(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力分配システムであって、
グリッド電源にアクセスするための入力部と、
複数の分岐又はセクションに配置された複数の電気負荷と、
前記グリッド電源から前記複数の電気負荷にグリッド電流を伝導するようになっており、ＲＭＳ電流定格を有する分配ネットワークと、
前記グリッド電源が利用できないときに、同じ分配ネットワークを使用してＤＣ電流を前記電気負荷に供給することにより、前記電気負荷に給電するための複数のＤＣ電源又は中央ＤＣエネルギー貯蔵装置と、
前記ＲＭＳ電流定格以下の時間平均ＤＣ電流を供給するように前記複数のＤＣ電源を制御するようになっているシステムコントローラであって、前記ＤＣ電源の充電状態を考慮することと、各分岐又は各セクションの前記ＤＣ電流が前記ＲＭＳ電流定格を超えないように、時分割方式又はタイムスロットで前記電気負荷の少なくとも一部に給電すべく、前記複数のＤＣ電源の少なくとも一部又は前記中央ＤＣエネルギー貯蔵装置を制御することとを行うようになっているシステムコントローラと、を備える電力分配システム。
【請求項２】
前記グリッド電源は、ＡＣ主電源グリッド電源であり、前記ＤＣ電源は、各分岐又は各セクションと関連付けられており、前記システムコントローラは、
或る分岐内のＤＣ電源を、別の分岐内の前記電気負荷に給電するように制御すること、及び／又は
少なくとも２つの分岐のそれぞれについて、或る分岐内のＤＣ電源を、その分岐内の前記電気負荷に給電するように制御することを行うようになっている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記電気負荷の少なくとも一部が、前記分配ネットワーク内の瞬間ＤＣ電流又は平均ＤＣ電流を前記ＲＭＳ電流定格未満に維持するように、時分割方式でＤＣ電流を受けるようになっている、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記電気負荷のそれぞれと関連付けられた前記ＤＣ電源を備え、前記コントローラは、
前記グリッド電源が利用できない持続時間の長さを取得することと、
前記電気負荷のそれぞれにおける前記ＤＣ電源の充電状態情報を取得することと、
対応するＤＣ電源から前記ＤＣ電流を供給するべき、前記電気負荷の少なくとも一部、及び前記ＤＣ電流を受けるべき、前記電気負荷の他の少なくとも一部を決定することと、
それに応じて、前記複数のＤＣ電源の少なくとも一部と前記負荷の少なくとも一部との間で交換されるべき前記ＤＣ電流を設定することと、を行うように更になっている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記コントローラは、前記ＤＣ電流を供給するべき前記電気負荷の駆動設定、及び／又は前記ＤＣ電流を受けるべき前記電気負荷の駆動設定を制御し、それによって、前記ＤＣ電流を制御するために、前記電気負荷の電力消費を制御するように更になっている、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記中央ＤＣエネルギー貯蔵装置は、バッテリである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記ＤＣ電流をグリッド電力に変換し、前記グリッド電力を前記グリッド電源に供給するようになっているグリッド供給インバータを更に備え、前記複数の電気負荷の少なくとも一部が、時分割方式で前記ＤＣ電流を前記グリッド供給インバータに供給するようになっている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記ＤＣ電源の少なくとも一部が、前記分配ネットワーク上の瞬間ＤＣ電流が第１の持続時間において前記ＲＭＳ電流定格を上回る／超えるように、前記第１の持続時間にわたって同時に前記ＤＣ電流を供給するようになっており、前記ＤＣ電源の前記少なくとも一部は、前記第１の持続時間の後の第２の持続時間にわたって、前記ＤＣ電流の供給を停止するか、又は前記ＲＭＳ電流定格を下回るＤＣ電流を供給するようになっている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記ＲＭＳ電流定格は、周囲温度に応じて可変であり、前記コントローラは、周囲温度に基づいて前記ＲＭＳ電流定格を決定するように更になっている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記分配ネットワークに熱的に結合され、前記分配ネットワークの温度を検知するようになっている温度センサ、又は前記分配ネットワークの前記温度を推定するための温度推定ユニットを更に備え、
前記コントローラは、前記分配ネットワークの前記温度に従って前記ＤＣ電流を制御するように更になっている、請求項１又は９に記載のシステム。
【請求項１１】
周囲温度センサと、前記分配ネットワーク内の瞬間ＤＣ電流レベルに従って前記分配ネットワークの前記温度を推定するためのプロセッサと、を備える温度推定ユニットを備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
照明器具の配列と、
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の電力分配システムと、を備える照明システムであって、
各照明器具が前記電力分配システムの電気負荷であり、前記システムコントローラが光管理システムを備える、照明システム。
【請求項１３】
電力分配方法であって、
グリッド電源にアクセスするステップと、
前記グリッド電源が利用できる場合に、
ＲＭＳ電流定格を有する分配ネットワークを使用して、複数の分岐又はセクションに配置された複数の電気負荷に前記グリッド電源からグリッド電流を伝導するステップと、
前記グリッド電源が利用できない場合に、
同じ分配ネットワークを使用して、前記電気負荷にＤＣ電流を伝導するように、複数のＤＣ電源又は中央ＤＣエネルギー貯蔵装置を使用して、前記電気負荷に給電するステップと、
前記ＲＭＳ電流定格以下の時間平均ＤＣ電流を供給するように前記複数のＤＣ電源又は前記中央ＤＣエネルギー貯蔵装置を制御するステップであって、前記ＤＣ電源の充電状態を考慮し、各分岐又は各セクションの前記ＤＣ電流が前記ＲＭＳ電流定格を超えないように、時分割方式又はタイムスロットで前記電気負荷の少なくとも一部に給電するように、前記複数のＤＣ電源の少なくとも一部又は前記中央ＤＣエネルギー貯蔵装置を制御するステップと、を含む方法。
【請求項１４】
前記グリッド電源はＡＣ主電源グリッド電源であり、前記方法は、
或る分岐内のＤＣ電源を、別の分岐内の前記電気負荷に給電するように制御するステップ、及び／又は
