УСТРОЙСТВО И СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ У МНОЖЕСТВА ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ В ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ
DEVICE AND METHOD OF CONTROLLING ELECTRIC POWER CONSUMPTION IN MULTIPLE LIGHTING DEVICES IN LIGHTING SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к устройству, выполненному с возможностью регулирования потребления электроэнергии у множества осветительных устройств в осветительной системе, к способу регулирования потребления электроэнергии у множества осветительных устройств в осветительной системе и к (осветительной) системе, содержащей это устройство.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Чтобы справиться с каждодневным увеличением потребностей в электроэнергии, по всему миру разрабатываются и реализуются интеллектуальные сети. Обычно интеллектуальные сети являются неким видом электрических сетей, которые используют технологии связи (например, цифровые, проводные и/или беспроводные и т.д.) и доставляют электроэнергию от поставщиков к потребителям или пользователям с использованием двусторонней связи для управления доставкой и потреблением электроэнергии. По сравнению с традиционными сетями, помимо доставки электроэнергии от поставщиков к потребителям или пользователям интеллектуальные сети также передают информацию с использованием двусторонней связи для снижения издержек, для уравновешивания производства и/или доставки электроэнергии с потреблением электроэнергии, и/или для увеличения надежности и прозрачности производства, доставки и потребления электроэнергии. Современная измерительная инфраструктура (AMI) относится к системам, которые измеряют, собирают и анализируют использование электроэнергии и взаимодействуют с усовершенствованными устройствами, например счетчиками электроэнергии и т.д., посредством различных средств связи, устройств, систем и т.д. либо по запросу (по требованию), либо по предопределенным расписаниям. AMI используется также в качестве информационного шлюза от коммунальной компании к конечным пользователям.
С развитием интеллектуальных сетей также стали важными разработки новых приложений. Приложения часто включаются в информационную сеть, которая размещается поверх традиционной электросети и обеспечивает информированность как для стороны производителя и/или поставщика электроэнергии, так и для стороны потребителя электроэнергии. Примером такого приложения, включенного в информационную сеть, является регулирование спроса (DR), с помощью которого потребление электроэнергии управляется в ответ на условия поставки, например, если доступно, величина выработанной электроэнергии меньше величины потребленной электроэнергии и наоборот, когда разрешается более высокое потребление электроэнергии, или когда уменьшение или увеличение потребления электроэнергии является обоснованным в ответ на цены рынка электроэнергии. С помощью механизма регулирования спроса коммунальные компании могут инициировать уменьшение или увеличение потребления электроэнергии потребителями для уравновешивания величины предоставленной/выработанной электроэнергии и величины потребленной электроэнергии. При этом, когда используется механизм регулирования спроса, соответствующий запрос для изменения потребления электроэнергии передается соответственно от коммунальных компаний к потребителям электроэнергии или потребляющим электроэнергию системам или устройствам. Обычно механизм регулирования спроса хорошо известен и поэтому не будет объясняться подробнее. Для большей информации касательно интеллектуальных сетей и приложений дается ссылка на "The Smart Grid in 2010: Market Segments Applications and Industrial Players", LEEDS, D. J. (2009), GREENTECH MEDIA INC.
Пример взаимодействия между стороной коммунальной компании и потребляющей электроэнергию стороной предоставляется в документе США 7747537 B2, в котором потребляющая электроэнергию сторона способна сбросить одну или несколько нагрузок в ответ на команду сброса нагрузки со стороны коммунальной компании.
Современная сетевая осветительная система в качестве электрической нагрузки может менять потребление электроэнергии посредством затемнения осветительных устройств в системе. Это дает возможность использовать механизм регулирования спроса для управления потреблением электроэнергии или потребляемой мощностью соответственно в осветительной системе.
В осветительной системе (некоторые) осветительные устройства и/или группы осветительных устройств могут затемняться до некоторого уровня для уменьшения их нагрузки. Это может зависеть от функций и/или от характеристик осветительных устройств и/или групп осветительных устройств. Поэтому возможности сброса нагрузки у каждого осветительного устройства и/или группы осветительных устройств отличаются.
Известные механизмы управления для управления потреблением электроэнергии или потребляемой мощностью соответственно по-прежнему не могут распределять потребление электроэнергии или потребляемую мощность либо нагрузку во всей осветительной системе так, что оптимальное освещение достигается с помощью осветительных устройств в осветительной системе с учетом функций и/или характеристик осветительных устройств и/или групп осветительных устройств; что удобство конечного пользователя не приносится в жертву на нижнем уровне; что влияние затемнения не сводится к функции системы.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель настоящего изобретения - предоставить методологию для результативного и эффективного управления потребляемой мощностью в системах с потребляющими энергию устройствами.
Цель достигается с помощью признаков из независимых пунктов формулы изобретения.
Изобретение основывается на идее, что управление потребляемой мощностью в системе, содержащей потребляющие энергию устройства типа осветительных устройств, может выполняться, например, путем разделения потребляющих энергию устройств системы на множество групп и путем принятия во внимание возможности сброса либо восстановления потребляемой мощности или нагрузки для каждой группы. Кроме того, изобретение реализует механизм аукциона для регулирования потребляемой мощности или нагрузки в осветительной системе, так что достигается эффективное, точное, быстрое, учитывающее требования пользователя и учитывающее функции и характеристики осветительного устройства регулирование.
