CN103620902B - 用于控制功率消耗装置的***中的功率消耗的控制装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及控制功率消耗装置的多个组中的组的功率消耗，其通过确定用于控制所述组的装置的功率消耗的功率消耗控制值来实现，所述确定通过使用下列中的至少一个来进行：多个组中的至少一个组的负载切断柔度值，其中所述对应组的所述负载切断柔度值指示所述对应组的装置的功率消耗能够被降低使得所述对应组中容许的最小功率消耗被维持的功率的最大量；多个组中的至少一个组的负载恢复柔度值，其中所述对应组的所述负载恢复柔度值指示所述对应组的装置的所述功率消耗能够被增加使得所述对应组中容许的最大功率消耗被维持的功率的最大量。

Description

用于控制功率消耗装置的***中的功率消耗的控制装置和 方法
技术领域
本发明涉及控制包括功率消耗装置的***中的功率消耗。特别地，本发明涉及一种被配置用于控制功率消耗的控制装置并且涉及一种对应的方法。附加地，本发明涉及一种包括控制装置的***并且涉及一种被配置用于执行所述方法的步骤的计算机程序产品。
背景技术
在下文中，关于作为针对包括功率消耗装置的***的例子的照明***并且关于作为功率消耗装置的照明装置示范性地描述本发明。然而，必须指明，本发明还能够相应地被应用于例如像加热***或空调***这样的具有功率消耗装置的另外的***，或者被应用于这样的***的组合，例如，包括照明装置、加热装置以及空调装置的***。
照明***被已知消耗了建筑物中以及更一般地城市基础设施中的能量或功率的一大部分，并且可以被视为高能量或功率消耗的原因。因此，照明***常常被配置为可控负载以便在智能电网中提供诸如需求响应之类的动态负载控制服务。通过将照明***实施为可控负载（通过控制所述可控负载确保了已消耗的电力负载或功率消耗小于能够产生和/或提供的），照明***可以向智能电网提供负载/需求降低或恢复。
在当前照明***中，灯或照明装置常常通过使用可调光镇流器达某一时间段而被均匀地且同时地调暗。此外，简单的电力线广播机制可以被用于对照明***的灯或照明装置进行控制(调光)。
由电力网所产生和传送的电量必须在任何时候与在电网的另一端的负载所消耗的电力匹配以确保电力网的稳定性。在已知的控制***中，这主要通过调整发电以和实际消耗匹配来实现。然而，在若干时间段中(例如，在炎热的夏日期间)，电力需求超过发电容量(例如，归因于空调***的密集操作)。缩减（curtailment）然后被部署来确保电网能够仍然输送在可用发电容量下产生的功率。
通常，缩减由电网运营商通过手动地断开电网的分配支路来完成，从而将由该支路所服务的所有负载认为在缩减周期期间不可使用。替换地，电网客户能够选择性地且单独地使一些负载与电网断开。然而，电网客户与电网运营商之间的关于如降低的量和持续时间这样的因素的协调和协定例如是需要的。这个使得在电网运营商与客户之间的可靠通信手段是必要的。此外，可能需要激励和协议（settlements）来奖励客户。从而，这个方法仅可适用于能够供应显著降低量的少数大型公用事业客户，典型地，大型工业客户。
由于通信技术的领域中的最近的快速发展，将大量的客户连接到电网运营商以便部署精心安排的负载切断(load shedding)是可能的。并且在经济上，随着可用生产与峰值需求之间的间隙加宽，发展这种基础设施已变得更加可行，从而抬高电力或功率成本。当前，许多需求响应程序在美国的各个州(例如加利福尼亚、德克萨斯、纽约)中是可操作的，从而供应峰值需求的降低。需求响应将在将来的智能电网中起更加重要的作用以便平衡由于高度可变的可再生资源或电力资源的不断整合而导致的日益动态的电网。
在设施层面上，需求响应程序的参与需要主动地控制负载以确保满足确定目标的需求降低。主动负载控制还可以使未参与需求响应程序的设施受益，因为它能够降低所消耗的电力或功率的总成本。例如，除针对能量消耗的费用之外，许多公用事业公司还在计费周期期间基于峰值功率消耗来应用峰值需求费用。峰值需求的正确控制可以降低由(一个或多个)用户所招致的电力的成本。主动负载控制还可以被用来利用动态资费定价。
US 2010/0088261 A1涉及一种负载切断以便降低负载控制***的总功率消耗的方法。
