中心城区路灯亮化设施实施节能改造的分析报告.docx
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中心城区路灯亮化设施实施节能改造的分析报告
市建委：
现将中心城区路灯、亮化设施实施节能改造的分析报告如下：
一、 中心城区公共照明现状
近年来，中心城区城市建设突飞猛进，城市面貌日新月异。
随着城市的发展和科技的进步全市路灯与景观亮
化中第三、四代光源所占比例已达１００％，全市市政道路基本消灭了“有路无灯”，全市道路照度均达到或超
过了国家城市道路照明标准。
现在中心城区公共照明路灯数量达到 4200 杆、14902 盏，道路照明总功率 1838.836KW，原有的架空线路
95%实现了电缆入地，路灯直埋电缆已有 207 千米；亮化方面，驳岸亮化线长达 22 公里，政府投资亮化总功率
已达 954KW，社会楼宇亮化 680 余处总功率约为 1393KW（不含园林亮化）08 年总电量（市政）8596124KWH
电费（市政）7933372.97 元。
05 年底黄山市中心城区公共照明节能控制及智能管理系统项目工程的完工并投入使用，通过无线（GPRS）
通信网络、计算机控制系统、智能终端设备实现公共照明的远程监控、视频监控（光纤）、节能和智能管理功能，
从根本上改变了城市公共照明的管理方式，使我市城市公共照明的管理水平迈入全省先进行列。
目前该系统运行
功能发挥正常，管理效果显著。
但是市中心城区公共照明智能化管理系统目前含盖不少老供电系统，城区路灯的控制大部分沿用旧式的控制
箱，控制方式简单而落后，节能效果差，需要进行线路改造，来提高控制节能的效率。
一、 绿色照明的方式
1、采用新能源路灯
目前，在欧洲、日本、美国等发达国家正在普及风光互补路灯/太阳能路灯/风力机路灯系统。
这几种新型路
灯都是集环保和节能为一体的产品，代表着未来路灯的发展方向。
具有亮度高、安装简便、工作稳定可靠、不敷
设电缆、不消耗常规能源、使用寿命长等优点，属于当今社会大力提倡推广的可再生能源产品。
风光互补路灯系统是由风力发电机组、太阳能电池板、智能控制器、蓄电池组、路灯等组成。
空气流动的动
能作用在叶轮上，将动能转换成机械能, 从而推动叶轮旋转。
叶轮的转轴与发电机的转轴相连，带动发电机旋转
并发出电来。
太阳能电池板利用光能转化成不稳定的直流电。
风力机输出的电能和太阳能电池板上的电能都不能
直接运用于负载，通过智能控制器将电能充入蓄电池中储存起来。
储存在蓄电池中的化学能可以直接输出电压稳
定的直流电提供给路灯。
这种路灯有以下几个特点：
1）经济效益好
由于路灯必须用埋地电缆供电，所以在离电源点超过三公里的公路，路灯的供电线路的建设成本很高，随着
公里的延伸，还需要新装变压器或安装升压系统，所以，在远郊的公路，路灯的供电线路成本高，线路上消耗的
电能也多。
而风光互补路灯不需要输电线路，不消耗电能，有明显的经济效益
2）运行稳定、安全性好、使用寿命长
风力发电机采用自动偏侧、风叶失速、电磁制动等三重保护，蓄电池充放电控制管理系统，过压、欠压、过
热、过载等保护系统。
保证整个发电系统运行稳定，使用安全、寿命长。
3）科技含量高
可作为市民普及新能源知识的好教材
4）造型优美，可作为道路景观
风车在中国传统文化中是带来好运的吉祥物，造型优美的风车沿公路排列，迎风飞舞，将成为道路的风景线。
我市去年对环保节能的太阳能绿色照明路灯进行了试点。
这种路灯在屯婺路投入使用了一年，通过对此次安装的 20 杆这种路灯的使用实验，发现目前使用的 36W 节