В одном аспекте настоящего изобретения предоставляется устройство, которое выполнено с возможностью регулирования потребляемой мощности у множества осветительных устройств в осветительной системе, причем упомянутое множество осветительных устройств разделяется на множество групп, и каждая группа содержит по меньшей мере одно осветительное устройство из множества осветительных устройств и имеет соответствующее значение изменения потребляемой мощности, при этом соответствующее значение изменения потребляемой мощности указывает максимальное значение, на которое может быть изменена потребляемая мощность в упомянутой группе, причем устройство выполнено с возможностью:
- определения первой группы, которая имеет значение изменения потребляемой мощности, которое является наибольшим значением изменения потребляемой мощности среди значений изменения потребляемой мощности у множества групп;
- определения второй группы, которая имеет значение изменения потребляемой мощности, являющееся вторым наибольшим значением изменения потребляемой мощности среди значений изменения потребляемой мощности у множества групп; и
- регулирования потребляемой мощности у первой группы путем использования значения изменения потребляемой мощности у второй группы в отношении целевого значения изменения потребляемой мощности у осветительной системы, на которое планируется изменить потребляемую мощность в осветительной системе.
Таким образом, регулирование потребляемой мощности и, соответственно, затемнение осветительных устройств (поскольку меньшая потребляемая мощность осветительного устройства указывает уменьшение яркости осветительного устройства и наоборот - большая потребляемая мощность осветительного устройства указывает увеличение яркости осветительного устройства) выполняется так, что принимается во внимание функция и/или характеристики осветительных устройств. Это может достигаться, в частности, путем разделения осветительных устройств на группы, так что для упомянутого разделения функции и/или характеристики осветительных устройств принимаются во внимание или являются критериями (одним из критериев). Кроме того, это может достигаться путем принятия во внимание соответствующего значения изменения потребляемой мощности для каждой группы, которое указывает (фактическое, текущее) максимальное значение, на которое можно изменить (фактически, в настоящее время) потребляемую мощность в упомянутой группе. Таким образом, для каждой группы отдельные факторы осветительных устройств в группе принимаются во внимание для регулирования потребляемой мощности и, соответственно, затемнения осветительных устройств. Кроме того, предоставляется возможность оптимального регулирования нагрузки/регулировки мощности/уровней затемнения во всей осветительной системе. Гарантируется, что удобство конечного пользователя не приносится в жертву или не затрагивается регулированием нагрузки/регулировки мощности/уровней затемнения во всей осветительной системе. Кроме того, можно обеспечить несколько уровней чувствительности регулирования при разделении осветительных устройств на группы и выполнения настоящего изобретения, при этом грубое разделение групп (являющееся, например, менее чувствительным в отношении функций и/или характеристик осветительных устройств) может привести к более грубым результатам регулирования, а более точное разделение групп (являющееся, например, более чувствительным в отношении функций и/или характеристик осветительных устройств) может привести к более чувствительным результатам регулирования, которые чувствительны, в частности, к потребностям и требованиям конечных пользователей и/или возможностям осветительных устройств и требованиям к ним. Таким образом, с помощью настоящего изобретения предоставляется возможность гибкого, результативного и быстрого регулирования.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения устройство выполнено с возможностью регулирования потребляемой мощности у первой группы на целевое значение изменения потребляемой мощности у осветительной системы, если значение изменения потребляемой мощности у второй группы больше целевого значения изменения потребляемой мощности у осветительной системы; и регулирования потребляемой мощности у первой группы на значение изменения потребляемой мощности у второй группы, если значение изменения потребляемой мощности у второй группы меньше либо равно целевому значению изменения потребляемой мощности у осветительной системы. Таким образом, обеспечивается достижение преимуществ и результатов настоящего изобретения.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения устройство выполнено с возможностью регулирования потребляемой мощности у первой группы путем передачи первой группе целевого значения изменения потребляемой мощности у осветительной системы, если значение изменения потребляемой мощности у второй группы больше целевого значения изменения потребляемой мощности у осветительной системы; и регулирования потребляемой мощности у первой группы путем передачи первой группе значения изменения потребляемой мощности у второй группы, если значение изменения потребляемой мощности у второй группы меньше либо равно целевому значению изменения потребляемой мощности у осветительной системы. При этом устройство может быть выполнено с возможностью передачи соответствующего значения контроллеру группы у первой группы, причем упомянутый контроллер групп выполнен с возможностью управления первой группой и, в частности, потребляемой мощностью первой группы. Таким образом, обеспечивается достижение преимуществ и результатов настоящего изобретения.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, если целевое значение изменения потребляемой мощности у осветительной системы указывает, что потребляемая мощность предназначена для уменьшения в осветительной системе, то устройство выполнено с возможностью уменьшения потребляемой мощности, когда регулируют потребляемую мощность и когда каждое значение изменения потребляемой мощности из значений потребляемой мощности множества групп указывает максимальное значение, на которое можно уменьшить потребляемую мощность в соответствующей группе из множества групп, и где, если целевое значение изменения потребляемой мощности у осветительной системы указывает, что потребляемая мощность предназначена для увеличения в осветительной системе, то устройство выполнено с возможностью увеличения потребляемой мощности, когда регулируют потребляемую мощность и когда каждое значение изменения потребляемой мощности из значений потребляемой мощности множества групп указывает максимальное значение, на которое можно увеличить потребляемую мощность в соответствующей группе из множества групп. Таким образом, обеспечивается достижение преимуществ и результатов настоящего изобретения.