US 2005/0038571 A1公开了商业和多建筑***中的自动能量管理和能量消耗降低。在能量管理***中，对于从多个能量用户以电子方式接收到的数据，不利能量事件被以电子方式监控。如果电子监控检测到无不利能量事件，则针对不利能量事件的电子监控随着更多要被监控的数据被以电子方式被接收而继续。如果电子监控以电子方式检测到不利能量事件，则已被以电子方式检测到的不利能量事件通过所述多个能量用户中的至少一些的调整而被以电子方式起作用。对检测到的不利能量事件的电子作用可以是降低能量成本和/或能量使用的任何响应或调整，最优选地是具有对占用者舒适和正常操作的最小影响的能量成本降低和能量使用降低方法。
发明内容
本发明的目标是提供一种用于对在具有功率消耗装置的***中的功率消耗进行高效且有效控制的方法。
所述目标通过独立权利要求的特征来实现。
本发明是基于这样的构思：包括像照明装置这样的功率消耗装置的***中的功率消耗的控制例如能够通过基于装置需要和/或容许的功率的量确定针对当前耗能装置中的每一个的功率消耗改变(降低或增加)而被执行以便提供关于需要的或确定目标的***功率消耗的用户可接受的服务水平（即由用户(在特定时间段)可接受的和期望的(光照)要求）。进一步地，根据本发明，同位于某区域/空间中（例如在像办公室这样的特定房间中）的装置例如作为组而不是作为单独的装置被控制。因此，功率消耗控制可以遍及装置的多个组在每组的各种局部控制机制/模式之上被执行。这种面向组的控制可以是例如手动切换或基于占用的控制。此外，面向组的功率消耗控制可以具有调整机制来说明日光。一般而言，组包括至少一个功率消耗装置。对此，组可以包含单个(一个)装置（如果从局部控制目的上认为必要的话），或多个装置。进一步地，可接受的服务水平可能在整个时间上变化，因为装置可以在所述时间期间被用于不同目的(例如阅读任务)，或者像日光水平这样的装置的环境条件例如可以在所述时间期间改变。对此，若干模式可以关于诸个组中的每一个或至少一个被定义，所述模式规定（specify）功率消耗以及因此规定对于对应组的装置的达特定或预定时间段所容许的光照水平。本发明的步骤可以通过考虑光照以及因此每组的(根据目前或当前局部控制模式的)功率消耗要求，例如通过考虑照明装置被放置在的位置的占用和/或位置中的传入日光的量，而被自动地执行。特别地，控制模式可以包括例如下列中的至少一个来作为针对组的规定的(光照或功率消耗)要求：组容许的或需要的特定或预定义光水平；组容许的或需要的特定或预定义功率消耗水平；组容许的或需要的最小功率消耗；组容许的或需要的最小光水平；组容许的或需要的最大功率消耗；组容许的或需要的最大光水平。控制功率消耗包括功率消耗降低或增加。进一步地，必须指明，照明装置的功率消耗与照明装置的光水平相关，其中较高的功率消耗与较高的光水平相关以及较低的功率消耗与较低的光水平相关。根据本发明，对于功率消耗装置的每个组，要被该组(或区域)中的耗能装置提供的一系列用户可接受的服务水平针对每个局部控制模式而被配置/规定。当功率消耗改变是需要的时，针对该区域或组中的每一个的功率改变的分配基于所需要的功率水平被确定以便提供用户可接受的服务水平(针对该区域或组中的每一个的当前局部控制模式的)和所需要的***级功率改变。附加地，同样像该区域或组中的每一个的当前功率消耗、可控(并且，如果需要的话，非可控)装置的当前功率消耗和/或可控(并且，如果需要的话，非可控)装置的目标功率消耗这样的因素可以被用于根据本发明的功率消耗控制。
采用本发明，多个优点能够被实现。因为功率降低或增加的实际量是基于所需要的功率降低或增加(而不是基于预设功率降低或增加)的，所以功率降低或增加是更精确的(从而，对用户舒适的妥协被保持到最小)，所需要的功率降低或增加被快速地实现(可能在单个步骤中)。进一步地，本发明的方法不需要复杂的实施方案而且是简单的。对于照明***的至少一个组来说或者对于照明***的至少一个组的(一个或多个)控制模式来说，所述方法分别需要最大和/或最小光照水平或最大和/或最小功率消耗水平的规格。进一步地，像***功率消耗和目标功率消耗这样的值可以被使用。因此，根据本发明，比较少的数据必须被处理以用于控制照明***的至少一个装置以便计算时间和空间高效的功率消耗控制被使能。而且，本发明允许功率消耗的灵活控制。取决于特定准则（例如功率降低的量），控制装置可以被以各种方式编程并且可以从多个不同的过程中选择用于确定要被使用的功率消耗控制值的适当过程。进一步地，日光水平能够通过最大和最小功率消耗的再计算来说明。
在本发明的一个方面，一种控制装置被提供，所述控制装置被配置成控制功率消耗装置的***的功率消耗装置的多个组中的组的功率消耗，其中所述控制装置被适配成通过使用下列中的至少一个来确定用于控制所述组的装置的功率消耗的功率消耗控制值：
