摘要：介紹我國照明節電控制器的現狀、技術、產品特點以及行業困境，同時展望和呼喚未來照明節電控制產品的理想概念、功能技術的規範以及實現， 提出保瓦博士智能照明節電技術的解決方案，希望能推動節電器產品技術的發展。
關鍵詞 節電器 照明節電器 照明節電
一、我國照明節電控制器行業現狀
目前，照明節電器不像變頻器有專業公司專業生產。節電公司生產的產品包羅一切節電領域，照明節電控制器是節電公司眾多節電產品中的一個品牌。照明節電控制器的專業化生產，還有待市場的專業化和產業的分工細化。這幾年，經過國家以及“節電節能”的宣傳努力，“環保節能”已深入人心。我們也可喜地看到，通過行業的爭論，大家也越來越看清節電的本質，學會分辨商業陷阱和虛假技術，這將有利於節電行業的健康發展。
其實,照明電器行業是一個獨立的行業。照明電器有時會被作為建材行業的一部分(因為建築材料和照明電器往往出現在同一市場上),有時又被稱為建築電器行業,有時又被作為家電行業的一部分(常見于上市公司經營分析報告),這表明它難以歸類,實際上說明它是一個獨立的行業。這個行業擁有獨立的行業組織中國照明電器協會和獨立的行業學朮組織中國照明學會,中國照明學會同時也是國家照明委員會,是國際照明委員會的成員組織,國際照明委員會是非政府多學科的世界性學朮組織;而中國建材工業協會和中國家電協會都不涉及照明電器行業。
照明電器也是一個重要的行業,現代世界已經離不開照明,無論是日常生活、工作,還是工業生產、工程建設、道路交通等方面,照明電器應用非常廣氾,也就是因為如此使得它不好歸類。與其它行業不同的是,照明電器的分類比較細緻,包括電光源、家居照明、商業照明、道路照明、景觀照明、工程照明等等,產品的多樣性構成了行業的複雜性,使這個行業呈現出多種多樣的特點。
二、現有照明節電器產品技術分析與產品特點
目前市面出現的照明節能控制器產品，從技術層面講，主要有以下幾種或它們的復合：
1、電容就地補償及集中補償裝置
優點：簡單。電感鎮流器燈具，低成本；有效降低電流，減少無功功率，提高電網功率因數，減輕電網負擔，降低線損，減小布線線徑，從而降低故障率，一定程度上可緩解電力緊張。
缺點：理論上不能節約有功功率，對用戶來說，不能“節省電費”，只能對感性燈具進行補償，無法對光源進行照度控制。
結論: 電力補償設備，更多應屬電力系統設備，不能作為經濟意義上的“節能設備”。
2、分檔調節電感鎮流器：由傳統電感鎮流器增加繞組派生。
優點: 新裝燈具只需配置分檔調節鎮流器，正常預熱后，能自動增加電感量，進一步降低燈電流，從而實現節能。
缺點：有機械觸點，切換時對部分老化燈容易引起熄滅，對現有燈具的改造成本過高。
結論：技術和概念早已出現，最近有公司將其產品化並在部分路段實施，由於其固有的技術缺點和不可發展性，產品估計難大麵積推廣。
3、“系統節電器”：由若干壓敏電阻，TVS管組成，沒有技術含量，很易仿製，主要吸收電網的瞬變電壓，有一定的設備保護作用，無節能功能，其節電率和相關概念純屬商業炒作。
優點：需要並聯貼身安裝（對浪涌電壓吸收，吸收元件引線電感不可忽視），作為防雷及保護設備並切實專業設計製造，也許是一個發展方向。作為今後發展節電控制器的保護部分，值得借鑑和採納。
缺點：目前市場上的“系統節電器”無任何節電可言，作為“保護器”，其技術設計也不嚴謹，過長的引線，內部元件布局，對電壓浪涌表現出很大的交流阻抗，即使採用納秒級吸收元件，在實際工程中也不會有動作。對抑制瞬態電壓的保護系統，應採用非常規元件，非常規設計，非常規的電路布局。
結論：作為節能設備的保護電路，可以採用，但不能作為節電技術產品。
4、隔盞亮、半夜燈
優點：在特定路段或場所，可起到節能作用，電路簡單，成本低，可靠性高，改造方便。
缺點：影響正常照明，道路照度不均勻，影響社會治安和道路交通安全，屬日本70年代試驗並否定的方案，國內大部分城市和地區仍然沿用並保留這種方法，實際使用很少，“電荒”時有部分城市臨時緊急採用。
5、SCR可控硅控制產品
優點：90年代電力電子新技術，體積小，效率高，噪音低，便於智能控制和嵌入控制，輸出電壓有效值連續可調，在照明節能中，節電率可達20%，再高會引起燈滅或閃爍，價格適中，比較容易開發，產品有單燈控制和集中控制。
缺點：輸出電壓嚴重畸變，有浪涌電壓，污染電網，產生干擾，無法滿足電磁兼容要求，影響電力調度，同時只能適應感性燈光負載，對目前的多元化照明和國家強制的電容補償，無法適應日益廣氾使用的電子鎮流器光源。
結論：與電源環保要求不適應，與市場照明負載不適應，屬淘汰產品。
6、電磁自耦變壓器固定抽頭接觸器切換產品
優點：效率比較高，噪音比較低，輸出純正弦電壓，適應所有燈光負載。
缺點：體積大且笨重，固定降壓，只能在通電前進行分檔調節，工作時無法進行電壓調節（燈滅），節電率固定，無法智能化和以人為本，照度無法控制，往往是人流量 傍晚(用電高峰電壓低)亮度 ，而後半夜(用電低谷電壓高)無人時反而燈光亮度 。
結論：屬50/60年代技術，也是現在路燈節電的主流產品，主要用於電力變換，採用傳統電磁產品用於節能，實在沒辦法的選擇。
7、電磁自耦變壓器抽頭SCR切換產品
優點：效率比較高，噪音比較低，輸出純正弦電壓，輸出電壓突變式調節，適應所有燈光負載。
缺點：體積大且笨重，對城市道路照明的HID燈，突變式降壓有燈滅現象，電壓無法精確控制，由於多SCR開關切換時有共態導通，或短時開路引起過壓，切換時有浪涌電流或浪涌電壓，故障率高。
結論：屬電磁變壓器與電力電子開關技術結合，SCR切換技術難以處理或誤觸發，導致可靠性較低，目前沒有成熟產品。
8、電磁自耦變壓器無級碳刷切換產品
優點：效率比較高，噪音比較低，輸出純正弦電壓，輸出電壓可連續調節，適應所有燈光負載。
缺點：體積大且笨重，控制用變壓器為機械碳刷式，在大電流滑動時有強烈電火花，壽命短，過多機械部件，故障率高，同時碳刷過渡其間有電流切斷現象，容易引起HID燈的熄滅。
結論：由於壽命短，市場沒有成功的產品。
9、電磁感應變壓器電機伺服無級調壓產品
優點：輸出正弦波，電壓連續可調，適應所有燈光負載。
缺點：體積大且笨重，效率低，噪音大，輸出電壓不便於三相獨立調節，無法適應三相嚴重不平衡負載，有機械部件，壽命短。
結論：主要用於電力穩壓，屬當今穩壓主流產品，由於其效率低，自耗大，作為節能目的不適合，機械部件故障率也高，產品推廣困難。
10、串聯電感降壓產品
優點：簡單，成本低，可靠。
缺點: 體積大且笨重，只能根據固定負載設計，無法採用現代控制技術控制。
結論：技術太落後，產品沒有市場。
三、目前照明節能控制器技術行業困境
一方面，照明節電的客觀需求和呼聲越來越高，國家對照明節電的政策也十分明朗，節電企業對市場的投入和商業運作力度加大，節能企業一度企盼並積極等待着市場的啟動。另一方面，城市照明節能工程的運作，總是受政府資金、目前節能技術條件、成功資本運作的困惑，一度處於試驗階段而停滯不前，其中讓市民和照明市政工程人員能接受的技術，是影響工程的主要因數之一。
2002年以前，SCR單燈節電器以及SCR集中控制節電器比較好銷，對純電感照明系統的節能控制也十分穩定，電壓有效值能如願實現實時分時段平滑調節，能做到模塊化小體積嵌入控制，價格也適中，在當時是近乎理想的節電控制產品，其諧波干擾也不顯得十分重要。