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения устройство выполнено с возможностью передачи запроса изменения потребляемой мощности каждой группе из множества групп, при этом упомянутый запрос содержит целевое значение изменения потребляемой мощности у осветительной системы. При этом устройство может быть выполнено с возможностью передачи запроса изменения потребляемой мощности контроллерам групп у множества групп, причем каждый контроллер группы выполнен с возможностью управления соответствующей группой из множества групп. Таким образом, обеспечивается достижение преимуществ и результатов настоящего изобретения.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения устройство выполнено с возможностью приема для каждой группы из множества групп соответствующего значения изменения потребляемой мощности у группы. При этом устройство может быть выполнено с возможностью приема значений изменения потребляемой мощности у групп от контроллера групп, причем каждый контроллер группы выполнен с возможностью управления соответствующей группой из множества групп. Таким образом, обеспечивается достижение преимуществ и результатов настоящего изобретения.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения устройство выполнено с возможностью приема значений изменения потребляемой мощности у множества групп в ответ на запрос изменения потребляемой мощности. Таким образом, обеспечивается достижение преимуществ и результатов настоящего изобретения.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения устройство выполнено с возможностью выполнения сортировки значений изменения потребляемой мощности у множества групп, при этом большее значение изменения потребляемой мощности сортируется перед меньшим значением изменения потребляемой мощности. Таким образом, обеспечивается достижение преимуществ и результатов настоящего изобретения.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, если значение изменения потребляемой мощности у второй группы меньше целевого значения изменения потребляемой мощности у осветительной системы, то устройство выполнено с возможностью:
- сброса целевого значения изменения потребляемой мощности у осветительной системы путем вычитания значения изменения потребляемой мощности у второй группы из целевого значения изменения потребляемой мощности у осветительной системы;
- сброса целевого значения изменения потребляемой мощности у первой группы путем вычитания значения изменения потребляемой мощности у второй группы из значения потребляемой мощности у первой группы; и
- выполнения еще раз регулирования потребляемой мощности у множества осветительных устройств в осветительной системе, как указано выше и подробнее описано ниже. Таким образом, обеспечивается достижение преимуществ и результатов настоящего изобретения.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения устройство выполнено с возможностью регулирования потребляемой мощности у множества осветительных устройств в осветительной системе после приема целевого значения изменения потребляемой мощности у осветительной системы с помощью этого устройства. Таким образом, обеспечивается достижение преимуществ и результатов настоящего изобретения.
В одном аспекте настоящего изобретения предоставляется способ регулирования потребляемой мощности у множества осветительных устройств в осветительной системе, причем упомянутое множество осветительных устройств разделяется на множество групп, и каждая группа содержит по меньшей мере одно осветительное устройство из множества осветительных устройств и имеет соответствующее значение изменения потребляемой мощности, при этом соответствующее значение изменения потребляемой мощности указывает максимальное значение, на которое может быть изменена потребляемая мощность в упомянутой группе, причем способ содержит:
- определение первой группы, которая имеет значение изменения потребляемой мощности, которое является наибольшим значением изменения потребляемой мощности среди значений изменения потребляемой мощности у множества групп;
- определение второй группы, которая имеет значение изменения потребляемой мощности, являющееся вторым наибольшим значением изменения потребляемой мощности среди значений изменения потребляемой мощности у множества групп; и
- регулирование потребляемой мощности у первой группы путем использования значения изменения потребляемой мощности у второй группы в отношении целевого значения изменения потребляемой мощности у осветительной системы, на которое планируется изменить потребляемую мощность в осветительной системе. В частности, упомянутый способ содержит этапы, выполняемые устройством, выполненным с возможностью регулирования потребляемой мощности у множества осветительных устройств в осветительной системе, как указано выше и подробнее описано ниже. Таким образом, с помощью способа достигаются такие же преимущества и результаты настоящего изобретения, как и в случае с вышеуказанным и подробнее описанным ниже устройством.
В дополнительном аспекте настоящего изобретения предоставляется система, которая содержит устройство, выполненное с возможностью регулирования потребляемой мощности у множества осветительных устройств в осветительной системе, как указано выше и подробнее описано ниже.
Таким образом, регулирование потребляемой мощности и, соответственно, затемнение осветительных устройств выполняются так, что принимаются во внимание функция и/или характеристики осветительных устройств. Кроме того, предоставляется возможность оптимального регулирования нагрузки/регулировки мощности/уровней затемнения во всей осветительной системе, при этом гарантируется, что удобство конечного пользователя не приносится в жертву или не затрагивается регулированием нагрузки/регулировки мощности/уровней затемнения во всей осветительной системе. Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает гибкое, результативное и быстрое регулирование потребления электроэнергии или потребляемой мощности соответственно.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертежах:
Фиг. 1 иллюстрирует компоновку осветительной системы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 иллюстрирует этапы или действия для регулирования потребляемой мощности у множества осветительных устройств в осветительной системе в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, в котором потребляемая мощность уменьшается или сбрасывается;
Фиг. 3 иллюстрирует этапы или действия для регулирования потребляемой мощности у множества осветительных устройств в осветительной системе в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, в котором потребляемая мощность уменьшается или сбрасывается;
Фиг. 4 иллюстрирует этапы или действия для регулирования потребляемой мощности у множества осветительных устройств в осветительной системе в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, в котором потребляемая мощность восстанавливается или увеличивается;
