安科瑞 陳聰

【摘要】：在當今數字化和智能化的時代，電力系統正經歷著新的變革。變電站作為電力系統的核心組成部分，其*效運轉關系到電力網絡系統的安全性和穩定性。照明系統屬于變電站內部設施的基礎，其智能化管理成為提升變電站運行效率和能源利用效率的關鍵一環。文章主要就變電站智能照明控制系統設計進行分析，包括控制方式、硬件設計和軟件設計，希望能為相關的工作人員提供一定的參考。

【關鍵字】：變電站；智能照明控制系統；照明系統設計

0引言

隨著社會的不斷發展和科技的進步，電力系統的可持續性、智能化成為各行各業關注的焦點之一。在電力設施中，變電站作為電能的重要分配與傳輸*心，其運行管理對整個電力系統的穩定性和效率至關重要。在變電站的基礎設施中，照明系統是維護人員操作、設備檢修和應急處理的基礎，相關部門和工作人員一定要加強關注，加強研究力度。

1變電站智能照明控制系統概述

變電站智能照明控制系統是一種應用**的自動化控制算法，根據感知到的環境數據，系統能夠自動調整照明設備的亮度和開關狀態，以適應變電站內不同區域的照明需求。實現對照明設備的智能調光和調色功能，根據時間、環境和工作需求動態調整光照效果，提高能效，降低能耗。提供遠程監控平臺，管理人員可以實時監測變電站內照明系統的運行狀態，同時設定報警機制，對異常情況進行及時響應，使能源得到更加有效的利用，符合現代綠色、智能建設的理念。

2變電站智能照明控制系統的設計

2.1 控制方式

變電站智能照明控制系統設計中不同的控制方式能夠滿足不同的需求和場景，提高照明系統的智能性和靈活性。

2.1.1 定時控制

定時控制是一種在變電站智能照明控制系統中常見的管理方式。引入時鐘管理器是實現定時控制的關鍵。時鐘管理器具有高精度的時間計量功能，在系統中可以設定變電站運行情況下的照明設備的開關時間，根據不同的需求，例如白天和夜晚的工作時間來預定照明設備的開關時刻。到達預定的開關時間點時，時鐘管理器自動向照明設備下達開關控制指令，提高系統的智能性和自動化水平。定時控制在無人占用或需要較低照明強度時，可以自動關閉部分或全部照明設備，達到節能的效果。

2.1.2 亮度自調節控制

在變電站中，亮度自調節控制*為關鍵，是各區域的內部署光敏傳感器，光敏傳感器持續采集現場監測信號，通過即時反饋獲取當前光照狀況，確保系統對環境變化能夠快速響應。通過智能算法，并根據變電站日常運維情況進行綜合考慮，從而判斷環境照度能否達到工作需求，*后實現調光指令的自動下達。當系統判斷到當前光照不足或過量時，自動下達調光指令，通過智能照明系統與照明設備的通信，動態調整光照強度，以適應實際需求.

2.2硬件設計

變電站智能照明控制系統的硬件結構主要包括智能照明設備、智能控制終端以及其他系統輔助硬件設備。

2.2.1 智能照明設備

（1）燈箱可以采用標準的 220 V 電壓接入，以確保設備在各種應用環境下能夠方便地接入電源。為了滿足不同使用場景和需求，需要調整照明設備的參數。通過調整穩壓電容、*高電壓、*高工作電流等關鍵參數，實現對負載的靈活調整，并且根據具體的照明需求和環境條件，靈活地定制照明設備的性能，以達到*佳的能效和照明效果。穩壓電容的調整可以幫助確保電壓的穩定性，防止設備受到電壓波動的影響。設備的*高電壓和*高工作電流的調整則允許在不同的電力環境下運行設備，同時確保設備的安全性和穩定性。

（2）智能觸摸開關是由數字控制板和模擬電源板等主要部件構成的智能化裝置。數字控制板負責處理控制信號、執行指令，實現對照明系統的準確控制，通過數字控制板，觸摸開關可以實現定時控制、調光功能，無線射頻通信技術可以實現與其他智能設備的聯動，構建更智能化的照明系統。模擬電源板為智能觸摸開關提供穩定的電源支持，采用單火線取電的設計，簡化了安裝和布線的復雜性。通過單火線取電，不僅簡化了電路連接，還提高了整體系統的安全性和穩定性。管理人員可以通過遠程方式下達控制指令，實現對照明系統的遠程控制。同時，觸摸開關本身也配備手動觸摸控制功能，方便現場直接操作，滿足不同使用場景的需求。

（3）智能控制器能對現場監測信號進行妥善處理，及時掌握變電站照明的各種狀態，經過*密的運算和深入的分析，智能控制器能夠獲得關鍵信息，并通過下達控制指令來準確地操控整個照明系統。此外，可以選擇引入可編程邏輯控制器（PLC）技術作為智能控制器的核心組件。PLC 的優勢十分明顯，主要表現在編程簡便、組態靈活、功能完善等方面，可以滿足各類控制場景。同時，還能編寫梯形圖程序，然后結合照明控制的實際需求進行有效的控制邏輯，能夠大大提高整體的可靠性。另外，編寫梯形圖程序可以根據具體的控制目標和系統反饋信息，設計出*效的控制邏輯，實現照明系統的智能化和個性化控制，為變電站照明系統的可靠性提供了強大的支持，使系統能夠更好地適應不同環境和需求的變化。

2.2.2 智能控制終端

智能控制終端通過適配器供電，并根據模組參數實現電源適配，以確保其穩定可靠地運行。該終端通常配備有監控串口和命令串口兩個串口接口，用于實現與控制器之間的數據傳輸和通信。監控串口作為智能控制終端與控制器之間的通信通道，主要用于遠程智能控制端口的指令下發，通過監控串口智能控制終端能夠實時監控控制器的電壓、電流等運行參數，實現對控制器實時工作狀態的管理和監控。命令串口是控制器實現遠程監控和智能開關的媒介，也是數字信息交流的基礎紐帶，通過命令串口智能控制終端可以向控制器發送各種控制指令，實現對照明系統的智能化操作，包括開關控制、亮度調節等功能 [6]。

2.2.3 輔助設備

輔助設備在智能照明控制系統中包括通信模塊和繼電保護裝置，主要任務是改善整個系統的運行工況，增強系統的穩定性和可靠性。通信模塊是智能照明控制系統中的關鍵組件，負責確保系統內各個設備之間的有效通信。通過通信模塊，不僅實現了智能控制終端與控制器之間的數據傳輸，還能夠與其他智能設備進行聯動，實現系統內部各個部件的協同工作。通信模塊的使用提高了系統的連通性，使各個設備能夠快速響應指令，實現遠程控制和監控。繼電保護裝置是為了確保照明系統在面臨電力波動、過載或其他異常情況時能夠迅速作出響應，保護系統免受損壞 [7]。繼電保護裝置通過監測電流、電壓等參數，一旦檢測到異常情況，能夠迅速切斷電路，防止異常傳播，確保系統的安全運行。這種保護機制不僅增強了系統的穩定性，還延長了各個設備的使用壽命，提高了整個照明系統的可靠性。引入這些輔助設備，智能照明控制系統能夠更好地應對各種挑戰和異常情況，提高系統的整體性能。

2.3 軟件設計

變電站智能照明控制系統中的軟件是非常重要的部分，通常分為本地控制和遠程終端控制，二者共同協作以實現照明系統的智能控制和遠程監控。

2.3.1 本地服務器程序

在變電站的智能照明控制系統中，主站起著*樞作用。主站通過持續向現場控制器發送指令，實現對照明系統的智能化控制。這一過程是通過智能控制器傳遞信號完成的，其主要任務是將主站發來的指令進行分解，并將相應的控制信號傳送至觸摸開關，以*終實現照明燈具的啟閉、調光等*確動作。本地計算機充當主站的角色，擔負起整個照明控制系統的總體指揮和監測責任，主站通過持續不斷地向現場控制器發送信號，確保照明系統能夠快速、準確地響應各類控制需求。智能控制器作為連接主站和現場控制設備的關鍵媒介，起到了信號傳遞和解析的關鍵作用。一旦智能控制器接收到主站的指令，它會對這些指令進行分解，并將相應的控制信號傳遞至觸摸開關。觸摸開關作為連接照明系統與控制系統的橋梁，接收到信號后負責將指令準確傳達至照明燈具。這使照明系統能夠執行啟閉、調光等各項操作，以滿足變電站內照明需求的靈活變化。在本地服務器結束初始化之后，會按照一定的順序對遠程串口、本地串口進行讀取。當遠程串口讀取完之后，系統會對其進行判斷，看其是否為空。若是不為空，系統會把數據轉發到本地串口，從而對相關數據進行更新。然后，系統會對本地串口進行判斷，看其是否為空，若是不為空，系統會根據操作類型按照一定的順序將相關信息展示出來。若是遠程串口、本地串口都被判斷為空，當前操作會被直接中止，以提高系統的效率和資源利用。靈活的數據處理機制可以確保系統能夠*效地響應各種操作類型，實現數據的及時更新和上傳。同時，通過判斷串口的狀態，系統可以在必要時快速結束操作過程，從而提高整體操作的效率和性能。

2.3.2 遠程客戶端程序

遠程客戶端程序能夠提供用戶友好的界面，使管理人員能夠方便地遠程監控和控制照明系統。開發直觀、易用的用戶界面，提供圖形化的照明系統結構圖，確保管理人員能夠輕松理解和操作系統的各項功能，以便用戶清晰地了解不同區域的照明狀態。實現對變電站內照明系統的實時監控，提供圖表和報表，以直觀展示歷史數據和趨勢，幫助管理人員作出決策。在互聯網上為串口服務器建立靜態 IP 地址，通過與互聯網服務提供商（ISP）協商，保證 IP 地址的穩定性和可靠性。在客戶端主機上，配置虛擬串口，充當本地設備與互聯網上串口服務器之間的橋梁，虛擬串口是在客戶端主機上通過虛擬串口軟件建立的，為了確保與遠程服務器的通信順暢，需要對虛擬串口的參數進行了精心配置，通過 IP 地址映射，將客戶端主機上的虛擬串口與遠程串口服務器相連，客戶端主機就能夠通過互聯網與遠程串口服務器建立通信，實現了本地設備與遠程設備之間的無縫連接。通過遠程客戶端軟件，管理人員可以隨時遠程訪問虛擬串口，并下達各種控制指令。這一架構為遠程管理提供了高度便利性，使管理人員能夠實時監測和調控串口設備，無需實際現場操作，在保障系統安全性的同時，提升管理效率和響應速度。

