经由广播介质的自动功率水平修整制造技术

本发明专利技术涉及用于通过控制系统控制功率分配的方法和设备，所述控制系统仅要求在控制器（30）和电气用具或者负载（20-1到20-n）之间的广播介质和关于系统的当前总功率消耗的信息以便以逐步、快速收敛的方式精确达到目标消耗水平，而没有“拉锯”效应并且具有任何功率降低的“公平分配”。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经由广播介质的自动功率水平修整
本专利技术涉及用于经由网络连接（例如，以太网连接）控制功率供应的设备的领域。此外，本专利技术涉及功率控制器装置以及包括功率控制器装置、多个负载装置和通信介质的系统。本专利技术进一步涉及对应的方法和对应的计算机程序。
技术介绍
在电网中，需求响应指的是特别是在峰值需求的周期中响应于供应条件管理需求端（客户域）。负载消减（loadshedding）是用来暂时地并且按需降低电器（即负载）的功率消耗的一类需求响应应用。典型的例子是调暗灯光、减少HVAC（加热、通风以及空气调节）的设定点、或者使用消费电子产品装备的节能模式。因此，负载消减是当存在对于超过可用发电量的电力的巨大需求时电力设施想要它们的客户做的事情。需求响应能够经由电气用具的手动控制被简单地实现，但是（来自管理站的）集中控制具有明显的优势。对于中央控制，在中央控制器（例如，建筑物管理站）和电气用具之间的通信是要求的。需求响应可以以“尽最大努力的”方式被完成，但是还可能存在要求非常精确的降低的条件。这样的条件可能是在需求响应提供者（客户）和接收者（例如，设施）之间的契约，或者仅是用来限制对“什么是要求的”的降低的目标，例如，因为用户舒适度的有关降低（例如通过调暗）应该被最小化。如果电气用具的确切操作状态信息是可得到的和/或电气用具能够被容宿有关程序的中央控制器单独地控制以便确定所要求的命令参数，则精确的降耗能够被实现。然而，这是理想的情况。许多控制系统缺少这些细粒度的能力的至少部分。典型的限制条件是单独的电气用具的未知状态，即，完整系统表现为“黑盒”，或者无电气用具的单独寻址，即所有电气用具接收相同的命令。针对这样的受限系统的常规解决方案包括均匀消减或者如针对在测量消减的效果的US2010/0117620A1中的照明负载所描述的（经由广播命令）到预设的水平的逐步消减，即如果降耗（仍然）是不足够的则在消减命令之后的系统消耗消减到下一个水平，并且当低于目标的消耗水平被达到但是它应该离目标更近时，消耗水平可以被再次增加，例如增加到最后两个消减的一半的水平。然而，在如上面所描述的受限系统中，当系统降低系统功率消耗大于所要求的时，“过调”可能发生，这可能导致不期望的效果（例如，在调暗灯光的情况下），其中用户舒适度比必要的被降低更多。而且，如果目标消耗通过在一个过程中降低和增加消耗被实现，所谓的“拉锯（see-saw）”效应可能发生，这可能大大地影响用户舒适度（例如，在调暗灯光的情况下）。此外，可能面对“不公平分配”。看相对功率水平（即与电气用具的最大消耗相对的），将负载改变平等分配在所有电气用具上是不公平的。已经处于低消耗水平处的负载将仍然必须被进一步消减。在这种情况下，它可能期望首先降低处于高消耗水平处的负载。US2005/0207081A1公开了一种功率管理系统，其包括在远程站点处的本地无线功率控制单元以用于控制到客户负载的功率输送以及具有无线发射机的中央站以用于将命令广播到无线能量控制单元。无线功率控制单元每个都包括一堆开关以用于控制到在每个本地站点处的电力负载的功率输送。来自中央源的命令使在本地站点处的功率控制电路单独地解除所选择的电力负载。更特别地，中央站基于容许极限内的维持功率设施的操作所需要的功率需求降低的量来发布功率警报阶段声明。中央站通过将警报水平无线地广播到在各种本地站点处的无线通信单元来改变功率警报阶段水平。此外，US4694192公开了一种用于将建筑物内的负载的功率消耗维持在需求上限之下的需求限制控制系统，所述需求上限通过死区被与需求下限分隔开。每个负载将经由通信信道供应到负载中的每一个的需求控制器输出信号与具有取决于负载的优先级的唯一值的门限进行比较以便确定需求控制器输出信号是否超过门限（或者如果系统被使得在相反方向上运行则降到其之下）。在功率需求控制输出信号超过门限（或者降到其之下）的条件下，如果这样的本地优先级按时作为最小值被满足，负载将被断开。如果需求控制输出信号没有超过门限，则负载可以被通电或者调节成被其它事件或程序例程控制。最后，US2009/0216387A1公开了用来响应于可用功率和负载之间的平衡的指示和/或响应于新的负载和/或电网断开来控制对应范围的负载值内的被耦合到电能或者电网的负载的方法和系统，并且其可以随着时间被重复控制以便响应于可用功率和负载之间的平衡、新负载和电网断开中的一个或多个中的改变来调整总负载。负载可以随着时间被重复调整以便当调节可用电功率与负载之间的平衡中的变化的至少一部分时提供在时间帧内的电力功率要求。
技术实现思路