- 所述多个组中的至少一个组的负载切断柔度(flexibility)值，其中对应组的负载切断柔度值指示这样的功率的最大量，对应组的装置的功率消耗能够被降低所述功率的最大量以便对应组中容许的最小功率消耗被维持；
- 所述多个组中的至少一个组的负载恢复柔度值，其中对应组的负载恢复柔度值指示这样的功率的最大量，对应组的装置的功率消耗能够被增加所述功率的最大量使得对应组中容许的最大功率消耗被维持。
以这种方式，一种基于灵活的用户要求的功率消耗控制被实现，所述功率消耗控制能够被以快速且高效的方式执行。进一步地，最佳匹配在关于用户的实际和当前的要求所需要的功率消耗与容许的功率消耗之间被使能。
根据本发明的实施例，所述控制装置被配置成确定功率消耗控制值，使得当通过使用该功率消耗控制值来改变该组的功率消耗时，***中的当前功率消耗量与***中的功率消耗旨在被改变到的目标***功率消耗量之间的差被最小化。
根据本发明的实施例，所述控制装置是被配置成控制所述多个组的功率消耗的中心控制器或被配置成控制该组的功率消耗的组控制器。
根据本发明的实施例，如果所述控制装置是组控制器，则所述组控制器被配置成确定与由该组控制器所控制的组的负载恢复柔度值相关的信息和/或与负载切断柔度值相关的信息。
根据本发明的实施例：
- 如果所述控制装置是中心控制器，则所述中心控制器被配置成通过使用下列中的至少一个针对所述多个组中的每个组来确定用于控制对应组的装置的功率消耗的对应的功率消耗控制值：所述多个组的负载切断柔度值或负载恢复柔度值，其中，所述多个组的对应的功率消耗控制值被确定使得对应组中的对应的功率切断等于或小于对应组的对应负载切断柔度值或者对应组中的对应功率恢复等于或小于对应组的对应负载恢复柔度值；
- 如果所述控制装置是组控制器，则该组的功率消耗控制值由组控制器基于它自己的负载切断柔度值或负载恢复柔度值并且基于目标***功率消耗改变值以及基于***的其它组的负载切断柔度值的总计或负载恢复柔度值的总计的估计而被确定。
根据本发明的实施例，如果所述控制装置是中心控制器，则所述多个组的对应的功率消耗控制值被确定使得所述组中的每一个的功率消耗通过对应的功率消耗控制值的改变导致与目标***功率改变值对应的***的功率消耗改变。
根据本发明的实施例，所述控制装置被配置成从所述多个组中的至少一个接收与对应组的负载切断柔度值相关的信息和/或与对应组的负载恢复柔度值相关的信息。根据本发明的实施例，如果所述控制装置是中心控制器，则所述接收被执行。
根据本发明的实施例，所述控制装置被配置成将请求消息传送到所述多个组中的至少一个，所述请求消息请求传送与对应组的负载切断柔度值相关的信息和/或与对应组的负载恢复柔度值相关的信息。根据本发明的实施例，如果所述控制装置是中心控制器，则所述接收被执行。
根据本发明的实施例，如果所述控制装置是组控制器，则所述控制装置被配置成估计或者接收至少一个其它组的负载切断柔度值的平均值或总计和/或负载恢复柔度值的平均值或总计。
根据本发明的实施例，如果所述控制装置是中心控制器，则所述控制装置被配置成针对所述多个组中的至少一个通过使用与负载切断柔度值相关的信息来确定负载切断柔度值和/或通过使用与负载恢复柔度值相关的信息来确定负载恢复柔度值。
根据本发明的实施例：
- 如果所述控制装置是中心控制器，则所述控制装置被配置成将用于控制所述组的装置的功率消耗的功率消耗控制值传送到所述组；
- 如果所述控制装置是组控制器，则所述控制装置被配置成通过使用所确定的对应的功率消耗控制值来控制所述组的装置的功率消耗。
根据本发明的实施例，所述功率消耗控制值指示所述组中的功率消耗的降低或增加。
根据本发明的实施例，所述控制装置被配置成通过以下来确定所述组的功率消耗控制值：
- 如果***中的功率消耗旨在被改变的目标***功率改变值指示***的功率消耗将被降低，则使用至少一个组的负载切断柔度值；或
- 如果***中的功率消耗旨在被改变的目标***功率改变值指示***的功率消耗将被增加，则使用至少一个组的负载恢复柔度值。
根据本发明的实施例，所述组的功率消耗控制值包括下列中的至少一个：指示所述组中的目标功率消耗的值；指示所述组中的功率消耗将被降低或者增加多少的值；因子值，其乘以所述组的负载切断柔度值导致指示所述组中的功率消耗将被降低多少的值，或者，其乘以所述组的负载恢复柔度值导致指示所述组中的功率消耗将被增加多少的值；指示所述组中的功率消耗装置中的每一个应该如何***作的操作参数。
根据本发明的实施例，所述控制装置被配置成传送：
