電力線通信在路燈照明自動化中的應(yīng)用

引言

路燈照明的形式各種各樣—道路照明、隧道照明、停車場照明和城市照明—是主要的電力消費(fèi)系統(tǒng)。實(shí)際上，室外照明估計(jì)占當(dāng)今全球耗電量的19%左右。對于市政和具有大型設(shè)施的商業(yè)機(jī)構(gòu)，路燈照明占據(jù)了相當(dāng)一部分的運(yùn)營費(fèi)用。路燈照明也是公共安全的關(guān)鍵，確保路燈可靠地點(diǎn)亮并且工作在適合路人及車輛交通的最佳照明度，對于公共安全和經(jīng)營者均至關(guān)重要。由此可見，能耗、工作可靠性及維護(hù)費(fèi)用等方面的任何改善都會為路燈管理部門帶來豐厚回報(bào)。當(dāng)然，能耗的降低也會產(chǎn)生明顯的環(huán)境效益。

電力線通信（PLC）是路燈照明自動化管理的不二之選。PLC有助于降低企業(yè)和市政部門的運(yùn)營費(fèi)用，提高安全性。G3-PLC是基于OFDM的新型PLC系統(tǒng)，針對電網(wǎng)自動化設(shè)備而設(shè)計(jì)，大大擴(kuò)展了電力線通信的范圍、數(shù)據(jù)速率和性能。本文討論基于G3-PLC實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動化的優(yōu)勢，并介紹一套隧道照明方案，可有效降低能耗和維護(hù)費(fèi)用。本文介紹了系統(tǒng)的基本原理，給出了關(guān)鍵的性能參數(shù)并重點(diǎn)介紹了PLC自動化設(shè)計(jì)的收發(fā)器。

PLC系統(tǒng)為環(huán)境及經(jīng)營者帶來利益

G3-PLC提供了一套簡便的路燈網(wǎng)絡(luò)通信方案，雙向通信支持自動化設(shè)計(jì)更高要求：

根據(jù)地理位置、日歷及天氣條件確定打開/關(guān)閉照明系統(tǒng)的準(zhǔn)確時(shí)間

黎明/黃昏和深夜適當(dāng)調(diào)整照明亮度

通過調(diào)光進(jìn)行交通管制

交通監(jiān)測

路燈故障報(bào)警

基于溫度、電流、PF或工作小時(shí)數(shù)通報(bào)路燈維護(hù)時(shí)間

緊急打開/關(guān)閉/控制照明亮度

實(shí)時(shí)監(jiān)測能耗

相對于無線通信系統(tǒng)，PLC具有眾多優(yōu)勢。PLC系統(tǒng)同樣不需要重新鋪設(shè)電纜，而且，PLC通信可以穿過地面、墻壁進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。信道歸經(jīng)營者或電力公司所有，不存在頻帶沖突的風(fēng)險(xiǎn)。PLC不存在視距限制，也不受天氣影響。此外，由于PLC使用電力線通信，能夠檢測到線路故障及其發(fā)生故障的大概位置。

隧道照明：PLC設(shè)計(jì)案例

PLC能夠降低能耗和運(yùn)營費(fèi)用，而且效果顯著，我們以一個(gè)新型PLC系統(tǒng)為例進(jìn)行說明。該項(xiàng)技術(shù)目前已被Nyx Hemera Technologies公司用于隧道照明。相對于熒光燈系統(tǒng)，隧道照明控制系統(tǒng)（TLACS）能夠節(jié)能25%，維護(hù)費(fèi)用降低30%。將照明強(qiáng)度調(diào)整到與隧道入口及出口環(huán)境相同光強(qiáng)，大大提高了安全性。

TLACS系統(tǒng)基于Maxim Integrated Products提供的OFDM PLC產(chǎn)品，即使信號電平比噪聲低，也能通過遠(yuǎn)距離電力線傳輸后收到嚴(yán)重衰減的信號。Maxim方案的尋址能力和高數(shù)據(jù)率使Nyx Hemera Technologies公司能夠利用單套系統(tǒng)支持多達(dá)1022盞燈。TLACS系統(tǒng)支持3km的傳輸距離，由于采用電力線傳輸，可以選擇模塊化設(shè)計(jì)，很容易安裝到現(xiàn)有的照明系統(tǒng)（圖1）。