短缺問題嚴重，這也對我國經濟發展的持續性產生了影響。能源是國民經濟發展的重要支柱，是人們生活質量提高的重要物質基礎，現階段的能源短缺問題已對相關企業的發展造成了嚴重阻礙，因此需要落實節能減排工作。

      在現代建筑行業的發展過程中，智能技術的應用涉及消防系統、空調系統、安全防范系統及通信系統。但長時間以來，智能照明系統的應用還不夠廣泛，許多建筑物仍采用傳統的照明控制方式，一些智能大廈雖然安裝了樓宇自控系統，可以對照明過程進行監控，但其功能往往局限于區域照明及定時開關。運用智能照明系統，可以加強建筑照明，實現照明控制的智能化，提高照明系統的運行和管理水平。因此，在電廠照明的智能化發展過程中，需要合理地設計智能照明系統，并確保與電廠實際情況相符，以此實現照明系統的智能化運行和控制目標。

1、智能照明系統概述

      智能照明系統主要采取分布式無線遙控、遙測及遙感等方式傳輸無線通信數據，也可以應用擴頻電力網載波通信技術，在智能化處理信息的前提下，合理調節燈光，可以實現燈具的軟啟動、定時控制和場景設置，具有較強的智能性。當存在多個基本場景時，智能照明系統可以按照程序設定的先后順序自動切換場景，并調整照度。還可結合用戶需求，預先設定各場景模塊。用戶可以利用系統的控制面板，通過簡單操作調取所需場景。為了滿足用戶的特定需求，需要通過可編程面板實時調節場景。

      智能照明系統還可以通過調節裝置采集天然光，并聯動室內燈光系統。當天氣出現變化時，系統可以自動調節，確保室內照度適宜。在設計地下建筑物的智能照明系統時，設計人員需要預先設置標準亮度，為了保證亮度恒定，需要在降低燈具照明效率和墻面反射率衰減，避免對亮度產生影響。

      運用智能照明系統，可以實現節能目標、降低用戶電費、緩解供電壓力。根據相關統計，在電廠應用智能照明系統后，用電量可節約20% ～ 40%。

2、電廠主廠房智能照明系統的應用優勢

2.1 照明控制智能化

      采用智能照明系統，能夠自動地進行照明管理，如自動調整照度，滿足具體的工作需求。具體來說，智能照明系統在運行過程中需要根據事先設定的基本狀態開展各項工作，并結合預先設定的時間對這些狀態進行自動切換。例如，在白天工作結束后，系統可自動切換到晚上的工作狀態，自動調暗電場各區域的燈光，同時還能夠利用系統的移動探測功能自動關閉無人區域的燈，并合理調整有人區域的燈光亮度。

      智能照明系統還可結合編程對各區域光照度進行調整，確保能夠滿足各場合的要求。例如，對于靠近窗戶等具有良好自然采光的場所，系統可利用自然光照明，并調節照度到適合的水平。一旦天氣出現變化，系統可以對照度進行自動調節，實現電廠照明的智能化控制。

2.2 頻閃問題改善

      傳統照明系統中使用的日光燈往往配有傳統的鎮流器，會按照一定頻率閃動，這種頻閃現象容易導致工作人員出現眼睛疲勞以及頭腦發脹的情況，進而導致人員的工作效率下降。

      運用智能照明系統，可以調節電子鎮流器，使其維持在較高頻率，這樣不僅能夠解決頻閃問題，而且可以避免亮度不穩定等情況，改善電廠相關人員的工作環境，進一步提升工作效率。

2.3 節能效果可觀

      智能照明系統中應用了電力電子技術，可以智能調節多數燈具，包括日光燈及白熾燈等。當室外光較強時，可以自動調暗室內照度，反之，可以自動調亮室內照度，確保室內照度能夠維持恒定，并充分利用自然光，實現節能目標。此外，利用智能照明系統可以設置照明工作狀態，通過智能化的管理方式，可以降低照明過程的能源消耗。