前記分配ネットワーク内の瞬間ＤＣ電流又は平均ＤＣ電流を前記ＲＭＳ電流定格未満に維持するように、前記電気負荷にて時分割方式で前記ＤＣ電流を受けるステップを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータプログラムであって、前記プログラムがコンピュータ上で実行されると、請求項１３又は１４に記載の方法を実施するようになっているコンピュータプログラムコード手段を含む、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にＡＣ電力とＤＣ電力の両方を負荷に分配するための、電力分配システムに関する。ＡＣ電力は、例えば、負荷を主電源駆動するためのものであり、ＤＣ電力はバックアップモードのためのものである。ＤＣ電力は、ローカルバッテリなどのローカルエネルギー貯蔵装置から導出される。
【背景技術】
【０００２】
主電源電力及びＤＣ電力を使用するネットワーク化されたシステムの一例は、照明ネットワークであり、主電源故障中に照明又は少なくとも緊急用照明を提供するためのバックアップモードを有する。この目的のために、システムはバッテリ予備電源を有する。米国特許出願公開第２０１６０１８１８０７Ａ１号は、高いピーク電力需要中に、ＡＣ電源に加えてＤＣ電源が起動され得ることを開示している。
【０００３】
主電源の故障中、一体型バッテリを有するネットワーク化された照明器具がＡＣ主電源グリッドから切り離され、ローカルＤＣグリッドが形成される。このように動作するシステムの例が、国際公開第２０１３／１８２９２７号に開示されている。
【０００４】
ＤＣグリッド電圧はＡＣ主電源グリッド信号の約１０分の１であるので、同じインフラストラクチャを流れる電流は、同じ電力送配を達成するためにＡＣ（ＲＭＳ）電流の１０倍になる。このことは、電力分配ラインの特定のセクションにおいて推奨レベルを上回る温度上昇を招く場合があり、当該温度上昇は、ケーブル絶縁体の劣化を招く場合があり、更に安全上の危険性及びＤＣ／ＡＣモードでの故障を招く場合がある。
【０００５】
ネットワーク化されたバッテリ一体型照明器具では、貯蔵されたエネルギーが、異なる照明器具間で共用される。ケーブルを流れる電流フローは、バッテリの充電状態（state of charge；ＳｏＣ）及び個々のバッテリのランプ負荷に依存する。このことは、ネットワークの一部における所望の電流フローが、定格電流レベルを超える場合があることを意味する。この問題は、総貯蔵が総ピークエネルギー需要要件を下回ることを意味する、低い不等率（diversity factor；ＤＦ）で貯蔵容量が設計されている場合に、更に大きくなる。これは、貯蔵コストを低減するために望ましい。しかし、その結果として、少ないバッテリが多くの照明器具に電力を供給しなければならず、それらの対応する電流が重畳し、電力分配ライン上での過電流を招く。
【０００６】
問題は、負荷パターンの早期予測によって解決することができるが、これは、２つのソースから、すなわち、内部バッテリ及びグリッドの外部電力からの電流の複雑な共用を必要とする。そのような場合、バッテリ一体型照明器具用に設計された通常のＬＥＤドライバを使用することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、分配ラインの様々な異なるセクションにおいて、電流が、分散した負荷の需要をリアルタイムで満たしながらも、関連する定格限度未満に留まるように、電力分配ネットワーク内の電流フローを制御する解決策が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のコンセプトは、電力分配ネットワーク内の電気負荷への及び電気負荷からの電力供給を、ネットワークの電力ラインを流れる時間平均された電流が定格電流レベル未満に留まるように制御することである。より具体的には、全ての電気負荷への電流は、常に全てのＤＣ電源から全ての電気負荷に電流を供給する代わりに、時間共用ベースで制御される。それゆえ、分配ネットワーク上のＤＣ電流は、時分割方式で分割することができ、分配ネットワーク上の時間平均された電流は抑制される。このことは、ケーブルの過熱を回避し、よって、ケーブル損傷のリスクを回避し、また火災の危険性を生じるリスクを抑制する。
【０００９】
本発明は、請求項によって定義される。
【００１０】
本発明の一態様による例によれば、電力分配システムであって、
ＡＣ電源にアクセスするためのＡＣ入力部と、
複数の電気負荷と、
ＡＣ電源から複数の電気負荷にＡＣ電流を流すようになっており、ＲＭＳ電流定格を有する分配ネットワークと、
ＡＣ電源が利用できない場合に、同じ分配ネットワークを使用してＤＣ電流を電気負荷に供給することにより、電気負荷に給電するための複数のＤＣ電源と、
ＲＭＳ電流定格以下の時間平均されたＤＣ電流を供給するように、複数のＤＣ電源を制御するようになっているシステムコントローラと、を備える電力分配システムが提供される。
【００１１】
この電力分配システムは、負荷間でＡＣ電流の分配を可能にするが、負荷間でＤＣ電源からのＤＣ電流の分配も可能にする。これは、例えば、中央に位置するか又は個々の負荷内にあるかのいずれかである、バックアップＤＣ電力を含む、装置のネットワークを対象とする。このことは、余分な配線の必要性を軽減する。ＡＣ電流は典型的に、ＤＣ電流（例えば、バッテリ電圧）よりもはるかに高い電圧（例えば、主電源電圧）で供給されるため、等価な電力伝達の場合、より大きな電流がＤＣ電力伝達中に必要とされる。これらの電流は、分配ネットワークの１つ以上のケーブルの定格電流を超える場合（ネットワーク内には、異なる定格を有する異なるケーブルが存在する場合がある）があり、本発明は、ＤＣ電源を時間共用ベースで供給する際に少なくともＤＣ電源を能動的に制御することにより、この過負荷が回避されることを可能にする。ここで、「ＡＣ電源が利用できない場合に」という限定は、受動的な主電源故障と、ピーク時間における又は需要要求に応じた、主電源からの能動的な切離しとの両方の状況を含む。
【００１２】
本システムは、ＤＣ電力共用モード中、又は分散型バッテリと集中型バッテリの両方からの供給モード中の過電流による、ネットワーク分配ケーブルの絶縁体故障のリスクを軽減する。
【００１３】
一実施形態では、ＤＣ電源の少なくとも一部が、分配ネットワーク内の瞬間ＤＣ電流又は平均ＤＣ電流をＲＭＳ電流定格未満に維持するように、ＤＣ電流を時分割方式で供給するようになっていてもよい。
【００１４】
インテリジェント方式で電流供給時間を共用することにより、ネットワークを流れる電流が制御され得る。
【００１５】
別の実施形態では、電気負荷の少なくとも一部が、分配ネットワーク内の瞬間ＤＣ電流又は平均ＤＣ電流をＲＭＳ電流定格未満に維持するように、時分割方式でＤＣ電流を受けるようになっていてもよい。
【００１６】
同様に、インテリジェント方式で負荷における電流需要時間を共用することにより、ネットワークを流れる電流が制御され得る。
【００１７】
ＤＣエネルギー貯蔵装置が、電気負荷のそれぞれと関連付けられてもよく、コントローラは、
ＡＣ電源が利用できない持続時間の長さを取得することと、
電気負荷のそれぞれにおけるＤＣエネルギー貯蔵装置の充電状態情報を取得することと、
対応するＤＣエネルギー貯蔵装置からＤＣ電流を供給するべき、電気負荷の少なくとも一部、及びＤＣ電流を受けるべき、電気負荷の他の少なくとも一部を決定することと、
対応して、複数のＤＣ電源の少なくとも一部と負荷の少なくとも一部との間で交換されるべきＤＣ電流を設定することと、を更に行うようになっている。
【００１８】
ここで、電気負荷における時分割されたＤＣ電流間のＤＣ電流を含まないギャップが、少なくとも電気負荷内のＤＣエネルギー貯蔵によって満たされる。高充電状態のＤＣエネルギー貯蔵を有する電気負荷は、ＤＣ電流を殆ど又は全く必要としないか、又はＤＣ電源として動作することができる一方、低充電状態のＤＣエネルギー貯蔵を有する電気負荷は、より多くのＤＣ電流を必要とする。ＲＭＳ電流定格を超えないという制約を伴って、異なるＤＣ電流を時分割方式でスケジューリングすることにより、異なる電気負荷が、可能な限り十分に給電され得る。ネットワーク内のＤＣ電流は、このようにして、ローカルバッテリの充電状態などの充電状態情報を考慮する。交換される電流は、ネットワークの異なる部分及びネットワークの異なるケーブルにおいて、電流レベルの異なる組み合わせをもたらすことになる。これらのケーブルは異なる電流定格を有してもよく、設定は、ネットワークの異なる部分における電流（よって、局所的な加熱）を考慮することができる。
【００１９】
更なる実施形態では、コントローラは、ＤＣ電流を供給するべき電気負荷の駆動設定、及び／又はＤＣ電流を受けるべき電気負荷の駆動設定を制御し、それによって、ＤＣ電流を制御するために、電力消費を制御するように更になっていてもよい。
【００２０】
駆動設定は、例えば、照明器具の形態の電気負荷に関する調光レベルであってもよい。電気負荷では、低い駆動設定が、ＤＣエネルギー貯蔵装置内に、他の電気負荷のためのより多くの電力をもたらす。他の電気負荷は、電流需要も調節され得るように異なる駆動設定を有してもよい。駆動設定を調整することにより、ＡＣ電源が利用できない持続時間をより良好にカバーするために、ＤＣ電流の送配が延長され得る。
【００２１】
個々の電気負荷がローカルＤＣエネルギー貯蔵装置と関連付けられる上記の実施形態に加えて又は代えて、複数のＤＣ電源は、中央ＤＣエネルギー貯蔵装置を備えてもよく、複数の電気負荷の少なくとも一部が、時分割方式でＤＣ電流を受けるようになっている。
【００２２】
この場合、例えば中央電力キャビネット内に配置され、電気負荷に電流を分配する１つ以上の中央貯蔵装置が存在する。次いで、負荷は、ネットワークのケーブル内での電流過負荷を防止するために時分割方式で電流を受ける。
【００２３】
更なる実施形態では、本システムは、ＤＣ電流をＡＣ電力に変換し、ＡＣ電源に供給するようになっているグリッド供給インバータを更に備えてもよく、複数の電気負荷の少なくとも一部が、時分割方式でＤＣ電流をグリッド供給インバータに供給するようになっている。
【００２４】
それゆえ、ＤＣ電流は、余分な電力（例えば、ソーラー発電エネルギー）を電気グリッドに戻すために使用されてもよい。これは典型的に、ＤＣ電源の全体的な充電状態及び電気負荷の需要状態に応じて、ＡＣ供給が利用できるか又は利用できない場合に実行され得る追加のオプションである。代わりに、ローカルエネルギー貯蔵は、低価格点でグリッドから電力を引き込み、電力を使用するか又は高価格点でグリッドに電力を戻すための、時間シフトに使用されてもよい。ローカルエネルギー貯蔵の全てが長い持続時間にわたって同時に電力を放出する場合に、分配ラインがリスクに直面し得ることが理解され得る。それゆえ、この実施形態は、ローカルエネルギー貯蔵が、時分割方式でグリッド供給電力を供給することを提案する。
【００２５】
ＤＣ電源の少なくとも一部が、分配ネットワーク上の瞬間ＤＣ電流が第１の持続時間においてＲＭＳ電流定格を上回るように、第１の持続時間にわたって同時にＤＣ電流を供給するようになっていてもよく、ＤＣ電源の少なくとも一部は、第１の持続時間の後の第２の持続時間にわたって、ＤＣ電流の供給を停止するか、又はＲＭＳ電流定格を下回るＤＣ電流を供給するようになっていてもよい。
【００２６】
本システムは、電流を常に定格ＲＭＳ電流未満に維持してもよい。しかし、この例では、電流は代わりに、短い時間にわたって定格電流を超えることを許容される。このことは、バースト動作モードを規定する。平均電流は、依然として定格電流未満に維持される。
【００２７】
ＲＭＳ電流定格は、周囲温度に応じて可変である場合があり、コントローラは、周囲温度に基づいてＲＭＳ電流定格を決定するように更になっている。
【００２８】
定格電流を超えることによる問題は典型的に、局所的なケーブルの加熱である。それゆえ、局所的な加熱が問題となる電流は、実際には周囲温度に依存する。周囲温度は、ワイヤの放熱性に影響を及ぼし、よってワイヤによって達する温度に影響を及ぼす。周囲温度が高い場合、特定の電流限度によって発生した熱は、良好に消散することができず、ワイヤを加熱する。それゆえ、周囲温度を監視することにより、実際の電流限度が、より正確に評価され得る。
【００２９】
更なる実施形態では、周囲温度センサと、分散ネットワーク内の瞬間ＤＣ電流レベルに従って分配ネットワークの温度を推定するためのプロセッサと、を備える温度推定ユニットが設けられてもよい。
【００３０】
局所温度は、直接測定される必要はなく、少なくとも電流レベルに基づいて推定することができる。
【００３１】
それゆえ、本システムは、
分配ネットワークに熱的に結合され、分配ネットワークの温度を検知するようになっている温度センサ、又は分配ネットワークの温度を推定するための温度推定ユニットを更に備えてもよく、
コントローラは、分配ネットワークの温度に従ってＤＣ電流を制御するように更になっている。
【００３２】
この温度は、全体的な周囲温度ではなく、分配ネットワークでの温度又は分配ネットワークの局所的な部分での温度に関連し得る。このことは、より正確な電流制御を可能にする。
【００３３】
本システムコントローラは、少なくとも２対のＤＣ電源と電気負荷を選択するようになっていてもよく、分配ネットワークのうち少なくとも２対を接続する部分が重なり合わず、２対は、各対のＤＣ電流が本質的に切り離されるように、ＤＣ電流を同時に交換する。それゆえ、ネットワークの異なる部分が、互いに切り離されてもよく、それぞれのＤＣ電流を同時に流すことができる。