- 指示***中的功率消耗旨在被降低的目标***功率改变值不能够被以对于所述多个组中的至少一个组中的每一个来说对应组中容许的对应的最小功率消耗被维持的这样一种方式来实现的消息，和/或
- 指示***中的功率消耗旨在被增加的目标***功率改变值不能够被以对于所述多个组中的至少一个组中的每一个来说对应组中容许的对应的最大功率消耗被维持的这样一种方式来实现的消息。
根据本发明的实施例，对于所述多个组中的至少一个组中的每一个来说，对应的负载切断柔度值和/或对应的负载恢复柔度值是通过使用涉及下列中的至少一个的信息已被确定的值：对应组的装置的位置；对应组的装置的位置的占用；在对应组的装置附近的日光的量。
在本发明的一个方面，一种方法被提供，所述方法被配置用于控制功率消耗装置的***的功率消耗装置的多个组中的组的功率消耗，其中，所述方法包括通过使用下列中的至少一个来确定用于控制所述组的装置的功率消耗的功率消耗控制值：
- 所述多个组中的至少一个组的负载切断柔度值，其中对应组的负载切断柔度值指示对应组的装置的功率消耗能够被降低使得在对应组中容许的最小功率消耗被维持的功率的最大量；
- 所述多个组中的至少一个组的负载恢复柔度值，其中对应组的负载恢复柔度值指示对应组的装置的功率消耗能够被增加使得对应组中容许的最大功率消耗被维持的功率的最大量。以这种方式，本发明的优点和效果的实现被支持。
特别地，所述方法包括由如上面概述（outline）和在下面更详细地描述的控制装置所执行的步骤。因此，例如，所述方法可以由像组控制器或中心控制器这样的控制装置来执行。
在本发明的另一个方面，一种***被提供，所述***包括如上面概述和在下面更详细地描述的控制装置。
在本发明的另一个方面，一种计算机程序产品被提供，所述计算机程序产品包括代码，所述代码被配置用于当在被配置用于执行计算机程序产品的装置上运行时执行如上面概述和在下面更详细地描述的所述方法的步骤。所述装置可以是如上面概述和在下面更详细地描述的控制装置。特别地，所述装置可以被布置使得它包括所述计算机程序产品。所述装置的结构可以被布置或者适配使得它允许计算机程序产品的执行。
以这种方式，一种高效且有效的功率消耗控制被使能，所述高效且有效的功率消耗控制以高精度考虑了关于作为整体的(照明)***和(照明)***的特定部分二者所陈述的用户要求，其是简单的并且通过以高精度考虑当前功率消耗和当前允许的或许可的功率消耗可以快速且灵活的方式实施而不用浪费***资源。特别地，如所描述的和如在(独立)权利要求中所要求保护的本发明使能在本文中关于本发明所描述的所有优点和效果的实现。
附图说明
在图中：
图1图示了其中本发明能够被实施的示范性环境；
图2图示了根据本发明的实施例的照明***；
图3图示了根据本发明的实施例的照明***；
图4图示了根据本发明的实施例的组控制器的实施方案；
图5图示了根据本发明的实施例执行的、控制照明***中的功率消耗的步骤；
图6图示了根据本发明的实施例执行的、控制照明***中的功率消耗的步骤；
图7图示了根据本发明的实施例的确定针对组的功率消耗控制值的步骤；
图8图示了根据本发明的实施例执行的、控制照明***中的功率消耗的步骤；
图9图示了根据本发明的实施例的控制装置的布置。
具体实施方式
图1图示了其中本发明能够被实施的示范性环境。特别地，图1图示了建筑物的平面图，其被细分成例如服务不同目的的不同区域，所述不同区域例如走廊16、工作空间11、12、13、14以及招待处15。包括多个照明装置的照明***在若干区域11 - 16中被实施。每个功能区域11 – 16可能具有不同的光照要求。进一步地，每个功能区域11 - 16可能对于负载切断（即使负载断电或光照水平降低）具有不同的柔度（flexibility）。例如，像走廊16这样的一些区域可以忍受多达50%的光照降低，而像工作空间11、12、13、14或招待处15这样的其它区域例如可以忍受多达20%的光照降低。
根据本实施例，照明***可以包括可控和不可控负载，即其能量消耗能够被控制以便确保被***消耗的能量小于能够产生或者提供的能量的照明装置，以及其能量或负载消耗不能够被控制的照明装置。在下文中，为了便于描述，仅具有可控负载（即具有可控照明装置）的照明***将被考虑，其中必须指出，本发明还能够被应用于附加地包括非可控负载或照明装置的***。