2.3.3 移動端軟件

搭建兼容移動端設備的 App 程序，讓用戶可以隨時隨地遠程管理變電站智能照明控制系統，允許用戶通過移動設備方便地開關燈光、調整亮度和設置定時任務等，加入狀態更新功能、歷史信息查詢功能，確保用戶可以隨時了解各個區域的照明狀態、能耗情況等，也可以回顧過去一段時間內系統的運行記錄和事件歷史。無論用戶身處何地，都能夠通過 App 程序與本地服務器實時通信，獲取*新的系統信息，進行遠程控制操作，確保變電站日常巡檢工作的順利進行。

3安科瑞智能照明控制系統

3.1概述

ALIBUS智能照明產品采用RS485總線技術，技術成熟可靠，安全穩定。開關驅動器具備獨立工作的能力，適用于一些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拼接擴展，同時預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業微電網管理云平臺進行數據交換。

3.2應用場所

適合于各類智能小區、醫院、學校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明控制需求。

3.3系統結構

3.4系統功能

1）實時檢測并顯示各個模塊的在線狀態，反饋現場受控回路的開關狀態，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來瀏覽。

2）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。

3）可以對單個照明回路實現開關控制；每個模塊、樓層都有相應的模塊控制開關和樓層控制開關，也可以一個模塊或者整個樓層實現開關控制。

4）開關驅動器支持過零觸發功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時進行；可有效減少電磁干擾以及對電網的沖擊，延長燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個照明回路可以預設掉電狀態，當照明電源掉電時，開關驅動器會自動切換到預設的掉電狀態；確保重新上電時燈具的開關狀態是確定與可控的。

6）拖動調光控件，照明設備從0%到100%進行調光，可以對單個照明回路實現調光控制，調光總控可以對一個模塊的照明回路實現調光控制，也可以對多個照明回路實現調光控制，通過圖標的亮滅狀態反饋現場開關的狀態。

7）點擊場景控件，打開或者關閉對應場景設置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標的亮滅顯示對應的場景狀態是打開還是關閉。

8）設置定時時間，確認時間點后，對該事件點執行的動作進行設置，設置燈在設定的時間點亮或者滅。

9）系統可以通過預設的當地經緯度信息，自動計算每天的日升日落時間；根據天文時鐘控制照明開關，實現日落開燈、日出關燈的功能。

10）所有定時控制計劃均可下發保存至驅動模塊；當上位機系統故障或模塊離線時，驅動模塊可以利用自帶的RTC時鐘維持定時控制計劃的正常執行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統結構是分布式總線結構；系統內各元件不依賴于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過程序的設定實現功能的多樣性。

12）預留BA或*三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

3.5設備選型

4結束語

文章通過對變電站智能照明控制系統設計的深入研究，實現了對照明設備的智能調光、調色和開關控制，為變電站提供了更加靈活和個性化的照明服務。智能照明控制系統使變電站管理人員可以通過遠程方式實時監測和控制照明系統，實現了管理的即時性和便捷性，在提高管理效率的同時也為緊急情況下的靈活應對提供了有力支持，進而有效保障變電站照明控制效果，創造高質量的照明環境，確保變電站運行的安全性和穩定性。

參考文獻:

[1]李彩玲. 變電站智能照明控制系統的設計和應用[J]. 光源與照明, 2022 (2) : 95-97.

[2]梁海生, 王紫雷, 劉鑫, 等. 變電站照明智能控制系統節能優化設計[J]. 自動化儀表, 2021, 42 (9) : 70-74.

[3]惠亮亮, 王語園, 王田戈, 等. 變電站智能照明監控系統的設計[J]. 電氣自動化, 2020, 42 (5) : 92-95.

[4]鐘成. 探討變電站照明智能控制[J]. 電氣技術, 2019, 26 (8) : 300-301.

[5]胡茂. 智能照明控制系統在變電站建筑中的應用[J]. 中國照明技術, 2018 (20) : 87-89.

[6]李震宇, 楊杰, 徐國忠. 智能照明控制系統在變電站建筑中的應用[J]. 智能照明, 2019, 2 (7) : 283-285.

[7]任孝岐, 楊揚, 吳瑜琿. 智能照明系統在智能變電站中的應用研究[J]. 電力勘測設計, 2022 (4) : 14-16.

[8]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022年05版.

[9]郭宏利.變電站智能照明控制系統設計研究.