能灯光源，照度根本达不到道路照明的要求，如果换使用 40WLED 光源，可能效果要好的一点，但是 LED 光源
是截光，传统的路灯光源是泛光，照明效果肯定不如目前我市中心城区采用的高压钠灯。
经过观察，随着季节变化太阳高度角发生改变，而冬季黑夜长，我们此次安装的太阳能电池板的安装位置与
倾角是固定死的不利于冬季照明，可能由于这个因素在冬季出现过几次因电能不够，出现过几次因电压不够不能
正常开启的情况。
温度的影响。
温度升高会使太阳能电池工作电压下降，工作电流上升，并使输出功率线性下降；温度上升或
下降超过一定限度将会使蓄电池蓄电能力或放电能力明显下降；温度变化还会使控制电路工作点或控制点电压产
生漂移等。
我市昼夜温差较大不利于蓄电池的使用寿命。
天气对太阳能路灯的影响也是很大的，若是连续 3 天阴雨天气，光照不够也不能正常储存足够电能供夜间照
明使用。
使用时间长了太阳能电池板表面会积存一层灰尘，会造成透光率和发电效能的下降。
经过屯婺路的试点过后，我们今后使用太阳能路灯，建议采用风能互补，选择优质的 LED 光源和相应的电气
附件；使用建议采用电池板前加聚光板、阳光跟踪器等，最大限度地吸收阳光辐射能量，由于使用LED 后平均照
度仍然达不到主干道的标准，建议安装在市郊道路，偏远山区道路，高速公路，旅游景区、开发区，景观道路，
公园、工业园、广场、步行街等。
2、 路 灯 光 源 的 升 级
随 着 时 代 的 变 迁 现 在 的 路 灯 光源也随着科学技术的进步由白炽灯、高压汞灯逐步到第三带的高压钠灯和荧
光节能灯以及最近的利用化合物制作而成的世纪固体新光源，第四代光源—LED 灯，现在市场上还出现了高压氙
气 HID 路灯，汽车车灯已广泛使用。
1）LED 路灯在消耗相同能源的情况下大大提高了照明度。
但是目前的 LED 路灯的光通量没有传统钠灯好，只能
照一个圆形范围，没有传统钠灯的照明效果好，以下是成本、节电的对比。
假设某城市有三段道路长度分别为 3 公里、5 公里、10 公里,铺设路灯以每隔 30 米一盏,每边一盏计算,这三段
路所需的路灯总数分别为 202 盏、333 盏、666 盏、传统路灯以功率为 250W 的高压钠灯为准,LED 路灯以功率
为 50W 为准进行对比!
传统路灯单价为 1000 元/盏,LED 路灯单价为 3000/盏,那铺设传统路灯三种长度的道路所需光源成本分别为:
202
*1000=202000 元,333*1000=333000 元,666*1000=666000 元,铺设 LED 路灯三种长度的道路所需的光源成
本分别为:
202*3000=606000,333*3000=999000,666*3000=1998000（如表 1）
传统路灯LED 路灯
3 公里202000606000
5 公里333000999000
10 公里6660001998000
接下来我们来分析三段长度的道路两种光源铺设电缆的成本,3 公里道路传统路灯主干线电缆负载流量 I=P/U=20
2*250/220=230A,它需横截面积为 60mm2 的铜芯电缆,其单价为 120 元/米,则其电缆成本为 120*3000=36 万
元,LED 路灯干线电缆负载流量 1=P/U=202*50/220=44A,它需横截面积为 10mm2 的铜芯电缆,它需横截面为 1
2mm2 的铜芯电缆,单价为 12 元/米,电缆成本为 12*3000=3.6 万元,5 公里道路传统路灯主干线电缆负载流量 I=
P/U=333*250/220=377A,它需横截面为 90mm2 的铜芯电缆,单价为 180 元/米,电缆成本为 980*5000=90 万