根据本实施例，照明***的照明装置被分组成K 组(K > 0 (例如，K ≥ 2))，所述组中的每一个都分别由一个或多个可控负载或照明装置构成。根据实施例，例如，组的照明装置可以服务像走廊16、办公室11 - 14或招待处15这样的区域。根据另外的实施例，组还能够在若干区域或子区域中包括耗能装置，如果需要的话，取决于用户要求，例如，装置可以被分组为靠近窗户的装置和靠近办公室内的墙壁的装置。一般而言，本发明允许照明装置到K 组的不同分配。
图2图示了根据本发明的实施例的照明***，其中集中式架构根据本实施例被实施。如图2中所示，***包括被划分成三个组21、22、23的照明装置212、222、232。进一步地，根据本实施例，每组21、22、23具有在下文还被称为组控制器的控制器211、221、231，所述组控制器211、221、231中的每一个都被配置用于控制对应的照明装置212、222、232的能量消耗以及因此还控制光照水平，所述对应的照明装置212、222、232属于相应的组控制器211、221、231的对应组21、22、23。例如，针对照明装置212、222、232的所需要的光照水平以及因此能量消耗水平根据本实施例通过考虑像占用状态、日光水平、在区域中执行的任务这样的信息而被确定。用于确定光照以及因此能量消耗水平的所述信息能够例如从占用传感器、日光传感器和/或对应的用户输入获得。而且，***可以包括测量***的功率消耗的电力功率感测单元。在图2中，像上面提到的占用传感器、日光传感器或功率感测单元这样的若干传感器单元被构件24示范性地形象化以便简化***的表示，其中显然的是，不同的传感器单元关于它们在***中的位置的不同布置根据本发明是可能的。
进一步地，根据本实施例，***包括控制***的功率消耗的中心控制器20。中心控制器20能够通过执行与组控制器211、221、231的对应通信来控制***的功率或能量消耗，如由图2中的中心控制器20与组控制器211、221、231之间的箭头所指示的。依照本实施例的集中式架构，中心控制器20表示根据本发明的示范性控制装置。因此，中心控制器20被配置成通过确定针对照明***的组21、22、23中的每一个的对应的功率消耗控制值来控制每个组21、22、23的功率消耗。附加地，根据本实施例，中心控制器20被配置成通过将对应的功率消耗控制值传送到组21、22、23中的每一个来控制每个组21、22、23的功率消耗。在接收到对应的功率消耗控制值之后，组21、22、23中的每一个都将通过使用对应的功率消耗控制值来分别控制或者调整对应组21、22、23的功率消耗，其中对应组21、22、23的功率消耗将通过使用对应的功率消耗控制值而被降低(即，切断)或者增加(即，恢复)。
附加地，根据本实施例，***包括像通信网络或***这样的通信手段，例如以用于控制器20、211、221、231、传感器24与照明装置212、222、232 (功率消耗装置)之间的信息交换。所对应的通信手段在图2中由对应构件之间的不同箭头示范性地概述，其中通信的若干方式(同样未示出的这些)能够根据本发明被实施。
组控制器211、221、231可以是作为单独的装置被布置或者作为装置的部分被布置的装置或实体，所述装置不同于如图2中所示出的照明装置212、222、232。组控制器211、221、231还可以是布置在它们正在控制的、对应组21、22、23的照明装置212、222、232中的一个中的装置或实体，即作为照明装置212、222、232的一部分。
图3图示了根据本发明的另一实施例的照明***，其中分布式架构根据本实施例被实施。与图2的集中式架构相比，在图3的分布式架构中，没有中心控制器20被提供。依照本实施例的分布式架构，组控制器31、32、33中的每一个都表示根据本发明的示范性控制装置。因此，组控制器31、32、33中的每一个都被配置成通过确定针对它的组21、22、23的对应的功率消耗控制值来控制组控制器31、32、33所控制的它的组21、22、23的功率消耗。附加地，根据本实施例，组控制器31、32、33中的每一个都被配置成通过经由使用对应的确定的功率消耗控制值调整它的组21、22、23的功率消耗来控制它的组21、22、23的功率消耗，其中对应组21、22、23的功率消耗通过使用对应的确定的功率消耗控制值而被降低(即，切断)或者增加(即，恢复)。