2.4 管理水平提高

      在電廠安裝智能照明系統，可以將傳統的人工開關照明形式轉換為智能化管理形式。這樣一來，可在照明控制中加入管理者的管理意識，還能夠減少建筑的運行維護費用。

3、電廠主廠房智能照明系統的設計要求

      傳統的電廠主廠房照明需要由相關運行人員開展現場操作，在早晨關燈，在夜晚開燈，運行或者巡視人員在現場發現故障燈具后，需要及時通知檢修人員開展維修工作，從而排除故障。如今，電廠需要開展節能減排工作，采用智能照明系統，利用節能燈具合理設計智能照明系統時，需要做到分層、分區域及分級控制，以此實現中央集中監控及現場手動控制的目標，確保統一節能與調度，從而減少排放，延長燈具的換周期，加強對照明系統的智能化管理。

      電廠主廠房按照區域可以分為汽機房、鍋爐房、設備間控制室及集控樓等。其中，汽機房可以分為煤倉層、運轉層及除氧層等；鍋爐房采用鋼架結構時，其層數較多。據此，照明箱可以分為汽機房照明箱及鍋爐房照明箱，在設置照明箱時，汽機房照明箱應采用嵌入式方式安裝，而鍋爐房照明箱應采用室外壁掛式方式。在配置照明箱負荷時，需要合理優化接線設置，并結合照明箱的控制回路數和負荷計算各個回路所連接的燈具數量及負荷，得到照明箱的開關總負荷數值。

（1）功能區域不同，在照明燈具選型方面也存在一定差異，需要結合汽機房及鍋爐房等的面積、層間距離、照度要求等合理設計三防燈，主要選用較小功率的熒光燈。

（2）在控制室需要單獨設置智能照明系統的監控畫面或者監控觸摸屏，并通過輔網和計算機監控全廠照明系統。此外，在傳統照明箱的電氣回路中加入EIB 開關模塊，通過一條總線連接照明箱控制器及設備間智能開關，可以進一步提升智能照明系統的應用效果。

（3）在電廠主廠房智能照明系統中，一般需要在照明箱中設計三相空氣開關，同時還需要搭配各回路的單相開關。對于鍋爐房、汽機房中的照明燈，需要利用照明箱中的分路開關實現就地控制，控制開關不可單獨設計；針對控制室及設備間的燈，需要設計照明箱的分路開關，可以將控制開關分別設置在室內門口兩邊。

4、電廠主廠房智能照明系統的功能

4.1 集中控制與多點操作

      通過終端可以控制不同地方的燈具，還可以通過不同地方的終端控制同一燈具。

4.2 軟啟動

      為防止突然的亮度變化給人眼造成刺激，可以為人眼提供緩沖，保護人們的眼睛，需要應用軟啟動功能。在開燈過程中，燈光會由暗逐漸變亮；在關燈過程中，燈光會由亮逐漸變暗。此外，軟啟動還可以避免大電流、高溫突變對燈絲造成沖擊，使燈泡得到有效保護，從而延長燈泡的使用壽命。

4.3 燈光明暗調節

      通過合理調節燈光亮度，可以創造舒服、健康的環境，柔和的光線對人員的工作開展也具有積極作用。運用智能照明系統，可以通過簡單的操作調整光的亮暗，確保電廠照明具有適合的亮度。

4.4 全開全關

      智能照明系統中的燈具可以一鍵全開和全關，可以簡化電廠燈具的開關過程，方便人員對智能照明系統進行操作。

4.5 場景設置

      針對固定模式的場景，不需要逐一開關燈，調光也簡單，只需要進行相應的編程，便可通過相應的按鍵控制燈組。

5、電廠智能化智能照明系統的具體設計

5.1 控制系統設計

      智能照明系統主要采用分布式結構，并運用無線通信方式和電力載波方式通信。其通信系統組成包括電力線載波中繼、嵌入式控制器、計算機及前端。其中，前端中包括調光控制器、主控制器、遙控器及電力線載波中繼等。

      主控制器可以控制多個單元的控制器，也可以自主控制各個單元的調光控制器。主控制器可以結合無線發射模塊控制各個單元的調光控制器，通過主控制器可以科學設定各單元調光控制器的情景模式與照度，并記錄與顯示設定值。與此同時，各個單元的調光控制器可以利用光敏元件感知照度，控制燈具照度或者亮度。主控制器控制及調光控制器的運行過程中，可以通過無線方式實現數據交換，并利用電力線載波中繼提供輔助。