元,LED 路灯主干线电缆负载流量 I=P/U=333*50/220=73A,它需横截面为 20mm2 的铜芯电缆,单价为 25 元/条,
电缆成本为 25*5000=12.5 万元,10 公里道路传统路灯主干线电缆流量 I=P/U=666*250/220=680A,它需横截面
为 400mm2 的铜芯电缆,单价为 360 元/米,电缆成本为 360*10000=360 万元,LED 路灯主干线电缆负载流量 I=P
/U=666*50/220=146A,它需横截面为 42mm2 铜芯电缆,单价为 60 元/米,成本为 60 万元,对比情况（如表 2）
传统路灯LED 路灯
3 公里 36000036000
5 公里900000 125000
10 公里 3600000 600000
下面我们来计算三段长度的道路两种光源的情况下一年的耗电成本.计算方法以每天亮灯 10 小时,每度电以 1 元人
民币计算.3 公里道路传统路灯一年耗电量为 202（盏）*10（小时）*365（天）*250W=184325000w,即 184325 度电,
合人民币 184325 元,LED 路灯一年总耗电量为 202*50*10*365=36865000W,即 36865 度电,人民币 36865 元,
5 公里传统路灯一年总耗电量为 333*250*10*365=303862500W,即 303863 度电,人民币 303863 元,LED 路灯
一年总耗电量为 333*50*10*365=60772500W,即 60773 度电,10 公里道路传统路灯一年总耗电量为:
666*250*
365*10=607725000W,即 607725 度电,人民币 607725 元,LED 路灯一年总耗电量为:
666*50*365*10=121545
000W,即 121545 度电,人民币 121545 元,对比情况（如表 3）:
传统路灯LED 路灯
3 公里184325 元36865 元
5 公里303863 元60773 元
10 公里607725 元121545 元
再下面我们来分析光源寿命对比,现今市场流通的路灯光源:
高压钠灯,国产的因质量和技术问题寿命较短,一般
都小于 3000 小时,进口的以菲利普最好,达到 3000-4000 小时,单体 LED 的寿命在 4 万小时以上,集群变成一个特
大功率的 LED 后,它的寿命在 3 万小时以上,等于是现今流通最好的高压钠灯 5 倍以上的寿命,亦即是话,高压钠灯
更换 5 次以上,LED 路灯才更换一次,更换光源成本不在活下,维护费用与及因此而造成的诸多不便已是最明显的对
比,（因路灯用途特殊,更换困难,要花费一定的人力.机器资源才能完成操作）
以上三个图表对比与及寿命对比中可以看出,LED 路灯替代传统路灯在光源成本不占优势,但在铺设费用中,LE
D 路灯已可以将光源成本节省,使用后节省的电费就是收益,还有各自的寿命带来的好处与及坏处,安装的道路越长
节省的费用越大,（以上不包含电杆、安装、维护等费用,实际上安装 LED 路灯所需的费用也远低于安装传统路灯的
费用）
以下是三种长度的道路光源.电费.电缆总成本对比请看
（表 4）
传统路灯LED 路灯
3 公里746325 元678865 元
5 公里1536863 元1184773 元
10 公里4873725 元2719545 元
LED 路灯 50W 与高压钠灯 250W 对比,高压钠灯 400W 的等于 70W LED 路灯,推算方法如此类推,但 LED 路灯的
优势就更明显!