为了控制功率消耗，组控制器31、32、33中的每一个都可以被连接到至少一个另一组控制器31、32、33以便传送信息或数据，所述信息或数据与根据本发明控制功率消耗相关并且涉及由相应的另一组控制器31、32、33所控制的另一组21、22、23。组控制器31、32、33中的每一个都被配置成通过使用关于它自己的组21、22、23的信息或数据以及通过使用关于被另一组控制器31、32、33控制的至少一个另一组21、22、23的信息和数据来确定针对它的组的对应的确定的功率消耗控制值。关于至少一个另一组21、22、23的信息或数据可以由进行控制的组控制器31、32、33来估计和/或可以由进行控制的组控制器31、32、33从所对应的另一组控制器31、32、33(在当前或较早时间点)接收。
根据本实施例，组控制器31和32、31和33可以与彼此进行通信，其中用于通信的连接在组控制器32和33之间未被提供。根据本发明的实施例，当控制对应组21、22、23中的功率消耗并且确定对应的功率消耗控制值时以及当考虑关于另外的组21、22、23（存在到其的通信连接）的信息时，组控制器31除关于它自己的组21的信息之外将还使用关于组22和23的(已接收)信息，并且组控制器32、33中的每一个除关于它们自己的组22、23的信息之外都将仅使用(接收)关于组21的信息。根据本发明的另外的实施例，组控制器31、32、33中的每一个除关于自己的组21、22、23的信息之外都可以使用所估计的关于另外的组21、22、23中的至少一个的信息以用于确定对应的功率消耗控制值。根据本发明的另一实施例，除关于组控制器31、32、33的自己的组21、22、23的信息之外，关于另外的组21、22、23中的至少一个的所估计的信息和所接收到的信息两者都可以被进行控制的组控制器31、32、33用于确定对应的功率消耗控制值。术语“至少一个另一组”可以指在1与K-1之间的任何数目的组，其中K是***中的组的总数。
进一步地，根据本实施例，每个组控制器31、32、33被配置成与由构件24示范性地形象化的对应的占用传感器、日光传感器或功率感测单元进行通信，如已经关于图2所解释的那样。
组控制器31、32、33可以是作为单独的装置来布置或者作为装置的部分来布置的装置或实体，所述装置不同于如图2中所示出的照明装置212、222、232。组控制器31、32、33还可以是布置在它们正在控制的对应组21、22、23的照明装置212、222、232中的一个中的装置或实体，即作为照明装置212、222、232的一部分。
图4图示了根据本发明的实施例的组控制器411的实施方案，所述组控制器411被配置成控制组4的照明装置41、42、43、44并且被布置在照明装置41中。一般而言，组控制器411的配置可以对应于图2的组控制器211、221、231的配置或者对应于图3的组控制器31、32、33的配置。图4中的箭头图示了组控制器411被配置成出于控制目的与它的组4的照明装置41至44进行通信。
在下文中，根据本发明的若干实施例的执行负载或能量消耗控制将在下文中通过参考上面讨论的图1至4而被解释。
***的每个第k组21、22、23、4 (其中1 ≤ k ≤ K 并且K 是照明***中的组21、22、23、4的总数)可以被配置成服务各种目的和/或情形，例如，阅读任务、计算机任务、会议任务、未占用等，从而导致与所述目的/情形相对应的各种局部控制模式。对于***的每个组21、22、23、4来说，至少一个控制模式可以被规定，在所述至少一个控制模式下，用于操作***中的对应组21、22、23、4的条件和/或信息被定义。控制模式可以关于预定时间段被定义以便对应组的操作将在该预定时间段期间被切换到该控制模式。进一步地，控制模式可以针对特定情形被提供，以便如果该特定情形发生了，则所述组的操作将被切换到针对该特定情形提供的控制模式。如果仅一个控制模式被提供用于组21、22、23、4，则所述模式一般而言可以规定组21、22、23、4的操作，即不用涉及预定时间段或特定情形。第k组21、22、23、4的控制模式可以包括下列中的至少一个：第k组21、22、23、4的最大光照水平；第k组21、22、23、4的最小光照水平；第k组21、22、23、4的最大功率消耗水平 ；第k组21、22、23、4的最小功率消耗水平。进一步地，控制模式可以包括针对对应的第k组21、22、23、4的标称光照水平和/或标称功率消耗的规格。标称光照水平定义当对应的第k组21、22、23、4在该控制模式下操作时(首先)使用的典型或默认光照水平。标称功率消耗定义当对应的第k组21、22、23、4在该控制模式下操作时使用的典型或默认功率消耗量或值。的值可以被设置为与相同的值，其中所述设定是可选的而不是强制的。如果仅和在控制模式下被规定，则能够假定标称功率被设置为。
组21、22、23、4的控制模式的对应规格可以例如通过用户或者通过设施管理器而被提供给***。