【００３４】
本発明は、照明システムであって、
照明器具の配列と、
上で定義された電力分配システムと、を備え、各照明器具が電力分配システムの電気負荷であり、システムコントローラが光管理システムを備える、照明システムも提供する。
【００３５】
本発明の別の態様による例は、電力分配方法であって、
ＡＣ電源にアクセスするステップと、
ＡＣ電源が利用できる場合に、
ＲＭＳ電流定格を有する分配ネットワークを使用して、ＡＣ電源から複数の電気負荷にＡＣ電流を流すステップと、
ＡＣ電源が利用できない場合に、
同じ分配ネットワークを使用して、複数のＤＣ電源を使用して電気負荷にＤＣ電流を流すように、電気負荷に給電するステップと、
ＲＭＳ電流定格以下の時間平均されたＤＣ電流を供給するように複数のＤＣ電源を制御するステップと、を含む方法を提供する。
【００３６】
本方法は、
分配ネットワーク内の瞬間ＤＣ電流又は平均ＤＣ電流をＲＭＳ電流定格未満に維持するように、ＤＣ電源からＤＣ電流を時分割方式で供給するステップ、及び／又は
分配ネットワーク内の瞬間ＤＣ電流又は平均ＤＣ電流をＲＭＳ電流定格未満に維持するように、電気負荷にて時分割方式でＤＣ電流を受けるステップを含んでもよい。
【００３７】
本発明は、少なくとも部分的にソフトウェアにおいて実装されてもよい。
【００３８】
本発明の別の態様は、電気負荷のピーク電流需要がＲＭＳ電流限度を超える場合に、ケーブルのＲＭＳ電流限度を克服する解決策を提案する。より具体的には、
電力分配システムであって、
グリッド電源への入力部と、
各電気負荷がローカルＤＣ電源を有する、複数の電気負荷と、
グリッド電源から複数の電気負荷にグリッド電流を流すようになっており、ＲＭＳ電流定格を有する分配ネットワークと、
グリッド電源からのグリッド電流がＲＭＳ電流定格を超えないように、電気負荷の電力要件に従ってローカルＤＣ電源から電力を取り出すべく、電気負荷の少なくとも一部を制御するようになっているシステムコントローラと、を備える電力分配システムが提供される。
【００３９】
この態様では、ローカルＤＣ電源からの電力は、グリッド電源からの電流要件を、電流定格未満となることを確実にするように抑制する。それゆえ、電気負荷は、分配ネットワークが提供できるものよりも高い用途に対応することができる。これは、分配ネットワークを刷新することなくシステムの性能／容量を改良し、非常に便利／低コストである。
【００４０】
この態様は、スタジム、ステージなどでの光ショーにおける短いが強い光パルスのような、一時的な高電力要件を伴う用途にとって有用である。通常の又は低い電力要件の時点で、ＤＣ電源は、次の一時的な高電力要件のために充電され得る。
【００４１】
本システムコントローラは、ＤＣ電源に残されたエネルギーに従って電気負荷の出力電力を調節するように更になっている。これは、分配ネットワークとＤＣ電源の両方が、電気負荷の電力要件に対応できない場合、電気負荷の出力電力が抑制され得ることを意味する。照明用途では、出力電力の抑制が、照明デバイスを減光することによって実施される。オプションは、電気負荷が照明デバイスである場合に、照明効果のソフト、コントラスト、色バランスなどに基づいてもよい。
【００４２】
更に、電気負荷は異なるグループとして優先順位を付けられることができ、システムコントローラは、優先順位の高いグループにおける電気負荷の電力要件を満たし、優先順位の低いグループにおける電気負荷の出力電力を調節するようになっている。優先順位は、優先順位の高いグループがレイアウトの主要／重要なトポロジーを形成できる一方、優先順位の低い地面が主要／重要なトポロジーに追加され、レイアウト全体を完成できるように、電気負荷のレイアウトに従って設定されることができる。
【００４３】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以降で説明される実施形態から明らかとなり、それらの実施形態を参照して解明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
ここで、本発明の例が、添付図面を参照して詳細に説明される。
【図１】ローカル貯蔵要素にそれぞれ関連付けられた照明器具のセットを示す。
【図２】ＡＣ電源が切断されている動作用モードを示す。
【図３】不等率０．９の場合に異なるケーブルセクションを流れる電流の例を示す。
【図４】不等率０．８の場合に異なるケーブルセクションを流れる電流の例を示す。
【図５】本発明の例による制御スキームを不等率０．８の場合で示す。
【図６】ケーブル容量によって対応し得るよりも多くの照明器具が電流を要求し、温度プロファイリングによって対応されている状況を示す。
【図７】ケーブル容量によって対応し得るよりも多くの照明器具が電流を要求し、調光プロファイルによって管理されている状況を示す。
【図８】照明ネットワークが、グリッド供給インバータを介してＡＣ主電源に接続し得ることを示す。
【図９】電力分配ネットワークの配線に接続する集中型バッテリが存在し得ることを示す。
【図１０】電力分配方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本発明は、ＡＣ電源を受け、分配ネットワークを介して複数の電気負荷に電力を供給する、電力分配システムを提供する。本システムは、ＡＣ電源が利用できないときに使用するための複数のＤＣ電源を有する。システムコントローラが、分配ネットワークの電力ラインのＲＭＳ電流定格以下の時間平均されたＤＣ電流を供給するように複数のＤＣ電源を制御する。
【００４６】
以下の説明は、電気負荷がバッテリ一体型照明器具であり、それらの一部が、ＤＣ供給として使用される一方で、他の一部がＤＣ電力を受ける、本発明の実施形態を最初に記述する。主電源電力の故障又はアクティブな需要要求の間、ネットワーク化されたバッテリ一体型照明器具が、主電源（又は他のＡＣグリッド）から切り離され、ローカルＤＣグリッドが形成される。ネットワーク化されたバッテリ一体型照明器具では、当該バッテリ容量が当該終了に近づいている照明器具、又は、未使用、若しくは、調光などのより低い使用のいずれかに起因して、当該バッテリが利用されていない照明器具の間で、電力交換が起きる。
【００４７】
一般に、形成されたＤＣ分配ラインは、ＤＣ供給電圧がＡＣ電圧よりも低いことが多いため、同じ電力を供給する際にＡＣネットワーク内の定格電流よりも大きな電流を流すことになる。しかし、適用の状況では、ＡＣネットワークは、ＤＣ分配ラインとして再使用される。
【００４８】
本発明は、電流に対する複数の同時要求時に、分配ラインの温度上昇を限度内に保つために監視及び管理が必要とされる、という認識に基づいている。定格限度を上回る分配ケーブル内の電流は、温度上昇をもたらし、絶縁体の劣化及び最終的な破損を招く場合がある。これは、火災及び感電の危険性ももたらし得る。