Фиг. 5 иллюстрирует этапы или действия для регулирования потребляемой мощности у множества осветительных устройств в осветительной системе в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, в котором потребляемая мощность восстанавливается или увеличивается; и
Фиг. 6 иллюстрирует компоновку контроллера потребляемой мощности в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг. 1 иллюстрирует компоновку осветительной системы 1 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Система 1 содержит множество осветительных устройств 111, 121, 131, разделенных на группы, где в соответствии с настоящим вариантом осуществления для каждой группы предоставляется контроллер 11, 12, 13 группы. Контроллер 11, 12, 13 группы выполнен с возможностью управления работой группы, в частности, для управления нагрузкой, потребляемой мощностью или потреблением электроэнергии соответственно, в соответствующей группе устройств 111, 121, 131. Каждая из групп содержит по меньшей мере одно осветительное устройство 111, 121, 131. В соответствии с настоящим вариантом осуществления потребляемая мощность или нагрузка в осветительной системе 1 управляется контроллером 10 потребляемой мощности. При этом контроллер 10 потребляемой мощности подключается к группам осветительных устройств 111, 121, 131 для взаимодействия с группами осветительных устройств 111, 121, 131. В соответствии с настоящим вариантом осуществления взаимодействие реализуется посредством соответствующих контроллеров 11, 12, 13 групп, где в соответствии с настоящим изобретением также возможны дополнительные подходящие реализации и/или компоновки для взаимодействия между контроллером 10 потребляемой мощности и группами устройств 111, 121, 131. Таким образом, в соответствии с настоящим вариантом осуществления соединения связи устанавливаются между контроллером 10 потребляемой мощности и контроллерами 11, 12, 13 групп и между контроллерами 11, 12, 13 групп и осветительными устройствами 111, 121, 131 в соответствующих группах для передачи данных между контроллером 10 потребляемой мощности и группами устройств 111, 121, 131. Разделение осветительных устройств 111, 121, 131 на группы может выполняться, например, с учетом нескольких разных факторов типа функций, характеристик и/или возможностей затемнения у осветительных устройств 111, 121, 131, требований пользователей и/или характеристик окружений у осветительных устройств 111, 121, 131 и т.д. Кроме того, каждая группа содержит по меньшей мере одно осветительное устройство 111, 121, 131. Таким образом, группа также может содержать только одно осветительное устройство 111, 121, 131, что обеспечивает индивидуальное регулирование потребляемой мощности с учетом функциональных возможностей и характеристик осветительных устройств 111, 121, 131.
Фиг. 2 иллюстрирует этапы или действия для уменьшения или сброса потребляемой мощности у множества осветительных устройств 111, 121, 131 в осветительной системе 1 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
В соответствии с настоящим вариантом осуществления реализуется стратегия сброса нагрузки или потребляемой мощности на основе аукциона/торгов, в котором аукцион использует принцип 2-ой заявки для определения победителя аукциона. В соответствии с настоящим вариантом осуществления контроллер 10 потребляемой мощности выполнен с возможностью уменьшения или сброса потребляемой мощности или нагрузки в осветительной системе 1 в отношении (заданной) величины мощности или нагрузки, которую нужно уменьшить в осветительной системе 1. В дальнейшем это целевое значение уменьшения потребляемой мощности или целевое значение уменьшения нагрузки соответственно называется Ls. Целевое значение Ls может приниматься контроллером 10 потребляемой мощности, например, от коммунальной компании или от управляющей компании, либо может вычисляться контроллером 10 потребляемой мощности на основе, например, сравнения цены использования электроэнергии с целевой стоимостью или предельной нагрузкой и/или отношения или связи между величиной доступной/выработанной электроэнергии и потребленной электроэнергией. Здесь возможно несколько подходящих способов получения целевого значения Ls в соответствии с настоящим изобретением. Кроме того, с помощью Li (i=1, 2, …, N, где N - количество групп) обозначается текущая нагрузка или потребляемая мощность соответственно у каждой группы осветительных устройств. Поскольку группа осветительных устройств также может содержать одно осветительное устройство 111, 121, 131, то подход, представленный в соответствии с настоящим вариантом осуществления, может применяться также в отношении (по меньшей мере одного из) осветительных устройств 111, 121, 131 в отдельности. Минимальная потребляемая мощность, когда каждая соответствующая группа осветительных устройств может работать нормально или с помощью которой каждая соответствующая группа может минимально управляться, обозначается Lmni (i=1, 2, …, N). Lmni может соответствовать минимальному уровню затемнения у осветительных устройств 111, 121, 131 в группе i, определенному, например, путем регулирования или пользовательской настройки. С помощью Lsi=Li-Lmni (i=1, 2, …, N) обозначается возможность сброса нагрузки у каждой группы осветительных устройств.
Здесь нужно отметить, что Lsi в настоящем варианте осуществления соответствует вышеупомянутому более общему значению изменения потребляемой мощности, и что целевое значение Ls в настоящем варианте осуществления соответствует вышеупомянутому более общему целевому значению изменения потребляемой мощности. В соответствии с настоящим вариантом осуществления Lsi обозначает максимальное значение, на которое можно соответственно уменьшить или сбросить потребляемую мощность в i-ой группе.
В соответствии с настоящим вариантом осуществления, когда начинается сброс потребляемой мощности или нагрузки, система управления электропотреблением (EMS) или усовершенствованный счетчик, например, могут начать процесс регулирования потребляемой мощности или нагрузки. При этом EMS или счетчик могут передавать (этап S200) или транслировать (этап S200) запрос сброса нагрузки или потребляемой мощности (соответствующий вышеупомянутому общему запросу изменения потребляемой мощности) вместе с величиной Ls или информацией, дающей возможность определения величины Ls (например, сравнение цены использования электроэнергии с целевой стоимостью или предельной нагрузкой и/или информация, задающая отношение или связь между величиной доступной/выработанной электроэнергии и потребленной электроэнергией). В соответствии с настоящим вариантом осуществления на этапе S201 контроллер 10 потребляемой мощности определяет Ls. Это может выполняться с использованием информации, предоставленной вместе с запросом, переданным на этапе S200.