控制模式的规格或定义在组21、22、23、4之间可能是不同的。例如，如果至少两个组21、22、23、4具有针对相同的时间段或者针对特定情形的对应模式（例如用于办公室的占用模式），则例如一个组21、22、23、4的对应模式(例如，占用模式)可以具有规格(即关于一个组21、22、23、4的操作的信息和/或条件)，所述规格不同于另一组21、22、23、4的对应模式(例如，占用模式)的规格。组21、22、23、4的控制模式的规格可以被输入到或者提供给对应的组控制器211、221、231、31、32、33、411。进一步地，组21、22、23、4的控制模式的对应规格可以被对应的组控制器211、221、231、31、32、33、411存储。
在集中式架构中，如在图2中示范性地示出的那样，组21、22、23的控制模式的规格也能够被传送(例如从对应的组控制器211、221、231、411)到中心控制器20，所述中心控制器20也可以存储控制模式的规格。替换地，组21、22、23的控制模式的规格可以被输入到中心控制器20中或者提供给中心控制器20，所述中心控制器20可以存储控制模式的规格和/或将控制模式的规格传送到对应的组控制器211、221、231、411。
控制模式的规格可以例如在试运行过程期间被定义，并且可以在认为必要时被改变(例如，以便适应个人偏好)。
功率消耗控制可以响应于确定功率消耗改变必须在***中执行而通过增加(即，恢复)或者降低(即，切断)***中的功率消耗被执行。例如，功率消耗控制可以关于例如当前(即，目前)、任意或规定的时间点这样的时间点被执行。在下文中，这个时间点被称为时刻t 。当功率消耗控制关于时刻t 被执行时，对于其功率消耗被控制的每个组21、22、23、4来说，确定对应组21、22、23、4在时刻t 在哪一个控制模式下***作。然后，时刻t 的对应的确定的控制模式的规格(特别地，在所述规格中包括的信息)被用于控制对应组21、22、23、4的功率消耗。
一般而言，对于每个时刻t 并且对于第k组21、22、23、4，以下值可以被定义：为在时间t 针对第k组21、22、23、4的最小功率消耗；为在时间t 针对第k组21、22、23、4的最大功率消耗；为在时间t 在第k组21、22、23、4中的当前(即目前在当前时间的实际的)功率消耗；为在时间t 针对第k组21、22、23、4的目标功率消耗。进一步地，目标组功率降低或增加值能够被规定为，其中的负值指示功率增加应该在时间t 针对第k组21、22、23、4被执行，而的正值指示功率降低应该在时间t 针对第k组21、22、23、4被执行。
进一步地，以下值可以关于照明***被规定，其中所述值同样可以针对时刻t 被确定或者给出：为不可控照明装置(即，其功率消耗在***中不能够被控制的照明装置)的不可控负载的当前功率消耗；为在时刻t 的当前***功率消耗，其是诸组21、22、23、4中的每一个的当前功率消耗的总计以及不可控照明装置的当前功率消耗的总计；为应该或者必须在时刻t 在***中被实现的目标***功率消耗(量或值)。进一步地，目标***功率降低或增加值能够被规定为，其中的负值指示功率增加应该在***中被执行，而的正值指示功率降低应该在***中被执行。参数α被设置成确保在***中执行功率控制之后，即在降低或者增加了***中的功率消耗之后，仍然存在一些余地留下以用于例如归因于占用模式中的改变(人进入以前未照亮的办公室)的功率消耗的突然改变。因此，采用参数α，确保了，其中，如果功率消耗降低将被执行，则0 ≤ α ≤1，并且其中，如果功率消耗增加将被执行，则-1 ≤ α ≤ 0。在本应用中，还被称为目标***功率改变值或量。可以由控制装置例如从外部***或者从被配置成确定功率消耗改变在***中是需要的构件或装置来接收。
上面讨论的参数还可以在不用显式地涉及时刻t的情况下被使用。
而且，负载切断柔度值LSF k 被定义为，即作为指示多少功率消耗在不会低于第k组21、22、23、4所允许的最小功率消耗的情况下（即通过保持高于第k组21、22、23、4所允许的最小功率消耗）针对第k组21、22、23、4能够被降低的值。负载恢复柔度值LRF k 被定义为，即作为指示多少功率消耗在不会高于第k组21、22、23、4所允许的最大功率消耗的情况下（即通过保持低于第k组21、22、23、4所允许的最大功率消耗）针对第k组21、22、23、4能够被增加的值。负载切断柔度LSF k 因此是在不违犯其最小功率要求的情况下能够在第k组21、22、23、4中被切断的功率的最大量。类似地，负载恢复柔度LRF k 是在不越过其最大功率水平的情况下能够被给予第k组21、22、23、4的功率的最大量。