【００４９】
分配ネットワークの低温セクションに沿って安全に通過する最大電流は、高温セクションに沿うよりもはるかに大きくてもよい。それゆえ、重要かつクリティカルな負荷を満たすために、特定のセクションでは、特定の時間にわたって、公称定格電流よりも大きな電流が許容され得る。
【００５０】
当該問題は、ＤＣシステムがより低い不等率（ＤＦ）で設計され、総貯蔵が、総ピークエネルギー需要要件よりも少ない場合に生じやすい。ＤＦの低下により、管理はよりクリティカルとなる。
【００５１】
本発明によれば、光管理システムＬＭＳなどの中央コントローラが、ネットワーク内の異なる照明器具のエネルギーニーズの要件をマッピングするために使用される。マッピングに基づいて、各照明器具は、分配ネットワークの異なるセクションの電流が定格限度内であることを確実にするために、ＤＣグリッドに対するそれらの入力電流又は出力電流（又は電力）を制御するように指示される。
【００５２】
図１は、（グループＡ〜Ｊに配置された）照明器具のセットを示す。グループ内の各照明器具は、１〜４に付番されており、各照明器具は、ＬＥＤ装置などの１つ以上の照明要素を備える。グループは、例えば建物の階又は部屋であってもよい。各照明器具は、例えば、ローカル貯蔵要素（例えば、バッテリ）と関連付けられ、各照明器具の一部として、バッテリ充電コントローラが存在する。
【００５３】
照明器具のセットは、絶縁スイッチ１２を介してＡＣ電源１０によって給電される。図１は、１０個の照明器具グループＡ〜Ｊのセットを有するシステムを示すが、６個（Ａ〜Ｆ及びＪ）のみが示されている。
【００５４】
図１は、照明器具が全てＡＣグリッドによって電力供給され、通常動作モードで動作するときの構成を示す。照明器具は、複数の分岐ケーブルＷ２によって主ケーブルＷ１に接続される。例として、（ＲＭＳ  ＡＣ電流定格又はＤＣ電流定格である）定格は、主ケーブルＷ１について１０Ａであり、分岐ケーブルＷ２について２Ａである。
【００５５】
各照明器具は、ローカルバッテリ１３（簡略化のために照明器具Ｊ４についてのみ示されている）を有する。
【００５６】
図１では、主ケーブルは、電源端で５Ａの最大電流を伝え、照明器具の各グループは、０．５Ａを引き込む。
【００５７】
図２は、ＡＣ電源１０がスイッチ１２によって切断され、照明器具がＤＣグリッドを形成する、動作用モードを示す。この場合、不等率ＤＦ＞１であり、ローカルＤＣエネルギー貯蔵装置が、対応する／関連付けられた照明器具の電力ニーズを満たすことができることを意味するため、ある照明器具から別の照明器具へのいかなる電流フローも必要とされない。各照明器具の貯蔵容量は、需要側管理（demand side management；ＤＳＭ）の最大可能要求を満たすように設計される。しかし、この理想的であるが高価な計画は、貯蔵容量の非効率的な使用をもたらす。
【００５８】
図３は、不等率０．９の場合に異なるケーブルセクションを流れる電流の例を示す。分配ネットワークの一部のセクションを流れる電流は、２Ａの定格分岐電流を超える電流を示す。
【００５９】
外部電流を要求している照明器具が、「Ｘ」で記される。それらは全て、この入力電流により直接照明するように、２Ａの電流フローを要求すると想定される。追加の需要を満たすことができるエネルギー貯蔵を有する照明器具が、「Ｙ」で記される。それらは、５Ａの電流フローを送ることができると想定される。
【００６０】
分かるように、分岐電流は、５Ａを送る２つの照明器具が存在するため、分岐のＤ分岐で１０Ａである。この１０Ａの電流は、上述されたワイヤの１０Ａの定格に既に達し、上述された２Ａの定格を超えている。
【００６１】
図４は、不等率０．８の場合に異なるケーブルセクションを流れる電流の例を示す。分配ネットワークの一部のセクションを流れる電流は、定格電流を超える電流を再び示す。
【００６２】
外部電流を要求している照明器具が、再び「Ｘ」で記される。それらは全て、この入力電流により直接照明するように、２Ａの電流フローを要求すると想定される。需要を満たすことができるエネルギー貯蔵を有する照明器具が、「Ｙ」で記される。それらは、５Ａの電流フローを送ることができると想定される。
【００６３】
分かるように、分岐電流は、分岐の多くで２Ａの定格を超えており、１６Ａの電流フローを有する１つのセクションがある箇所では、主電源分岐電流定格も超えている。
【００６４】
この問題は、本発明によって対処される。
【００６５】
本発明は、占有率、バッテリＳｏＣなどの変化により、ネットワーク内の様々な照明器具のエネルギーニーズが動的に変化することになるので、電力分配マッピングを適宜変更する必要がある、との認識に基づいている。ネットワーク分配ライン内の電流は、常に変化しているので、最大許容電流も、異なるセクションにおけるケーブルの異なる温度上昇に起因して変化することになる。ＡＣグリッド供給から移行後のＤＣグリッド形成中に、分配ラインの電力伝達容量の全てが完全に利用され得るように、より高度な負荷容量管理がもたらされる。加えて、不等率が低い場合ほど多くのインテリジェンス能力及び頻繁なマッピングがもたらされる。
【００６６】
本発明は、電力分配ネットワークの様々なラインにおいてＲＭＳ電流定格以下の時間平均されたＤＣ電流を供給するように、複数のＤＣ電源（バッテリ）を制御するシステムコントローラを使用する。
【００６７】
図５は、不等率０．８の場合の制御スキームを示す。
【００６８】
ＤＣグリッドへの電流供給、又はＤＣグリッドからの電流引き込みのタイミングは、タイミング時点ｔ０〜ｔ４で４つの時間（すなわち、時間０〜１、１〜２、２〜３及び３〜４）に区分される。
【００６９】
照明器具間のエネルギー交換は、異なるセクションを流れる電流が定格限度内となるように制御される。照明器具の異なる組み合わせ間でのエネルギー交換が、異なるタイムスロットで起きる。
【００７０】
外部電流を要求している照明器具が、再び「Ｘ」で記される。それらは全て、照明するために２Ａの電流フローを要求すると想定されるが、電流フローはもはや連続的ではなく、それらのローカルなＤＣエネルギー貯蔵が、不連続的な電流供給のギャップを埋めるために使用される。需要を満たすことができるエネルギー貯蔵を有する照明器具が、再び「Ｙ」で記される。それらは、分岐ワイヤの定格電流を満たすために、２Ａの電流フローを送るように制限されると想定される。図５は、電流が供給されるか又は引き込まれるときのタイムスロットを示す。表１は、異なるタイムスロットでの異なる分岐内の電流を示す。
【００７１】
【表１】
0006758530.tif 000002
【００７２】
上記のマップからは、各分配分岐内の電流が、異なるタイムスロットで限度内、すなわち２Ａ内であることが分かる。
【００７３】