      遙控器的控制方式十分靈活，不僅能夠遙控主控制器，而且可以直接控制單元調光控制器。單元控制器和主控制器均具有遙控器學習功能，用戶可以結合自身需求，設定遙控器各按鍵功能，一些情況下還可以實現一鍵多控。

5.2 電氣節能設計

5.2.1 合理選擇光源

      在電廠主廠房智能照明系統的節能設計中，需要在確保滿足顯色指數、光色及照度等要求的前提下，采用燈具，并運用成組分片的方式對燈具開閉實現自動控制，從而提高智能照明系統的節能效果。在選擇燈具時，需要充分考慮各房間的實際使用特點及要求，保證使用方便，并為節電創造有利條件。在智能照明系統中常用的燈具包括日光燈、白熾燈、水銀燈及霓虹燈等。應用智能照明系統，可以在需要的時間和地點提供充足照明，還可以及時關閉不需要的燈具，起到十分顯著的運行節能效果。采取智能照明系統通常可以節約 20% ～ 40% 的電能，不僅可以減少電廠的電費支出，而且可以緩解供電壓力。

      在電廠廠房內應合理運用自然采光，對于靠近室外的建筑面積，需要開大門窗，采用具有良好透光率的玻璃門窗。同時，可以按照相關標準檢測現場照度，以此為依據調節燈光。

5.2.2 穩定照明電壓

      在設計照明系統時，需要結合各個房間的具體使用要求，做到因地制宜，保證使用方便，以此為節電創造良好條件。電網電壓是造成燈具損壞的主要原因，一旦電壓過高，會縮短燈具的使用壽命，增加電耗。技術人員需要控制電網電壓波動，以此延長燈具壽命。應用智能照明系統，可以控制電網沖擊電壓及浪涌電壓，避免由于電壓過高造成燈具損壞。在系統運行過程中，需要采用軟關斷及啟動等技術，防止燈具開啟過程中電流對燈絲造成熱沖擊，從而延長燈具壽命，通常燈具壽命可以延長到原來的 2 ～ 4 倍，這樣一來可以減少燈具的換工作量，降低智能照明系統的實際運行費用。

      在實際設計中，需要合理設計電壓穩定措施。例如，可以采用照明專用變壓器，其可以在必要情況下自動穩壓。在應用電力負荷的變壓器時，需要避免沖擊性負荷給照明帶來的影響，以此保證照明的穩定性。

6、應用場景

系統功能：

1、開關控制：對通道、走廊、公共區域、樓梯間、會議室按照單個照明回路、區域、樓層等實現對應照明的開關燈控制，監視受控回路的開關狀態。

2、調光控制：滿足區域照度和亮度調節要求，支持在通道、走廊、公共區域、樓梯間、會議室等場所監測照度或亮度，并根據需要自動/手動調節開燈數量和燈光亮度，充分利用自然光源，滿足節約了能源，營造了舒適的生活工作環境。

3、場景控制：支持不同的場景模式控制，根據不同區域的功能需求，設定場景，完成相關照明燈具的控制組合，滿足美化工作環境、提高舒適度需求。

4、照明回路電路監測：實時監視各照明支路/回路的運行電流、開關狀態，并自動分析回路是否有故障狀態并預警。

5、分區、總控：支持運行管理人員實時監視各區域、樓層、樓棟的照明狀態，并根據需要進行分區、分層、分樓棟按需要分區控制、總控制。

6、實時報警：當發生模塊離線、網關設備掉線或者狀態反饋和下發控制命令不一致時會發生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中，提示內容為故障時間、模塊位置、故障說明。

7、歷史記錄查詢：查詢任意時段內的事件記錄，支持“當日”“近7天”“自定義時段”方式查詢歷史事件。

7、現場圖片

8、產品選型

9、結束語

      綜上所述，在電廠照明的智能化發展過程中，需要科學設計智能照明系統，結合智能照明系統與智能技術，以此完善電廠照明的智能化和自動化控制，降低電廠照明能耗。

【參考文獻】

[1]楊思睿,電廠主廠房智能照明系統的設計和應用。

[2]賴揚,大型火電廠智能電能量采集終端的設計和應用[J],光源與照明,2022(2):171-173。

[3]喬治忠,智能選煤廠建設探討[J],工礦自動化,2021,47(S2):87-91。

[4]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版。