電力線通信在路燈照明自動化中的應用

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—是主要的電力消費系統(tǒng)。實際上，室外照明估計占當今全球耗電量的19%左右。對于市政和具有大型設施的商業(yè)機構，路燈照明占據了相當一部分的運營費用。路燈照明也是公共安全的關鍵，確保路燈可靠地點亮并且工作在適合路人及車輛交通的最佳照明度，對于公共安全和經營者均至關重要。由此可見，能耗、工作可靠性及維護費用等方面的任何改善都會為路燈管理部門帶來豐厚回報。當然，能耗的降低也會產生明顯的環(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)和市政部門的運營費用，提高安全性。G3-PLC是基于OFDM的新型PLC系統(tǒng)，針對電網自動化設備而設計，大大擴展了電力線通信的范圍、數(shù)據速率和性能。本文討論基于G3-PLC實現(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費用。本文介紹了系統(tǒng)的基本原理，給出了關鍵的性能參數(shù)并重點介紹了PLC自動化設計的收發(fā)器。

PLC系統(tǒng)為環(huán)境及經營者帶來利益

G3-PLC提供了一套簡便的路燈網絡通信方案，雙向通信支持自動化設計更高要求：

根據地理位置、日歷及天氣條件確定打開/關閉照明系統(tǒng)的準確時間

黎明/黃昏和深夜適當調整照明亮度

通過調光進行交通管制

交通監(jiān)測

路燈故障報警

基于溫度、電流、PF或工作小時數(shù)通報路燈維護時間

緊急打開/關閉/控制照明亮度

實時監(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電纜，而且，PLC通信可以穿過地面、墻壁進行數(shù)據傳輸。信道歸經營者或電力公司所有，不存在頻帶沖突的風險。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設計案例

PLC能夠降低能耗和運營費用，而且效果顯著，我們以一個新型PLC系統(tǒng)為例進行說明。該項技術目前已被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%，維護費用降低30%。將照明強度調整到與隧道入口及出口環(huán)境相同光強，大大提高了安全性。

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