緊急用電源が主電源切離しの持続時間にわたって有効に留まるように、ネットワーク全体で必要とされる電力伝達が依然として達成され得る場合、この時間共用は妥当である。これは、個別の状況によって、可能となる場合があり、又は可能とならない場合がある。
【００７４】
いかなる分岐でも、任意の時間で１つの照明器具のみが、２Ａを引き込んでいるか又は２Ａを送っている。代替案は、複数の電流が依然として定格電流を満たしながら流れ得るように、電流を小さくすることである。基本的なコンセプトは、定格電流レベルを超えることを防止する動的な方法で電流定格を考慮することである。
【００７５】
コントローラは加えて、温度プロファイリングを考慮することができる。
【００７６】
この場合、コントローラは、平均電流を依然として限度未満に維持しながら、電流レベルが特定の期間にわたって公称定格電流を上回ることを許容する。
【００７７】
例えば、図６では、照明器具Ａ１が、ｔ３までなど追加の量Δｔだけ時間ｔ２を超えて電流を引き込み続けてもよく、追加の照明器具Ｃ２も、ｔ０からｔ２まで電力を要求する。そのような場合、Ｙで記された照明器具は、定格容量を超える電力、すなわち、Ｅ分岐及びＦ分枝それぞれから少なくとも３Ａ、又は、（図６に示されるように）Ｅ分岐及びＦ分枝それぞれから４Ａ、２Ａを供給しなければならない。加えて、分岐Ａでは、ｔ２及びｔ３の間に定格容量を上回る電流が流れる。上記の例は、異なるセクションでより大きな電流を許容できる一方で、ケーブルの温度上昇が、当該追加の期間Δｔ、すなわちｔ３〜ｔ４で抑制され得る。表１と同様に、表２は、異なるタイムスロットでの異なる分枝内の電流を示す。特定のタイムスロットで、１つ以上の分岐電流の電流が定格値を上回り、その後のタイムスロットでより小さくなることを観察することができる。これは、分配ラインケーブルの温度プロファイルに依存する。
【００７８】
【表２】
0006758530.tif 000003
【００７９】
使用され得る追加の時間Δｔは、ケーブルの定常状態温度定格及び最大過渡温度定格に依存する。例えば、摂氏６５度が通常の温度限界であり、摂氏１００度が緊急時の温度限界である場合、時間Δｔは、ケーブルが摂氏１００度の温度、すなわち摂氏３５度の温度上昇に達するのに必要な時間であり、Δｔ１は、通常の運転温度に再び達するための時間である。
ΔＴ＝（Ｉ２−Ｉ２ｒａｔｅｄ）＊Ｒ＊Ｋ＊（１−ｅαｔ）
【００８０】
式中、ΔＴ＝摂氏で表される温度上昇であり、Ｉはワイヤ内の電流であり、Ｉｒａｔｅｄはケーブルの定格電流であり、Ｒはケーブルの抵抗であり、Ｋ＝Ｃｍ／Ｗは温度係数であり、αは時定数である。
【００８１】
上記の式より、追加の時間Δｔは、ケーブルの特性から導出することができる。経験則に基づくより簡単な式も存在し得る。
【００８２】
図７は、ケーブル容量によって対応できるよりも多くの照明器具が、電流を要求している（再び「Ｘ」で記される）状況を示す。電流を所望のレベルに抑制するための図５の時分割アプローチは、主電源切離しの全持続時間にわたって予備電力を供給できるようにネットワーク全体で必要とされる電力伝達を達成することと両立しない場合があり得る。
【００８３】
コントローラは、外部の電流（すなわち、電力）を要求している照明器具が、電流需要を抑制するために調光モードに入るべきであるとの決定を下すことができる。例えば、２ＡのＤＣ動作電流を受ける代わりに、一部の照明器具が、１．５Ａ又は１ＡのＤＣ動作電流を受け得るが、調光レベルは、７５％又は５０％の調光に設定される。
【００８４】
更なる実施形態では、主電源切離しの全持続時間が長すぎると分かった場合、ＤＣ電流を供給する照明器具の調光レベルも、より多くのエネルギーを供給して主電源切離しの持続時間をより良好にカバーするように下げることができる。
【００８５】
各照明器具に対する入力電流又は出力電流も、バッテリの充電状態（ＳｏＣ）、付近の周囲温度、及び個々の照明器具の電流需要に基づいて、動的に変更されてもよい。それゆえ、分配マッピングは、リアルタイムで動的に変化し得る。
【００８６】
中央コントローラでの演算の手間を抑えるために、各照明器具は、当該ＳｏＣ、現行の照明負荷及び予測される照明負荷、並びに付近の周囲温度に基づいて、異なるタイムスロットでどの程度の最小電流がＤＣグリッドから必要とされるかを決定することができる。これは、中央コントローラと照明器具との間の通信が短時間にわたって中断されるときは常に、更に有用であろう。それゆえ、個々の各照明ノードは、ＤＣグリッド分配ラインにおけるワーストケースシナリオを予測することによって、需要時間及び関連するバッテリのＳｏＣに基づいて、当該電流需要を最小に制限し得る。
【００８７】
適用される電流限度は、稼働時間中に式を使用して計算することができ、又は前もって計算して表形式で予め記憶しておくことができる。
【００８８】
図８は、照明ネットワークが、グリッド供給インバータを介してＡＣ主電源１０に接続し得ることを示す。図は、全ての照明器具（すなわち、それらのローカルバッテリ）が、（タイミング時点ｔ１〜ｔ５を用いた）時分割多重方式でグリッドに電流を供給していることを示す。
【００８９】
上記の例は、分散型エネルギー貯蔵に基づいている。図９は、装置８２から離れて電力分配ネットワークの配線に接続する集中型バッテリ８０が存在し得ることを示す。これは、照明器具でのローカルＤＣ電源に加えてもよく、又はそれに代えてもよい。集中型バッテリが、照明器具とグリッドの両方への供給のために、分配ライン内の電流を更に制限することを可能にする。例えば、図９の中央ブロックは、図５に示されたような照明器具グループＡ〜Ｄであり、それらは、集中型バッテリ８０によって時分割方式で供給される４Ａ  ＤＣ電流を共用している。グリッド供給のための別の例では、図９の中央ボックは、図８に破線矢印で示されるように時分割方式で６Ａ  ＤＣ電流を供給する、図８に示されるような照明器具グループＡ〜Ｃであってもよく、１０Ａの合計電流が、図９に破線矢印で示されるようにグリッド供給インバータ７０に入る。
【００９０】
システムコントローラは、少なくとも２対のＤＣ電源と電気負荷を選択するようになっていてもよく、分配ネットワークのうち少なくとも２対を接続する部分が重なり合わず、２対は、各対のＤＣ電流が本質的に切り離されるように、ＤＣ電流を同時に交換する。それゆえ、ネットワークの異なる部分が、互いに切り離されてもよく、それぞれのＤＣ電流を同時に流すことができる。
【００９１】
図１０は、電力分配方法を示す。本方法は、ＡＣ電源がアクセスされるステップ９０で開始する。
【００９２】
ステップ９２では、個々の照明器具のバッテリの充電状態、照明器具の負荷、及び各照明器具での周囲温度が記録され、中央コントローラに提供される。
【００９３】