Затем в соответствии с настоящим вариантом осуществления на этапе S202 каждая группа осветительных устройств может начать торги за целевую величину Ls. При этом каждая i-ая группа или каждый контроллер 11, 12, 13 i-ой группы (i=1, …, N, где N - количество групп) передает Lsi в качестве максимального значения, на которое можно уменьшить потребляемую мощность или нагрузку в упомянутой группе, в контроллер 10 потребляемой мощности.
На этапе S203 контроллер 10 потребляемой мощности, приняв значения Lsi для групп осветительных устройств, может ранжировать или сортировать значения Lsi в убывающем порядке, так что наибольшее значение Lsi предоставляется в качестве первого значения, а наименьшее значение Lsi предоставляется в качестве последнего значения.
На этапе S204 первая или победившая группа определяется контроллером 10 потребляемой мощности, при этом победившая группа является группой осветительных устройств с наибольшей Lsi, которая в дальнейшем называется Lsb1. На этапе S205 вторая группа определяется контроллером 10 потребляемой мощности, при этом вторая группа является группой, которая обладает второй наибольшей Lsi, которая в дальнейшем называется Lsb2. Впоследствии контроллер потребляемой мощности может регулировать потребляемую мощность или нагрузку с использованием Lsb1, Lsb2 и Ls.
В соответствии с настоящим вариантом осуществления на этапе S206 контроллер 10 потребляемой мощности сравнивает целевое значение Ls и значение Lsb2 изменения потребляемой мощности (или предложение) у второй группы. Это может выполняться с использованием функции минимума, то есть MIN (Lsb2, Ls). Затем контроллер 10 потребляемой мощности уменьшает (регулирует) потребляемую мощность или нагрузку у первой или победившей группы на MIN (Lsb2, Ls). При этом, если целевое значение Ls меньше значения Lsb2 изменения потребляемой мощности (или предложения) у второй группы, то в соответствии с настоящим вариантом осуществления на этапе S207 контроллер 10 потребляемой мощности регулирует, то есть уменьшает потребляемую мощность у первой группы на Ls. При этом контроллер 10 потребляемой мощности может передать первой группе или контроллеру 11, 12, 13 первой группы сообщение, запрашивающее уменьшение потребляемой мощности или нагрузки на Ls. Осветительные устройства 111, 121, 131 из первой группы уменьшат яркость так, что потребляемая мощность первой группы уменьшается на Ls. Затем на этапе S208 регулирование потребляемой мощности завершается в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
В противном случае, если Ls не меньше Lsb2, то в соответствии с настоящим вариантом осуществления на этапе S209 контроллер 10 потребляемой мощности регулирует, то есть уменьшает потребляемую мощность у первой группы на Lsb2. При этом контроллер 10 потребляемой мощности может передать первой группе или контроллеру 11, 12, 13 первой группы сообщение, запрашивающее уменьшение потребляемой мощности или нагрузки на Lsb2. Осветительные устройства 111, 121, 131 из первой группы уменьшат яркость так, что потребляемая мощность первой группы уменьшается на Lsb2. Вслед за этим в соответствии с настоящим вариантом осуществления на этапе S210 целевое значение Ls обновляется контроллером 10 потребляемой мощности путем установки Ls в Ls-Lsb2 или в Ls-MIN (Lsb2, Ls) соответственно. Затем, после обновления Ls, на этапе S211 в соответствии с настоящим вариантом осуществления контроллером 10 потребляемой мощности проверяется, необходимо ли дополнительное регулирование или уменьшение потребляемой мощности. При этом проверяется, равно ли нулю обновленное целевое значение Ls. Если это так, то в соответствии с настоящим вариантом осуществления регулирование потребляемой мощности завершается. Если это не так, то значение Lsb1 изменения потребляемой мощности (то есть значение предложения) у первой группы обновляется на этапе S212 контроллером 10 потребляемой мощности в результате регулирования потребляемой мощности в первой группе на этапе S209. При этом Lsb1 устанавливается в Lsb1-Lsb2 или в Lsb1-MIN (Lsb2, Ls) соответственно. Впоследствии, поскольку подгонка потребляемой мощности к целевому значению Ls по-прежнему не достигнута, регулирование потребляемой мощности продолжается путем запуска регулирования потребляемой мощности еще раз с (обновленным) целевым значением Ls.
В соответствии с настоящим вариантом осуществления регулирование потребляемой мощности запускается еще раз с этапа S202, соответственно, с приема еще раз значений Lsi от каждой i-ой группы.
В соответствии с вариантом осуществления при реализации настоящего изобретения процесс торгов может выполняться в контроллере 10 или с помощью него, чтобы избежать излишних сообщений, которые нужно отправлять туда и обратно. Контроллер 10 сначала принимает начальную величину Ls запроса сброса нагрузки и возможность Lsi сброса нагрузки от каждого контроллера 11, 12, 13 i-ой группы (i=1, 2, …, N). Затем в контроллере 10 или с помощью него можно выполнить итерации, и можно вычислить величину сброса нагрузки или значение изменения потребляемой мощности соответственно для каждой группы. В конце итоговая (определенная) величина сброса нагрузки для каждой группы или итоговое (определенное) значение изменения потребляемой мощности для каждой группы соответственно будут сообщены соответствующему контроллеру 11, 12, 13 группы для выполнения сброса или уменьшения потребляемой мощности соответственно в соответствующей группе. Описание на псевдокоде процесса перераспределения мощности, который реализован в контроллере 10, предоставляется ниже. Величина мощности, которую нужно уменьшить по k-ой группе (k∈[1,N]), равна значению δ(k) после выполнения псевдокода, который предоставлен ниже.
for k:=1 to N do δ(k):=0;
while Ls>0 do
begin determine k such that Lsk=max { Lsi|1≤i≤N };
determine m such that Lsm = max { Lsi|1≤i≤N, i≠k};
δ:=min (Lsm, Ls);
δ(k):=δ(k)+δ; Ls:=Ls-δ; Lsk:= Lsk-δ;
end;
Как можно понять из псевдокода, индекс k относится к первой группе, а Lsk относится к возможности сброса нагрузки у первой группы с индексом k, индекс m относится ко второй группе, а Lsm относится к возможности сброса нагрузки у второй группы с индексом m. Таким образом "determine k" задает определение (этап S204) первой группы, а "determine m" задает определение (этап S205) второй группы. С помощью δ(k):=δ(k)+δ выражается, что потребляемая мощность у первой или k-ой группы уменьшается (этапы S207, S209) на δ(k).
Фиг. 3 иллюстрирует этапы или действия для регулирования потребляемой мощности у множества осветительных устройств 111, 121, 131 в осветительной системе 1 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, при этом потребляемая мощность уменьшается или сбрасывается. Вообще, этапы из фиг. 3 соответствуют этапам из фиг. 2. Однако в соответствии с настоящим вариантом осуществления регулирование потребляемой мощности запускается еще раз с этапа S203. То есть в соответствии с настоящим вариантом осуществления никакие новые торги (этап S202) не выполняются, регулирование выполняется над настоящими значениями Lsi. Здесь нужно отметить, что если не выполняется ранжирование или сортировка (этап S203) значений Lsi, то регулирование потребляемой мощности еще раз может запускаться также с этапа S204, то есть с определения первой группы, имеющей наибольшую Lsi. Здесь настоящее изобретение также допускает реализацию, в которой можно объединить несколько начальных точек (типа S202, S203, S204) для выполнения еще раз регулирования потребляемой мощности, при этом соответствующая подходящая начальная точка может выбираться с использованием дополнительных факторов типа возможности для изменения значений Lsi.
С помощью стратегии сброса нагрузки из настоящего изобретения, которая для примера объяснялась выше, когда нагрузка изменяется после того, как завершается сброс, например, когда человек вводит в помещение и включает осветительные устройства 111, 121, 131, осветительные устройства 111, 121, 131, которые запрашивают дополнительную электроэнергию, могли бы начать аукцион для сброса нагрузки от других групп осветительных устройств. Когда аукцион завершается, осветительные устройства 111, 121, 131 в помещении зажгутся. Это может избежать регулирования уровней затемнения у всех осветительных устройств 111, 121, 131 в осветительной системе 1, вместо этого нужно изменить только состояние группы осветительных устройств, которая выигрывает торги.
Такой же подход может использоваться с тем же успехом для восстановления или увеличения потребляемой мощности/нагрузки. Фиг. 4 иллюстрирует этапы или действия для регулирования потребляемой мощности у множества осветительных устройств 111, 121, 131 в осветительной системе 1 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, при этом потребляемая мощность восстанавливается или увеличивается.
В соответствии с настоящим вариантом осуществления контроллер 10 потребляемой мощности выполнен с возможностью восстановления или увеличения потребляемой мощности или нагрузки в осветительной системе 1 в отношении величины мощности или нагрузки, которую нужно увеличить или восстановить соответственно в осветительной системе 1, то есть целевого значения увеличения потребляемой мощности или целевого значения увеличения нагрузки Lr соответственно, которое обычно соответствует используемому выше целевому значению Ls с той разницей, что в соответствии с настоящим вариантом осуществления оно используется с целью восстановления или увеличения. Вообще, целевое значение Lr из настоящего варианта осуществления соответствует вышеупомянутому целевому значению изменения потребляемой мощности.
Кроме того, максимальная потребляемая мощность, когда каждая соответствующая группа осветительных устройств может работать нормально или с помощью которой каждая соответствующая группа может максимально управляться, обозначается Lmxi (i=1, 2, …, N). Lmxi может соответствовать максимальному уровню затемнения у осветительных устройств 111, 121, 131 в группе i, определенному, например, путем регулирования или пользовательской настройки. С помощью Lri=Lmxi-Li (i=1, 2, …, N) обозначается возможность восстановления или увеличения нагрузки у каждой группы осветительных устройств. Здесь нужно отметить, что Lri в настоящем варианте осуществления соответствует вышеупомянутому более общему значению изменения потребляемой мощности, при этом в соответствии с настоящим вариантом осуществления Lri обозначает максимальное значение, на которое можно соответственно увеличить или восстановить потребляемую мощность в i-ой группе.
В соответствии с настоящим вариантом осуществления, когда начинается восстановление или увеличение потребляемой мощности или нагрузки, система управления электропотреблением (EMS) или усовершенствованный счетчик, например, могут начать процесс регулирования потребляемой мощности или нагрузки. При этом EMS или счетчик могут передавать (этап S400) или транслировать (этап S400) запрос восстановления нагрузки или потребляемой мощности (соответствующий вышеупомянутому общему запросу изменения потребляемой мощности) вместе с величиной Lr или информацией, дающей возможность определения величины Lr (например, сравнение цены использования электроэнергии с целевой стоимостью или предельной нагрузкой и/или информация, задающая отношение или связь между величиной доступной/выработанной электроэнергии и потребленной электроэнергией). В соответствии с настоящим вариантом осуществления на этапе S401 контроллер 10 потребляемой мощности определяет Lr. Это может выполняться с использованием информации, предоставленной вместе с запросом, переданным на этапе S400.
Затем в соответствии с настоящим вариантом осуществления на этапе S402 каждая группа осветительных устройств может начать торги за целевую величину Lr. При этом каждая i-ая группа или каждый контроллер 11, 12, 13 i-ой группы (i=1, …, N, где N- количество групп) передает Lri в качестве максимального значения, на которое можно восстановить или увеличить потребляемую мощность или нагрузку в упомянутой группе, в контроллер 10 потребляемой мощности.
На этапе S403 контроллер 10 потребляемой мощности, приняв значения Lri для групп осветительных устройств, может ранжировать или сортировать значения Lri в убывающем порядке, так что наибольшее значение Lri предоставляется в качестве первого значения, а наименьшее значение Lri предоставляется в качестве последнего значения.
На этапе S404 первая или победившая группа определяется контроллером 10 потребляемой мощности, при этом победившая группа является группой осветительных устройств с наибольшей Lri, которая в дальнейшем называется Lrb1. На этапе S405 вторая группа определяется контроллером 10 потребляемой мощности, при этом вторая группа является группой, которая обладает второй наибольшей Lri, которая в дальнейшем называется Lrb2. Впоследствии контроллер 10 потребляемой мощности может регулировать потребляемую мощность или нагрузку с использованием Lrb1, Lrb2 и Lr.
В соответствии с настоящим вариантом осуществления на этапе S406 контроллер 10 потребляемой мощности сравнивает целевое значение Lr и значение Lrb2 изменения потребляемой мощности (или предложение) у второй группы. Это может выполняться с использованием функции минимума, то есть MIN (Lrb2, Lr). Затем контроллер 10 потребляемой мощности восстанавливает или увеличивает (регулирует) потребляемую мощность или нагрузку у первой или победившей группы на MIN (Lrb2, Lr). При этом, если целевое значение Lr меньше значения Lrb2 изменения потребляемой мощности (или предложения) у второй группы, то в соответствии с настоящим вариантом осуществления на этапе S407 контроллер 10 потребляемой мощности регулирует, то есть восстанавливает или увеличивает потребляемую мощность у первой группы на Lr. При этом контроллер 10 потребляемой мощности может передать первой группе или контроллеру 11, 12, 13 первой группы сообщение, запрашивающее уменьшение потребляемой мощности или нагрузки на Lr. Осветительные устройства 111, 121, 131 из первой группы поменяют уровни затемнения у осветительных устройств 111, 121, 131, то есть восстановят или увеличат яркость так, что потребляемая мощность осветительных устройств 111, 121, 131 из первой группы восстанавливается или увеличивается на Lr. Затем на этапе S408 регулирование потребляемой мощности завершается в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
В противном случае, если Lr не меньше Lrb2, то в соответствии с настоящим вариантом осуществления на этапе S409 контроллер 10 потребляемой мощности регулирует, то есть восстанавливает или увеличивает потребляемую мощность у первой группы на Lrb2. При этом контроллер 10 потребляемой мощности может передать первой группе или контроллеру 11, 12, 13 первой группы сообщение, запрашивающее уменьшение потребляемой мощности или нагрузки на Lrb2. Осветительные устройства 111, 121, 131 из первой группы поменяют уровни затемнения у осветительных устройств 111, 121, 131, то есть восстановят или увеличат яркость так, что потребляемая мощность первой группы восстанавливается или увеличивается на Lrb2. Вслед за этим в соответствии с настоящим вариантом осуществления на этапе S410 целевое значение Lr обновляется контроллером 10 потребляемой мощности путем установки Lr в Lr-Lrb2 или в Lr-MIN (Lrb2, Lr) соответственно. Затем, после обновления Lr, на этапе S411 в соответствии с настоящим вариантом осуществления контроллером 10 потребляемой мощности проверяется, необходимо ли дополнительное регулирование потребляемой мощности, восстановление или увеличение соответственно. При этом проверяется, равно ли нулю обновленное целевое значение Lr. Если это так, то в соответствии с настоящим вариантом осуществления регулирование потребляемой мощности завершается. Если это не так, то значение Lrb1 изменения потребляемой мощности (то есть значение предложения) у первой группы обновляется на этапе S412 контроллером 10 потребляемой мощности в результате регулирования потребляемой мощности в первой группе на этапе S409. При этом Lrb1 устанавливается соответственно в Lrb1-Lrb2 или в Lrb1-MIN (Lrb2, Lr). Впоследствии, поскольку подгонка потребляемой мощности к целевому значению Lr по-прежнему не достигнута, регулирование потребляемой мощности продолжается путем запуска регулирования потребляемой мощности еще раз с (обновленным) целевым значением Lr.
В соответствии с настоящим вариантом осуществления регулирование потребляемой мощности запускается еще раз с этапа S402, соответственно, с приема еще раз значений Lri от каждой i-ой группы.