但在隨後的工程中，由於市政資源的利用，路燈普遍挂上商業廣告，其中大量採用電子鎮流器節能燈、霓虹燈，商業室內照明也是如此。另外，由於電力的緊張，電感鎮流器照明電路也要求燈具電容就地補償或集中補償，而SCR節能產品根本無法適應任何少量的容性負載，電容對突然SCR導通產生的大量低次諧波形成電源短路，電流過零無法判別，SCR過流燒燬。銷售技術支持工程師測出的照明工況，不適合SCR節能控制器安裝的情況越來越多。
此時，各節能公司將方向轉向傳統的電磁技術，一時設計和生產出各種電磁自耦變壓器降壓產品，或電抗降壓產品，以適應容性負載的需要， 取代SCR節能產品。
自耦變壓器，在交流輸變電的時代，從電氣上講，是十分理想的器件。但對照明設備，尤其是HID光源來說，其又存在不可原諒的缺點。尤其是接近“老化”的HID燈，對電流的切斷和細小電壓的突變，將引起燈管電弧的不穩和熄滅（熄滅后要冷卻近10分鐘才能再次點燃），而自耦變壓器電壓抽頭有觸點和無觸點的換檔調節，都難以做到電流的連續和電壓的無級調節。
如果電磁自耦變壓器從技術上能實現電流的連續切換和電壓的無觸點微小步進調節，只要將高壓落地變壓器進行技術改造，就容易實現照明線路的智能化節能控制，那是最理想的技術方案。
對電磁技術，目前進行測試的有手動換檔的，有開機電腦檢測電壓自動切換檔位的，但在通電期間不能進行檔位切換，固定降壓，無法智能化和以人為本，照度無法控制，往往是人流量 傍晚（用電高峰電壓低）亮度 ，而後半夜（用電低谷電壓高）無人時反而燈光亮度 。
在這種技術條件下，難怪有些城市 指出：“只要影響照度，堅決不節電”。但如果有一種理想“調光設備”，在人流 時穩壓調亮，而在大家進入夢鄉時，在保障社會治安和交通安全的條件下，能將燈光逐步調暗實現節能，同時又極大延長燈具壽命， 還那樣說，就是對納稅人不負責任了。
只追求照明節能，很容易實現，不降低照度，不可能節能。能按人的需要，保障 的照度，保障社會治安，保障道路交通安全的同時，極大限度地節約能源，纔是我們追求的 目標。
我們呼喚社會各方共同努力，不論從技術實現上還是商業資本運作上，探索出可行的路線，儘快使我國照明節能走出困境，實現技術突破，運作模式突破。
四、理想節電器模型、技術規範以及實現
（1）理想照明節電控制器的模型：
1、基本電氣功能
①能適應阻性、容性、感性及一切電力負載：照明負載的複雜性和混合性。
②對電網無污染，不增加電流諧波：對電網的環保要求。
③實現實時動態電壓調節：調壓調光，以人為本。
④電壓調節步進值小於2伏：HID燈電壓突變3伏以上，容易導致燈滅。
⑤電壓調節時，不能出現電流切斷現象：HID燈斷流，引起燈電弧熄滅。
⑥電壓調節範圍為140V至輸入電壓：正常點亮的HID電感鎮流器燈，降壓在140V以下時容易熄滅。
⑦通電時，要有預熱功能：保障HID燈的充分點燃。
⑧有用戶可編程按時段調節電壓功能：根據照明環境需要，個性化保護節能方案。
2、保護功能
①欠壓、過壓設備保護功能。
②過流設備保護功能。
③過熱設備保護功能。
④溫度傳感器，電腦外部設備自檢保護功能。
⑤主變壓設備檢測與故障保護功能。
⑥主變壓輔助設備檢測與故障保護功能。
⑦防水、防破坏檢測，異常狀態檢測，安全檢測報警。
3、通訊接口及RTU功能
①硬件上有RS232口，USB口或SPI口等資源，以便連接GPRS/GMS/電台等，實現RTU。
②軟件上有通訊接口。
③電腦主板能採集輸入輸出電壓、輸出電流、功率因數、設備溫度等基本設備狀態參數，以及設備安全、照明情況等相關參數，並上傳上位機。
④電腦主板能接受上位機的數據傳輸以及執行各種實時命令。
⑤制定行業標準的通訊協議並公開。
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