ステップ９４では、主電源故障、（ユーティリティ供給元からの負荷管理目的の要求であり得る）主電源グリッドからの切断のための需要要求（demand request；ＤＲ）、又は、例えば負荷シフトのための、他の需要側管理（ＤＳＭ）要求があるかが判定される。そのような故障又は要求がない場合、ランプはステップ９３でＡＣ駆動され、方法は、ステップ９２に戻って、継続的な更新及び監視を提供する。
【００９４】
それゆえ、ステップ９３の間、ＡＣ電流が、（当該様々なＲＭＳ電流定格を有する）分配ネットワークを使用して、ＡＣ電源から複数の電気負荷に流される。
【００９５】
主電源故障、又は需要側管理（ＤＳＭ）行動若しくはＤＲ要求がある場合、主電源は、ステップ９６で絶縁スイッチを使用して切り離され、全ての照明器具がＤＣグリッドを形成するように指示される。
【００９６】
ステップ９８では、主電源切離しが必要とされる時間Ｔが決定される。これは、（例えば、ＤＲ要求の場合）ユーティリティ供給元から取得されてもよく、又は前もって予測されるか又は知られていてもよい。
【００９７】
ステップ１００では、バッテリＳｏＣが時間Ｔの間の照明需要を満たすのに十分であるかが判定される。そうであれば、負荷は、ステップ１０２でローカルバッテリによって満たされる。それゆえ、ＤＣグリッドモードが有効にされるが、ネットワーク周辺で電力を伝達する必要はない。それゆえ、これは、設計によって定格電流要件を満たすデフォルト動作である。本方法は、ステップ９２に戻って監視を継続する。
【００９８】
バッテリが需要を満たせない場合、ステップ１０４で、照明器具は、例えばＤＣグリッドからの、２Ａの照明電流を必要とする最小時間Ｔｍｉｎを決定し、中央コントローラに要求する。そのような要求は全て、中央コントローラで分配マップにマッピングされる。
【００９９】
ステップ１０６では、ネットワーク内の各電力ラインの総電流が、ネットワーク全体に電力を伝達するというニーズを依然として満たしながら、上で説明された時分割制御を使用することによってネットワークの定格電流未満に維持され得るかが判定される。そうである場合、ステップ１０８で、負荷は、時間共用によりＤＣ分配グリッドによって満たされる。ＳｏＣ、ランプ負荷及び周囲温度も、ステップ１０９で更新され、ステップ１０６での監視が繰り返される。
【０１００】
形成されたＤＣグリッドは、需要要件及び電流定格要件を満たすことができる。
【０１０１】
電流定格の問題がある場合、ステップ１１０では、上述の時分割方式で、ＤＣグリッドへの電流シンク及び／又は電流供給の時分割多重化（図１０にΔＤとして示される）が、残りの時間にわたって実施される。異なる分配セクション全体での電流の変化が、特定のセクションケーブルの電流定格に関して起きる。
【０１０２】
次いで、この時分割方式を前提として、分配ラインの温度及び時間Ｔにわたる電力可用性を含む全ての制約が満たされるか否かのチェックがある。このチェックは、シミュレーションによって行うことができる。代わりに、本システムは、しばらくの間稼働することができ、データは、チェックのために収集され得る。肯定の場合、ステップ１１１で、ＳｏＣ、ランプ負荷、及び周囲温度が更新される。否定の場合、複数の可能な時分割が存在し得るときに、時分割の変更（図１０にΔＤとして示される）が行われてもよく、これらの変更は、設定された回数で行われる。カウント（Ｃ）が維持され、ステップ１１２で、最大カウント（Ｎ）に達したかが判定される。
【０１０３】
本プロセスは、カウントの閾値数に達していない限り、ステップ１１０にループバックして新たな時分割を見出す。カウントの限度に達すると、このＤＣ電流レベルで全ての制約を満たすことができず、更なる措置を行う必要があると判定される。
【０１０４】
カウントは、最適な時間で最適な解決策に到達するための、中央コントローラの処理速度及び照明器具の数に基づく任意の数（１０、１００又は１０００など）とすることができる。タイムアウトカウンタが、許容可能な時分割に達することのない過大な計算を回避するために使用される。適切な時分割が見出せない場合、電流がワイヤレートを超えること、又は照明器具を更に減光することなどを許容する、他の対策を取る必要がある。
【０１０５】
ステップ１１４で、本システムは、照明器具の所与の望ましい電流及びネットワークの定格電流の下で許容可能な時分割に達しない場合があり、それゆえ、本システムは、（図１０に示されるようにΔＩｍａｘだけ増加する）シンク／供給電流が、表２を参照して上述された限定された期間にわたって特定の最大電流定格まで、ネットワークの定格電流を上回ることを許容する。
【０１０６】
ステップ１１６では、流れることになる電流が変更された最大設定値を満たすかが判定される。それらが満たされる場合、形成され改変されたＤＣグリッドは、時分割アプローチと温度プロファイリングの両方を使用することによって、需要要件及び電流定格要件を満たすことができる。それゆえ、ＤＣグリッド動作は、ステップ１１７で実行される。
【０１０７】
ＳｏＣ、ランプ負荷、及び周囲温度は、ステップ１１８で更新される。
【０１０８】
温度プロファイリングが需要の充足をもたらさない場合、中央コントローラは、電流需要が改変され得るように、ステップ１２０で調光を実行するように照明器具に指示する。照明器具の選択は、最小数の照明器具が影響を受けるように最適化される。加えて、照明器具の選択は、例えば、建物レイアウトの全体にわたる。
【０１０９】
プロセスは、ステップ１２２で終了し、開始に戻る。
【０１１０】
上記の様々な措置は共に、ローカルＤＣ電源が、電力分配ネットワーク全体でＲＭＳ電流定格以下の時間平均されたＤＣ電流を供給することを確実にする。
【０１１１】
温度センサが異なるセクションでケーブル温度を監視することは必要とされない。測定又は推定された室温と、分配ラインの異なるセクションを流れる電流との両方に基づいて、異なるセクションに関するケーブル温度の上昇が、中央コントローラによって推定され得、電流限度は最適化され得る。
【０１１２】
異なるサイズ及び特性のケーブルが異なるセクションで使用される場合、電流及び周囲温度に加えて、中央コントローラは、ケーブルサイズ及び絶縁体情報をマッピングすることができる。
【０１１３】
一部の照明器具に関する電流限度は、周囲温度又は室温が低下する可能性がある場合に増加されてもよい。
【０１１４】
本発明は、特に分散型バッテリからのグリッド供給を対象とする。バッテリは、中央グリッド供給インバータによって、電圧調整なしに異なるタイムスロットでグリッドに電力を供給することができる。
【０１１５】
本発明は、屋内用途におけるネットワーク化されたバッテリ一体型照明器具を対象とする。しかし、それは、ネットワーク化されたバッテリ一体型の屋外道路照明システムに使用することができる。
【０１１６】
本発明は、照明負荷に限定されない。同じアプローチは、主電源故障時に緊急的な機能性をもたらすためのＤＣ予備電源を使用する、主電源によって電力供給される負荷からなる任意のネットワークに使用されてもよい。例は、センサ又はアクチュエータのセーフティクリティカルネットワークである。分散型のユニバーサル電源も、ＤＣモードでバッテリ電力を共用し得る。
【０１１７】
要約すると、本発明は、ネットワーク内の異なる照明器具のエネルギーニーズの要件をマッピングするために、例えば光管理システムの、中央コントローラを使用しており、マッピングに基づいて、各照明器具は、グリッドに対する当該入力電力又は出力電流（又は電力）を制御するように指示され、分配ラインの異なるセクションにおける電流が定格限度内であることを確実にする。個々の照明ノードは、現在のＤＣグリッド分配ラインにおけるワーストケースシナリオを予測して、需要時間及びそれに関連付けられたバッテリの充電状態に基づいて、電流需要を最小に制限することができる。一例では、バッテリが、中央グリッド供給インバータによって、電圧調整なしに異なるタイムスロットでグリッドに電力を供給することができる。それは、集中型バッテリが、ＤＣバス上の電流を制限することによって、グリッド及び当該照明器具に電力を供給することも可能にすることができる。
【０１１８】
入力電力及び出力電流の設定値は、動的に変更されてもよく、本システムは、周囲温度も考慮してもよい。
【０１１９】
本発明の別の態様では、スタジアム／ステージ照明に使用される照明器具にバッテリを追加することが提案される。これらのバッテリは、必要とされる電力がケーブル定格よりも大きい場合に、照明器具に電力を供給する。バッテリは、照明器具の電力がケーブル定格よりも小さいときに充電される。バッテリは、充電前のＳｏＣ推定によって動的な充電制御を伴う可変電力によって充電される。
【０１２０】
大々的な照明プログラムは、ほとんどが前もって準備され、シミュレーション及び現実のスタジアムで試験される。提案された発明では、照明ショーのデータが、照明器具に伝達され、照明器具は、電力要件を限度内に保つためにバッテリへの又はバッテリからのエネルギーフローを最適化するように、個々に又はグループでのいずれかで自律的に適切な行動をとる。照明効果のための照明器具の電力要件に基づいて、異なるケーブルセクションを流れる電力が計算される。閾値限度を超えた場合、一体型バッテリに対するエネルギーの流出及び流出が計算される６０。バッテリエネルギーの流入及び流出が照明器具のエネルギー要件に対応するのに適切でない場合、個々の照明器具又はグループのレベルでの照明効果プログラムが、照明効果が最も影響を受けない方法で、閾値を満たすように修正されてもよい。ケーブルレイアウト及びシステム仕様に基づいて、中央照明コンソールが、個々のレベル及びグループのレベルで、照明器具の電流限度情報データを更新することになる。これは、レイアウト又はインフラストラクチャが変更されない間、固定されることになる。照明データに基づいて、照明器具は、ピーク電流需要が、それを接続するケーブルのみに影響を及ぼしていること、又は複数の照明器具に接続されたケーブルに影響を及ぼしていることを見出すことになる。後者の場合、何人も、グループレベルで調光レベルを修正するための通信を開始することができる。
【０１２１】
グループレベルでの調光の最適化は、複数のオプションによって可能となり得る。各オプションは、ソフト、コントラスト、色バランスなどの異なる色効果をもたらし得る。これらのオプションは、中央照明コンソールによってショーのマネージャに伝達される。選択されたオプションに基づいて、光のショーが実行される。そのようなオプションを実施するために、照明器具は、ソフトの場合には、照明器具の（閾値限度を上回る）ピーク電流が下げられる一方、コントラストの場合には、照明データが、ピークから低値に下げられるなど、照明データを修正することになる。
【０１２２】
上述のように、実施形態はコントローラを使用する。コントローラは、必要とされる様々な機能を実行するように、ソフトウェア及び／又はハードウェアを用いて、数多くの方法で実装することができる。プロセッサは、必要とされる機能を実行するように、ソフトウェア（例えば、マイクロコード）を使用してプログラムされてもよい、１つ以上のマイクロプロセッサを採用する、コントローラの一例である。しかしながら、コントローラは、プロセッサを採用して、又はプロセッサを採用せずに実装されてもよく、また、一部の機能を実行するための専用ハードウェアと、他の機能を実行するためのプロセッサ（例えば、１つ以上のプログラムされたマイクロプロセッサ、及び関連回路）との組み合わせとして実装されてもよい。
【０１２３】
本開示の様々な実施形態で採用されてもよいコントローラ構成要素の例としては、限定するものではないが、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit；ＡＳＩＣ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（field-programmable gate array；ＦＰＧＡ）が挙げられる。
【０１２４】
様々な実装形態では、プロセッサ又はコントローラは、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、及びＥＥＰＲＯＭなどの、揮発性及び不揮発性のコンピュータメモリなどの、１つ以上の記憶媒体と関連付けられてもよい。これらの記憶媒体は、１つ以上のプロセッサ及び／又はコントローラ上で実行されると、必要とされる機能を実行する、１つ以上のプログラムでエンコードされてもよい。様々な記憶媒体は、プロセッサ又はコントローラ内に固定されてもよく、あるいは、それらの記憶媒体上に記憶されている１つ以上のプログラムが、プロセッサ又はコントローラ内にロードされることができるように、可搬性であってもよい。
【０１２５】
図面、本開示、及び添付の請求項の検討によって、開示される実施形態に対する他の変形形態が、当業者により理解されることができ、また、特許請求される発明を実施する際に実行されることができる。請求項では、単語「備える（comprising）」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数を排除するものではない。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。請求項中のいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
0006758530.tif 000004
【図２】
0006758530.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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