电力线通信在路灯照明自动化中的应用

引言

路灯照明的形式各种各样—道路照明、隧道照明、停车场照明和城市照明—是主要的电力消费系统。实际上，室外照明估计占当今全球耗电量的19%左右。对于市政和具有大型设施的商业机构，路灯照明占据了相当一部分的运营费用。路灯照明也是公共安全的关键，确保路灯可靠地点亮并且工作在适合路人及车辆交通的最佳照明度，对于公共安全和经营者均至关重要。由此可见，能耗、工作可靠性及维护费用等方面的任何改善都会为路灯管理部门带来丰厚回报。当然，能耗的降低也会产生明显的环境效益。

电力线通信（PLC）是路灯照明自动化管理的不二之选。PLC有助于降低企业和市政部门的运营费用，提高安全性。G3-PLC是基于OFDM的新型PLC系统，针对电网自动化设备而设计，大大扩展了电力线通信的范围、数据速率和性能。本文讨论基于G3-PLC实现系统自动化的优势，并介绍一套隧道照明方案，可有效降低能耗和维护费用。本文介绍了系统的基本原理，给出了关键的性能参数并重点介绍了PLC自动化设计的收发器。

PLC系统为环境及经营者带来利益

G3-PLC提供了一套简便的路灯网络通信方案，双向通信支持自动化设计更高要求：

根据地理位置、日历及天气条件确定打开/关闭照明系统的准确时间

黎明/黄昏和深夜适当调整照明亮度

通过调光进行交通管制

交通监测

路灯故障报警

基于温度、电流、PF或工作小时数通报路灯维护时间

紧急打开/关闭/控制照明亮度

实时监测能耗

相对于无线通信系统，PLC具有众多优势。PLC系统同样不需要重新铺设电缆，而且，PLC通信可以穿过地面、墙壁进行数据传输。信道归经营者或电力公司所有，不存在频带冲突的风险。PLC不存在视距限制，也不受天气影响。此外，由于PLC使用电力线通信，能够检测到线路故障及其发生故障的大概位置。

隧道照明：PLC设计案例

PLC能够降低能耗和运营费用，而且效果显著，我们以一个新型PLC系统为例进行说明。该项技术目前已被Nyx Hemera Technologies公司用于隧道照明。相对于荧光灯系统，隧道照明控制系统（TLACS）能够节能25%，维护费用降低30%。将照明强度调整到与隧道入口及出口环境相同光强，大大提高了安全性。

TLACS系统基于Maxim Integrated Products提供的OFDM PLC产品，即使信号电平比噪声低，也能通过远距离电力线传输后收到严重衰减的信号。Maxim方案的寻址能力和高数据率使Nyx Hemera Technologies公司能够利用单套系统支持多达1022盏灯。TLACS系统支持3km的传输距离，由于采用电力线传输，可以选择模块化设计，很容易安装到现有的照明系统（图1）。