В соответствии с вариантом осуществления при реализации настоящего изобретения процесс торгов может выполняться в контроллере 10 или с помощью него, чтобы избежать излишних сообщений, которые нужно отправлять туда и обратно. Контроллер 10 сначала принимает начальную величину Lr запроса восстановления нагрузки и возможность Lri восстановления нагрузки от каждого контроллера 11, 12, 13 i-ой группы (i=1, 2, …, N). Затем в контроллере 10 или с помощью него можно выполнить итерации, и можно вычислить величину восстановления нагрузки или значение изменения потребляемой мощности соответственно для каждой группы. В конце итоговая величина восстановления нагрузки для каждой группы будет сообщена контроллеру 11, 12, 13 группы для выполнения. Описание на псевдокоде процесса перераспределения мощности в контроллере 10 предоставляется ниже. Величина мощности, которую нужно восстановить по k-ой группе (k∈[1,N]), равна значению δ(k) после выполнения псевдокода, который предоставлен ниже.
for k:=1 to N do δ(k):=0;
while Lr>0 do
begin determine k such that Lrk=max { Lri|1≤i≤N };
determine m such that Lrm=max { Lri|1≤i≤N, i≠k};
δ:=min (Lrm, Lr);
δ(k):=δ(k)+δ; Lr:=Lr-δ; Lrk:=Lrk-δ;
end;
Как можно понять из псевдокода, индекс k относится к первой группе, а Lrk относится к возможности восстановления нагрузки у первой группы с индексом k, индекс m относится ко второй группе, а Lrm относится к возможности восстановления нагрузки у второй группы с индексом m. Таким образом "determine k" задает определение (этап S404) первой группы, а "determine m" задает определение (этап S405) второй группы. С помощью δ(k):=δ(k)+δ выражается, что потребляемая мощность у первой или k-ой группы восстанавливается или увеличивается соответственно (этапы S407, S409) на δ(k).
Фиг. 5 иллюстрирует этапы или действия для регулирования потребляемой мощности у множества осветительных устройств 111, 121, 131 в осветительной системе 1 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, при этом потребляемая мощность восстанавливается или увеличивается. Вообще, этапы из фиг. 5 соответствуют этапам из фиг. 4. Однако в соответствии с настоящим вариантом осуществления регулирование потребляемой мощности запускается еще раз с этапа S403. То есть в соответствии с настоящим вариантом осуществления никакие новые торги (этап S402) не выполняются, регулирование выполняется над настоящими значениями Lri. Здесь нужно отметить, что если не выполняется ранжирование или сортировка (этап S403) значений Lri, то регулирование потребляемой мощности еще раз может запускаться также с этапа S404, то есть с определения первой группы, имеющей наибольшую Lri. Здесь настоящее изобретение также допускает реализацию, в которой можно объединить несколько начальных точек (типа S402, S403, S404) для выполнения еще раз регулирования потребляемой мощности, при этом соответствующая подходящая начальная точка может выбираться с использованием дополнительных факторов типа возможности для изменения значений Lri.
Дополнительно нужно подчеркнуть, что контроллер 10 потребляемой мощности может быть выполнен с возможностью выполнения как уменьшения потребляемой мощности (что описано для примера в отношении фиг. 2 и 3), так и увеличения потребляемой мощности (что описано для примера в отношении фиг. 4 и 5). Поэтому настоящее изобретение ориентировано в целом на регулирование потребляемой мощности, содержащее уменьшение потребляемой мощности и/или увеличение потребляемой мощности.
Очевидно, что описанный выше способ может использоваться на различных уровнях осветительной системы 1. Контроллер 11, 12, 13 группы может регулировать потребляемую мощность устройств 111, 121, 131 в соответствующей группе по каждому светильнику до целевого изменения потребляемой мощности, принятого от контроллера 10.
Фиг. 6 иллюстрирует компоновку контроллера 10 потребляемой мощности в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Здесь контроллер 10 потребляемой мощности содержит передатчик 611 для выполнения передачи данных, информации, сигналов к отдаленным устройствам типа коммунальной компании, EMS, счетчиков, контроллеров 11, 12, 13 групп и т.д. Кроме того, контроллер 10 потребляемой мощности содержит приемник 612 для приема данных, информации, сигналов от отдаленных устройств типа коммунальной компании, EMS, счетчиков, контроллеров 11, 12, 13 групп и т.д. Передатчик 611 и приемник 612 могут содержаться в одном компоненте или объединяться в один компонент типа приемопередатчика, например, указанного элементом 61 на фиг. 6. Кроме того, контроллер 10 потребляемой мощности содержит регулятор 62, который выполнен с возможностью выполнения по меньшей мере одного из вышеописанных этапов S201, S203-S212, S401, S403-S412. Регулятор 62 может быть, например, процессором или компонентом процессора либо подходящим аппаратным и/или программным компонентом контроллера 10 потребляемой мощности.
Очевидно, что вышеописанные варианты осуществления можно объединять различными способами. Посредством вышеописанного регулирования потребляемой мощности обеспечивается регулирование уровней затемнения у осветительных устройств, так что принимается во внимание функция и/или характеристики осветительных устройств. Кроме того, предоставляется возможность оптимального регулирования нагрузки/регулировки мощности/уровней затемнения во всей осветительной системе, при этом гарантируется, что удобство конечного пользователя не приносится в жертву или не затрагивается регулированием нагрузки/регулировки мощности/уровней затемнения во всей осветительной системе. Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает гибкое, результативное и быстрое регулирование потребления электроэнергии или потребляемой мощности соответственно. Кроме того, нагрузка или потребляемая мощность соответственно сбрасывается или восстанавливается в осветительной системе с возможностью равновесия между стоимостью и удобством конечного пользователя. Кроме того, во время сброса или восстановления нагрузки или потребляемой мощности принимается во внимание возможность сброса или восстановления нагрузки или потребляемой мощности для каждой группы осветительных устройств или нагрузки. Более того, новый запрос сброса или восстановления потребляемой мощности или нагрузки может обрабатываться после выполнения регулирования потребляемой мощности или нагрузки с использованием механизма аукциона без изменения состояния всех осветительных устройств и/или нагрузок в осветительной системе. Кроме того, предоставляется возможность простой реализации регулирования в соответствии с настоящим изобретением, поскольку одинаковый механизм регулирования применяется к сбросу и восстановлению потребляемой мощности или нагрузок в осветительной системе.