عنوان پایان‌نامه
طراحی سیستم اتوماسیون و کنترل و تشخیص خطا برای روشنایی معابر
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-کنترل
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2374;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 60658
- تاریخ دفاع
- ۲۵ دی ۱۳۹۲
- دانشجو
- محسن ماهور
- استاد راهنما
- فرزاد رجایی سلماسی, تورج عباسیان نجف آبادی
- چکیده
- یکی از مهمترین ویژگی های یک شهر، تامین روشنایی برای تسهیل در رفت و آمد و برقراری امنیت است. از سوی دیگر بخش عظیمی از هزینه شهری مربوط به هزینه های انرژی الکتریکی و تعمیر و نگهداری روشنایی معابر می باشد. هوشمند سازی سیستم کنترل روشنایی معابر به منظور کاهش مصرف انرژی الکتریکی، افزایش طول عمر لامپ ها، پیک زدایی، تشخیص سلامت لامپ و نیز مسایل حفاظتی و امنیتی از اهمیت خاصی در شهرهای هوشمند برخوردار است. در این پایان نامه یک سیستم هوشمند برای کنترل روشنایی معابر طراحی، ساخته و پیاده سازی شده است. عناصر و واحدهای اصلی این سیستم پیشنهادی عبارتند از کنترل کننده پل های روشنایی، انتقال اطلاعات از طریق خط برق براساس پروتکل LON، کنترل کننده میانی، ارتباطات GPRS و نرم افزار مدیریت و کنترل مرکزی. وظایف اساسی سیستم پیشنهادی عبارتند از روشن/خاموش کردن همه و یا گروهی از لامپ ها به صورت متمرکز و یا بصورت اتوماتیک بر اساس روش پیشنهادی برای بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی، تنظیم میزان سطح روشنایی به لامپ ها با هدف کاهش توان مصرفی و کمک به پایداری شبکه وهمچنین تشخیص عیب خرابی لامپ ها بصورت اتوماتیک و ارسال گزارش به نرم افزار مدیریت. بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی با استفاده از الگوریتم جستجوی فراگیر که در کنترل کننده میانی اجرا شده است در هر بازه زمانی نیم ساعته با در نظر گرفتن قیود موجود، از بین هیجده سناریو تشکیل شده از شش سطح روشنایی و سه نوع آرایش گروهی لامپ ها، یکی از آن ها را به عنوان سناریوی برتر و بهینه ساز برمی گزیند. سناریوی برگزیده شده برای بازه زمانی مورد نظر در سیستم هوشمند کنترل روشنایی معابر با هدف کاهش مصرف انرژی الکتریکی اعمال گردیده است. نتایج ارزیابی روش پیشنهادی براساس الگوریتم جستجوی فراگیر برای یک گروه سیصد تایی از لامپ های 150 واتی پرفشار سدیم حاکی از کاهش 30 درصدی هزینه انرژی الکتریکی، میزان انتشار گازهای گلخانه ای و همچنین میزان توان مصرفی لامپ ها در سیستم هوشمند روشنایی معابر است. کلید واژه: سیستم هوشمند کنترل روشنایی معابر، ارتباط از روی خط برق، بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی، الگوریتم جستجوی فراگیر
- Abstract
- Street lighting is one of the most important features of a city, providing safer streets for pedestrians and cars traffic. It also consumes a huge part of a city’s budget in electricity bills and significant resources for maintenance and operations. Smart street lighting systems lay the foundation for becoming a smart city by reducing electricity use, increase lamp life, lamp failure detection, peak shading and safty issues. In this thesis a smart street lighting control system was designed and implemented. The main components of this system are: Monitoring and Management Software, Internet Protocol, Segment Controller, LonWorks Power Line Communication Technology and Outdoor Lighting Controller. Three main objective of the smart street lighting control system are: On/Off switching of a group of street lamps manually or automatically based on proposed method, Applying different pre-specified dimming level to a group of street lamps in order to optimize total electrical energy consumption and Two way communication between street lamps and Management Software in order to detect lamps failure. The naive exhaustive search algorithm optimizes the electrical energy consumption every 30 minutes subject to its constraint. The search space is limited to six dimming levels and the three group arrangements of street lighting lamps. The premier scenario is applied to the smart street lighting control system in order to reduce energy consumption and greenhouse gas emissions. The experimental results for a group of 300 150-watt lamps demonstrate the efficacious and operational of proposed method. The total energy consumption and and greenhouse gas emissions are decreased by 30% in 12 working hours. Keywords: Smart street lighting control system, Power line communication, Optimization of electrical energy consumption, Exhaustive search.