但是介于 LED 路灯光源是截光，理论上的光通量和高压钠灯有一定差距，照明效果不如高压钠灯，我市一直
没有使用过这种新型光源用于道路照明，我们建议在郊区的某条道路先进行试点。
2）高压氙气 HID 路灯
泛光光源，这种产品我们还没有具体接触过，但从一些汽车大灯的使用上，这类灯的光通量及照明效果肯定
能达到要求，据相关资料介绍，氙气路灯能产生比常规路灯（高压钠灯）更高的光效。
节能比高达60% 。
更
加符合国家节能环保的要求。
在同等亮度条件下，150W 的氙气路灯可以直接代替 250W 的高压钠灯，直
接节省 100W 能源，这是最根本的节能效果。
远远超出了现时的新型的“LED 路灯”“无极灯”等的节能
效果。
氙气路灯可能是真真正正适合我市中心城区的路灯产品。
3、对现有照明供配电系统进行优化组合，安装节能设施
对现有照明供配电加装节能系统，我市电网供出的电压普遍偏高，而且还随用电负荷的不同而波动，大部分
电压在晚上 10 点以前较稳定，约为 220V-230V，而 10 点以后普遍升高 10%V 以上，约为 230V-250V，电压
参数的偏高，势必增大电能的损耗，也增大了用电量，根据公式 P=UICOS￠，其中 I=U/R，则 P=U2ICOS￠/R，
由以上公式可知灯泡的功耗与电压的平方成正比，电压参数的偏高，势必增大灯具的能量损耗，增大了用电量。
由于电压每升高 1%，则用电量便会成倍增加，这样，一年的用电量就比额定范围内增加 18%-30%。
这既造成
能源的浪费，也使灯泡及电器配件的使用寿命大大缩短，从而增加维修工作量和路灯运行成本，也增加了电量的
损耗。
由于路灯管理维修项目费用成本主要是电费和维修费，从而增加了经济成本。
投入节能系统不仅节省用电量，还能延长灯具及电器配件的使用寿命、减少维修费用、工人的强度和提高管
理水平。
这样，在创造了良好社会效益的同时也具有明显的经济效益。
节能系统还有一个优点就是自动监测电网
中的不利因素，根据其含量的大小，自动消除降低无功功率和提高功率因素，提高用电质量，稳定用电电压，避
免由电压过高所造成的损害。
装置中还设有滤波部件，对于输入输出回路中的多次谐波有抑制作用，以减少由高
次谐波产生的影响和损耗，从而不会使电网产生电污染。
三、中心城区节能实施方案
为了进一步落实国家“十一五”绿色照明工程实施纲要。
贯彻落实节约资源和保护环境的要求,以城市照明健
康、高效、安全、科学发展的指导原则,对我市城市照明从光源灯具、整个照明供配电系统在内的道路照明和景观
照明系统进行全面改造, 缓解城市照明的快速发展与电力供应紧张之间的矛盾，以实现绿色照明工程实施纲要要
求的主要目标。
实施方案如下:
1、提高路灯智能化控制的覆盖率，以智能化控制系统为平台，以对老线路（控制）改造为手段，加强合理的控
制，尽可能减少无谓的浪费。
目前黄山市中心城区公共照明节能控制及智能管理系统运行功能发挥正常，管理效果显著，对全市现有路灯
中的 8775 盏路灯和城市亮化进行有效的遥控管理，杜绝了以往疲于奔命的运作方式，同时运用各种手段，使我
市 1585.79 千瓦的路灯用电和部分亮化用电进行了有效控制，应用智能化监控管理的科学方法，创造出一个功能
合理，经济实惠，节约能源的照明环境，使节电率达17%左右。
如果按照年用电时间 4150 小时计算，已纳入的
部分年节能 1118774.85 千瓦时，我路灯用电每千瓦时 0.8895 元，预计已纳入我系统的路灯用电年节约电费 99
5150.23 元。
由于城市规模的扩大和新建、改建公共照明项目增加，尚有多处公共照明未纳入智能化管理系统。
而且由于
当时施工条件和施工要求的原因，中心城区很大一部分老路系统达不到控制节能的要求，为进一步提高管理水平，
节能降耗，更好的满足城市文明创建需要，对尚未纳入智能化系统的项目以及老线路进行更好的管理，特提出以
下方案
1、系统扩容：
对现有部分供电线路进行改造，以实现对路灯的分段控制：
路灯智能化管理系统中，节电的实