本专利技术的目标是在受限系统中提供具有快速的、用户友好的并且精确的功率消耗适配的功率控制。这个目标通过如在权利要求1中所要求保护的设备、通过如在权利要求7中所要求保护的功率控制器装置、通过如在权利要求8中所要求保护的系统、通过如在权利要求9中所要求保护的方法以及通过如在权利要求15中所要求保护的计算机程序产品来实现。因此，提出了针对控制系统的自动负载消减方法，所述自动负载消减方法仅要求在功率控制器装置和负载装置（例如，电气用具）之间的广播介质以及关于系统（即所有负载装置）的当前总功率消耗的信息以便以逐步、快速收敛的方式精确地（在离其中无论什么精度被要求的目标更近的意义上）达到目标消耗水平，而没有“拉锯”效应并且具有“公平分配”（在处于最高消耗水平的负载被首先降低的意义上）。因为知道当前的功率消耗和目标功率消耗，功率控制器装置将包含功率改变信息（例如百分比（或者类似的）值或比率或（编码的）水平等等）的“修整”命令广播到所有负载装置。在接收到功率修整命令之后，负载装置转到这样的功率水平，其等于它期望的功率水平（例如由终端用户建立的功率水平）和根据功率改变信息降低的它的最大功率消耗的最小值。对接收到修整水平命令的以上反应例如在IEC62386-102,Digitaladdessablelightinginterface–部分102:Generalrequirements–controlgear.19-20页,9.4章节中被描述。功率控制器装置可以重复“修整步骤”直到当前消耗足够接近目标消耗或目标值（实现无论什么精度被要求）为止。功率控制器装置可以以总功率消耗水平快速且在朝目标水平的一个方向（一直减少）上收敛的方式计算修整值，功率控制器装置可以替换地以总功率消耗水平在最初的步骤中直接转到目标值以下并且然后快速且在朝目标水平的一个方向（一直增加）上收敛的方式计算功率修整命令。如果总功率消耗应随后的要求应当被进一步降低，则逐步过程能够被再次应用。所提出的解决方案还允许在功率修整命令之后放宽降耗的要求，即转到或者设置高于当前（经修整的）功率消耗水平的功率消耗水平。根据定义，“所期望的功率消耗水平”（即所有负载装置的期望功率水平的总和）提供针对系统功率消耗的预定水平（例如上限）。根据所提出的解决方案，功率控制器装置不需要知道“所期望的功率消耗水平”来正确地处理要求。功率控制器装置可以通过检测到接连步骤导致系统的相同总功率消耗来识别系统达到所期望的功率消耗水平（以及例如在这种情况下停止一系列的修整步骤）。可选地，功率控制器装置可以检查总功率消耗是否足够接近目标值以便实现预定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于控制多个负载装置（20‑1到20‑n）的功率供应的一种设备，所述设备被适配成：确定所述多个负载装置（20‑1到20‑n）的总功率消耗，基于所述确定的总功率消耗与目标值的比较来生成带有功率改变信息的功率改变命令，在逐步过程中经由通信介质（10）将所述功率改变命令广播到所述多个负载装置（20‑1到20‑n），所述逐步过程朝所述目标值和所述多个负载装置（20‑1到20‑n）的期望功率值的总和的较低值收敛。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.21 US 61/7043581.用于控制多个负载装置（20-1到20-n）的功率供应的一种设备，所述设备被适配成：确定所述多个负载装置（20-1到20-n）的总功率消耗，基于所述确定的总功率消耗与目标值的比较来生成带有功率改变信息的功率改变命令，在逐步过程中经由通信介质（10）将所述功率改变命令广播到所述多个负载装置（20-1到20-n），所述逐步过程朝所述目标值和所述多个负载装置（20-1到20-n）的期望功率值的总和的较低值收敛。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备被适配成生成所述功率改变命令以便在逐步过程中将所述总功率消耗从当前值降低到所述目标值，所述逐步过程在最初的步骤中将所述总功率消耗移动到所述目标值之下并且然后以每个步骤导致比先前步骤的总功率消耗高的总功率消耗的方式朝所述目标值收敛。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备被适配成生成所述功率改变命令以便在逐步过程中将所述总功率消耗增加到较高的目标值，所述逐步过程要么以每个步骤导致比先前步骤的总功率消耗高的总功率消耗的方式朝所述较高目标值收敛要么如果两个接连步骤导致相等的总功率消耗则停止。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备被适配成维持关于所述功率改变信息和从所述逐步过程的至少两个最近步骤产生的总功率消耗的信息。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备被适配成检查所述总功率消耗是否足够接近所述目标值以便实现预定的精度要求。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备被适配成将两个连续步骤之间的所述功率改变信息的改变量限制为预定门限值。7.一种功率控制器装置（30），其包括根据权利要求1的设备。8.一种系统包括：a.包括如权利要求1中定义的设备的至少一个功率控制器装置（30）；b.多个负...

【专利技术属性】
技术研发人员：LMGM托休伊曾，SA胡森，O施雷耶，M赵，EDL弗里毛特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL