公共建筑智能照明节能控制系统研究 _科创中国.docx

公共建筑智能照明节能控制系统研究 在科技日益发展的今天，人们对生活的质量提出了更高的要求，生活的舒适性成为首选。与 此同时，能源以前所未有的速度在消耗，几近枯竭，为此，绿色、环保、可持续发展的观念 被提到日程，深入人心。作为人们生产生活的重要能耗—智能照明的控制系统应用越来越 广泛，同时其控制手段也在不断变化。顺应了绿色建筑的发展需求。健康舒适的绿色照明有 益于人们的身心健康，成为绿色建筑照明设计实现的中心目标，以电气照明智能控制的方式、 光伏发电供电以及控制策略等着手进行考虑，从而进行能源的可持续性以及节约性。 本研究针对公共建筑照明环境的节能问题，对建筑分布式光伏发电供电与照明智能融合控 制进行研究。建筑分布式光伏发电供电系统研究主要结合微电网控制技术，提出了建筑微电 网的概念，并在建筑内部分析研究分布式电源接入问题。结合智能建筑的智能供配电系统和 智能建筑网络通信系统，设计适合以建筑为单元的微电网控制系统，为照明系统提供了绿色 电源。其次以教学楼为典型公共建筑案例，研究了走廊路灯和室内照明的节能控制，主要包 括分季节分时段自动启停控制，人体亮度检测控制；虽然以上控制在实际生活中应用广泛， 但是仅仅只有启停控制，节能效果不佳，针对此缺点重点对天然光运行的和分布规律进行研 究，分析了不同季节天然光对室内照度的影响，从影响室内照度的角度出发，发现控制模型 非精确性、耦合性以及非线性的特征。在此基础上，用模糊数学理论建模，并用基于正交突变策略的改进粒子群算法对该模糊控制器性能进行改善，从而实现对室内光环境的智能控 制，也就是根据房间内的天然光照度，结合实际需求对人工光源的输出及其遮阳设备状态进 行自动控制，以达到对指定区域恒照度的目的。 创新点： （1）针对公共建筑照明环境的节能问题，对建筑分布式光伏发电供电与照明智能融合控制 进行研究。建筑分布式光伏发电供电系统研究主要结合微电网控制技术，提出了建筑微电网 的概念，并在建筑内部分析研究分布式电源接入问题。结合智能建筑的智能供配电系统和智 能建筑网络通信系统，设计适合以建筑为单元的微电网控制系统，为照明系统提供了绿色电 源。 （2）在微电网控制技术中，为了解决分布式发电系统影响传统电网的电压控制和电能质量 的问题,提出了一种孤岛模式下微电网多 DGs 并联运行控制方法。深入分析了微电网孤岛运 行的并网控制机理,在并网运行和孤岛运行以及微电网从并网模式切换孤岛模式时,微电网 智能稳定运行问题，在每个分布式发电系统中，设计控制方法,利用电压电流内环控制用于 调节三相网侧逆变器,功率外环控制用于在微电网孤岛运行时，并联多个 DGs 之间分配功率。 在光伏并网逆变器研究中，针对采用光伏组件独立供电的 H 桥光伏并网逆变器,提出了一种 不平衡功率控制策略，该策略用于解决光伏板直流侧输出功率不均衡问题。该策略通过实时 计算三相交流功率获得三相不平衡功率系数,并依据简化调制算法加入占空比修正量使得三 相不平衡功率系数趋向期望值。 1、推广应用情况（应用证明请标明应用时间） 随着国内建筑技术的发展及业主对建筑物多用途、多功能化的要求，近年来，各地兴建了大 批建筑物，这些建筑物能耗比重越来越大，并且是复杂安装的工程，其更多采用的是新材料 与新技术、更注重使用功能建设、更强调建设成为能够可持续发展的项目等。但目前来说， 能源与发展的矛盾日益突出。建筑节能是缓解我国能源紧缺矛盾、减轻环境污染和实现可持 续发展战略目标的关键一环。而对建筑照明进行有效的智能控制可以大大降低建筑能耗。为 此，本研究从分布式光伏发电、智能优化控制的角度对建筑照明系统的节能问题进行了研究， 研制出一套关于建筑照明的节能控制系统，解决传统建筑用电量过大，浪费能源的问题，促 进我国“节能减排”目标实现有重要的作用和很好的产业化前景。 “公共建筑智能照明节能控制技术应用”研究成果在江苏瑾傲科技有限公司实际工程中得到 了现场应用，应用公司对“公共建筑智能照明节能控制技术应用”课题的先期成果进行了实 验分析，比较系统地论证了建筑光伏发电系统以及建筑照明节能系统的产业化办法，具体地 研究了该系统实施方案策划与措施，探讨了控制系统对降低生产成本、节省能源方面的优势， 认为其具有实际应用价值。 通过 2019 年 12 月至 2021 年 12 月公共建筑智能照明节能控制技术研究的先期成果在项目中 的实际应用，证明建筑分布式光伏发电、供电与照明智能融合控制融合技术提高了建筑照明 系统的节能效率，取得极佳的经济效益和社会效益。 社会效益（限 200 字） 在科技日益发展的今天，人们对生活的质量提出了更高的要求，生活的舒适性成为首选。与 此同时，能源以前所未有的速度在消耗，几近枯竭，为此，绿色、环保、可持续发展的观念 被提到日程，深入人心。作为人们生产生活的重要能耗—智能照明的控制系统应用越来越 广泛，同时其控制手段也在不断变化，顺应了绿色建筑的发展需求。健康舒适的绿色照明有 益于人们的身心健康，成为绿色建筑照明设计实现的中心目标，以电气照明智能控制方式、 光伏发电供电以及控制策略等着手进行考虑，从而实现能源的可持续性以及节约性。 提名意见：（不超过 600 字） 课题组针对公共建筑照明环境的节能问题，对建筑分布式光伏发电供电与照明智能融合控制 进行研究。提出了建筑微电网的概念，并在建筑内部分析研究分布式电源接入问题，设计了 适合以建筑为单元的微电网控制系统，为照明系统提供了绿色电源。其次研究了分季节分时 段自动启停控制；最后用模糊数学理论建模，并用正交-突变策略的粒子群算法对模糊控制 器性能进行改善，从而实现对光环境的智能控制，从而解决传统建筑用电量过大，浪费能源 的问题，促进我国“节能减排”目标实现有重要的作用和很好的产业化前景。 课题组提交资料齐全真实，研究成果丰富，拟提名申请一等奖。 张刚 男 1986.12 副院长 副教授 博士 陈益武 男 1974.12 院长副教授 硕士 侯文宝 男 1983.12 专业主任 副教授 硕士 刘志坚 男 1973.12 科技处处长 教授 硕士 李德路 男 1983.06 无 副教授 硕士 张丽娟 女 1983.12 教师 副教授 硕士 王晓玲 女 1980.8 教师 副教授 硕士