施，相当重要的手段是对现有的路灯进行分时分段控制，后半夜人流量、车流量减少的情况下适当
关闭一部分路灯，但是由于有的老路段限于当时要求和施工条件不能实施分段控制。
例如：
长干东路只有单相供电线路，无法实施分段控制，现在实施的节能措施是关闭道路一侧
路 灯 ，能达 20% 节 电 率 。
如 果 能 对 该 路 的 路 灯 供 电 线 路 进 行 改 造 实 现 3 相 五 线 制 供 电 ，进 行 改 造 后 ，
在 23 点 30 分 以 后 可 获 得 30% —— 60% 的 节 电 。
而 且 关 闭 道 路 一 侧 会 造 成 光 照 度 不 均 匀 一 侧 很 亮 一
侧 很 暗 ， 而 分 段 分 时 控 制 的 道 路 实 行 1/3 、 2/3 控 制 ， 半 夜 后 两 侧 均 隔 2 亮 1 照 度 均 匀 ， 节 能 效 果
显著；
老城区线路改造工程预算
整合供配电系统，深化节电措施：
（一）设备费用
整合内容
整合控制线路
增设电容补偿
整合供电线路
整合设备
控制柜
补偿柜
电缆
合计
数量
6台
25 台
3000 米
总价
50000 元
150000 元
360000 元
560000 元
（二）工程费用=合计 x40%=224000 元
（三）总造价：
（一）+
（二）=784000 元
公共照明智能化系统扩容工程预算
扩大智能化管理系统，延伸控制范围：
（一）设备费用：
设备名称设备单价数量设备总价备注
路灯控制终端
景观亮化控制终端
楼宇亮化控制智能
（元）
18000
11000
1000
（台）
18
25
40
324000
330000
40000
时钟
主机
移动监测站
10000
8000
1
2
10000
16000
合计
720000
（二）工程费：
约占设备费用的 60%
工程费=合计*60%=432000 元
（三）总造价：
（一）+
（二）=1152000 元
此次系统扩容，路灯和园林景观亮化总功率达到 1155.17 千瓦时，按年开灯时间 4150 小时/年，按节电比
17%计算，可节约电能 814972.44 千瓦时，目前公共照明用电电费 0.8895 元/千瓦时。
预计此次扩容年节约电
费 724917.98 元。
加上已经纳入系统的部分，扩容后新系统可实现年节约电能 1933747.29 千瓦时，年节约电费 1720068.21
元。
2、另外建议进一批新型光源高压氙气 HID 路灯或 LED 路灯更换某条路的高压钠灯，进行试点，对比跟换前后
的日消耗电量，实际测算性价比后再进行推广，预计能进一步节能 10%；
现在 120W LED 路灯市价约为 2500 元一盏，中心城区高压钠灯 7600 盏，全部更换加预留备件需要 8000
盏，一次性投资约 2000 万元，每盏减少功率 130W，全部更换可以减少功率 988KW，按平均每天亮灯 7 个小
时计，算一天就可以节约电能 6916 度，日节约电费 5671.12 元，全年就可以节约电费 2069958.80 元。
2、建议在新安江北岸滨江路进行风能、太阳能路灯的试点。
现在的风能太阳能互补路灯的价格在2.6 万元至
2.8 万元之间，不用安装电缆，不用电费，目前的比较好的蓄电池可以满充放 800 次左右，预计 3 年更新一次蓄
电池，可以保证长期使用。
附表
老线路改造工程预算智能化系统扩容工程预算
项目
线路改造工
程
智能化系统
材料费
（￥）
560,000
施工费（￥） 合计（￥）
224,000 784,000
扩容工程预
算
720,000 432,000 1,152,000
总计
LED 路灯更换预算
1,936,000
项目
LED 路灯
单价（￥）
2,500
数量（盏）
8,000
合计（￥）
20,000,000
太阳能风能互补路灯预算
项目
太阳能风能
互补路灯
单价（￥）
260,000
数量（杆） 合计（￥）
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