南方电网总调度大厅智能照明系统技术研究
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【摘 要】为了提高南方电网总调度大厅光环境的舒适性，论文从照明设计角度和智能控制角度对南网总调大厅进行规划设计，使用DIALUX软件进行模拟，选用DALI控制模式，实施后现场照明效果良好。
【Abstract】In order to improve the comfort of the lighting environment in the general dispatching hall of the South China Power Grid， this paper plans and designs the general dispatching hall of the South China Power Grid from the perspective of lighting design and intelligent control， uses DIALUX software to simulate， selects DALI control mode， and the field lighting effect is good after implementation.
【关键词】光环境;舒适性;照明设计;DALI控制
【Keywords】light environment; comfort; lighting design; DALI control
【中图分类号】TM921.5;TM923.5 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）12-0170-02
1 引言
南方电网总调度大厅位于广州市天河区科翔路南方电网基地2号楼，总调度大厅是南方电网最高级别调度大厅，在此可以观测到南方电网管辖的五个省市电力输配送情况，也是南方电网最为重要的办公场所。由于总调大厅属于不间断值班的办公场所，调度员需要轮岗坚守在工作岗位上，长时间地盯着显示大屏和电脑显示器，很容易造成视觉疲劳。为了改善南方电网总调度大厅的光环境，又满足值班照明的需求，针对南方电网总调大厅制定了智能照明解决方案。
该项目总承包方为广东省电力设计研究院，总调大厅空间高度为14.1m，长度为35m，宽度为27m，针对总调大厅提出了以下设计要求：地面照度值达到750lx，室内照度均匀度达到0.6以上。灯具具备调光功能，调光配合大屏幕可实现联动功能。
2 制定化灯具开发及研究
室内层高由于达到了14.1m，在室内照明领域传统的室内灯具，地面照度很难达到设计要求。如果单纯依靠增加灯具布置密度的方式提高照度，就会出现天花很多“点光源”，既不舒适也不美观[1]。同时调度大厅的功率密度、色温、显色指数、眩光、照度均匀度均须符合技术规范书的要求。
为了实现目标，我们专门采用定制化灯具，增大灯具本身发光面积，整个大厅仅使用60盏灯具，采用一体化条形发光灯带作为主照明，保证整体照度符合工作要求，灯具发光面均匀，舒适无眩光;面板灯长度根据天花进行定制，無拼接缝，整体美观;采用筒灯进行辅助照明，提高空间立体感。开发的新型灯具包含了调色调光的设计，灯具长度为3082mm，灯具使用了两种色温的灯珠，每个灯具搭配了6个36W电源，从便于维护的角度考虑，灯具内光源按照1m长度定制，每个灯具包含6个1m长光源，灯箱背面采用可打开背板，后续维护可从桥架上直接更换故障电源和光源。对调度大厅智能照明工程进行了专业的照明设计，该设计方案又聘请了国内著名照明专家邴树奎和黄于民进行核实，整体照明处于国内先进水平。
根据上述理论，设计定制化灯具还是存在不少问题，比如：暖色和冷色光配比问题。由于目前市面上电源产品电流调节稳定性不佳，需要配比成指定色温（例如4000K），需要分别调节暖色电源电流和冷色电源电流，进行色温测试[2]。如果色温不符，再进行电流调节再测试，如此反复测试后，记录冷暖驱动电流，后续安装进行系统调试。
而且在整体调光过程中，LED灯具本身出现色温不一致情况。在使用过程中，如果灯具内灯珠损坏，即出现色温不能调节的问题。就会出现此灯具与周围灯具色温不一致，比较明显。
为了确保产品调光的稳定性，我们专门搭建了实验模型，通过反复实验的方式，不断调节色温配比，从而引导控制系统编写调光策略。
3 总调大厅照明设计
根据制定灯具测试出的配光曲线，用3D Max对大厅进行3D建模，然后输入每个灯具的实际测试数据，采用德国专业照明DIAlux软件进行照明仿真模拟，保证每个区域的照度均达到项目要求。图1为总调大厅设计的天花平面图，根据该平面图建立模型进行计算，确保满足设计照度要求。
小结：根据上述计算，发现使用60盏灯箱进行照明，照度满足设计要求，实际测试后发现，全功率运行照度值可达1800lx以上。
4 总调度大厅控制系统制定
项目开始建设阶段，南方电网综合能源股份有限公司初步设计了两套智控方案。第一种采用直流供电系统，在总调大厅内安装一套直流控制柜，将AC转换成DC，再将直流分布到大厅内各灯具。第二种采用交流供电系统，用DALI控制的方式，对灯具发出调光信号，从而控制灯具的调光。直流供电系统的优势在于项目后期的维护方便，LED灯具本身灯珠的寿命比较长，基本都是电源容易发生故障，使用直流柜可省去灯具本身的电源，将所有灯具电源集中在直流柜内，并且增加N+1冗余功能。交流供电系统优势在于抗风险能力更强，即使发生故障，仅失去灯具调光控制功能，灯具仍然可以正常使用，并且设计过程中增加了强制开启功能，线路布置时跳过了控制系统，一旦控制系统故障，可以直接强制开灯[3]。在南方电网调度大厅中，考虑到调度中心的重要性，最终选定了第二种交流控制方案。
首先，采用国际先进的数字化DALI调光系统，可以根据需要自由调节亮度与色温。
其次，切相调光与0-10V调光，可以实现255级高分辨调光调色，无频闪。
再次，可以预设照明场景，如工作模式：中亮度、高色温;应急模式：高亮度、高色温;值班模式：低亮度、低色温等。
调度大厅采用一体化条形发光灯带作为主照明，筒灯作为辅助照明，并加装智能调光系统。该项目采用国际先进的数字化DALI调光系统，可以根据需要自由调节亮度与色温。
5 结语
南网总调大厅通过使用控制系统实现了五种不同控制模式，办公模式、会议模式、应急模式、参观模式、休息模式适用于不同的场景。该项目是南方电网系统首次搭载智能照明系统，通过墙面上固定的控制屏幕，可以简单实现上述功能，同时还具备远程控制的功能，具有示范意义。
【参考文献】
【1】陈波，吴明光.DALI系统的研究与开发[J].电器与能效管理技术，2006（6）：27-30.
【2】张玉杰，冯春倩.基于电力载波通信的DALI系统应用研究[J].电子器件，2017（4）.
【3】陈仲林，王爱英，郭平.智能照明设计方法研究[J].土木建筑与环境工程，1999，21（4）：65-68.
【作者简介】陈昱林（1987-），男，广东梅州人，电气工程师，从事光学设计、电气设计、光电子技术以及项目管理等方向研究。
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