图5图示了根据本发明的实施例执行的、控制照明***中的功率消耗的步骤。特别地，图5的本实施例关于如图2中示范性地示出的集中式架构被提供。图5的步骤能够被视为关于时刻t 执行的步骤。为了清楚和简明起见，在图5中，步骤关于中心控制器20和作为照明***的所有组控制器211、221、231、411的代表的组控制器211而被提供。然而，所述步骤关于照明***的组控制器211、221、231、411中的每一个被提供。即，通信步骤和在组控制器211处执行的步骤在***的组控制器211、221、231、411中的每一个处并且关于其而被执行。
依照本实施例，中心控制器S500可以在步骤S500中将对于传送允许中心控制器20确定组21的(以及同样所有另外的组22、23、4的)功率消耗控制值的信息的请求发送到组控制器211(以及同样发送到所有另外的组控制器221、231、411)。根据本实施例，响应于该请求，组控制器211(并且同样对于所有另外的组控制器221、231、441)确定在时刻t用于操作组21的控制模式以及通过使用在所确定的控制模式下规定的最大和/或最小光照水平和/或根据在所确定的控制模式下规定的最大和/或最小功率消耗水平和/或通过使用另外的因素或信息来确定它的组21的最小功率消耗和/或最大功率消耗，所述另外的因素或信息在所确定的组21的控制模式下被规定和/或例如通过传感器单元24关于组21而被确定。例如，因为可以针对特定日光水平规定和，信息的这种另外的因素可以是日光水平。如果日光水平关于在所确定的组21的控制模式下规定的日光水平而改变，则校正因子然后被加到和。
必须指出，步骤S501还可以被组控制器211(并且同样被***的另外的控制器221、231、411中的每一个)自主地执行，即同样在组控制器211不接收如关于步骤S300所概述的请求的条件下。
在步骤S502中，组控制器211确定组21中的当前功率消耗。另外，组控制器211可以使用任何适当的已知方法以用于计算当前功率消耗，或者可以从用于测量组21中的当前功率消耗的相应地配置的传感器24读取或者接收它。步骤S502可以在步骤S501之后或者在步骤S501之前完成。
依照本实施例，在步骤S503中，组控制器211确定与负载切断柔度值LSF k 和/或负载恢复柔度值LRF k 相关的信息。对此，组控制器211可以例如得到或者计算负载切断柔度值LSF k 为和/或负载恢复柔度值LRF k 为，两者都作为与LSF k 和LRF k 相关的信息，或者确定或者选择与计算或者得到LSF k 和/或LRF k 相关的数据作为与LSF k 和/或LRF k 相关的信息，其中所述数据可以包括例如下列中的至少一个：、、。当针对每个组21、22、23、4的最大和最小光照/功率消耗水平的规格也被存储在中心控制器20中时，相关的数据包括例如下列中的至少一个：对应的控制模式、、或从其可以得到的信息，其例如调光水平以及日光校正因子。根据本实施例，在步骤S504中，组控制器211将与负载切断柔度值LSF k 和/或负载恢复柔度值LRF k 相关的已得到信息传送到中心控制器20。步骤S504能够在任何时刻t 被执行或者如果值LSF k 和LRF k 中的至少一个在当前时刻t 已改变(即，值LSF k 和LRF k 中的至少一个在当前时刻t 不等于在先前或较早时刻确定的值LSF k 和/或LRF k )则被执行。
如上面所提到的那样，根据本实施例，步骤S501至S504可以被k组21、22、23、4的每一组21、22、23、4执行。进一步地，所述步骤S501至S504可以响应于中心控制器20的请求而被执行或者可以被组控制器211、221、231、411自主地执行，所述中心控制器20的请求被从中心控制器20传送（例如，广播）到K组21、22、23、4中的每一个以用于请求传送与负载切断柔度值LSF k 和/或负载恢复柔度值LRF k 相关的信息。
中心控制器20分别从所有K 组21、22、23、4或者从所有组控制器211、221、231、411接收与负载切断柔度值LSF k 和/或负载恢复柔度值LRF k 相关的信息，如由关于组21和组控制器211的步骤504所指示的那样。如果值LSF k 、LRF k 不直接地以所述信息被提供，则中心控制器20通过使用所述接收到的信息来确定所述值LSF k 、LRF k (例如，如果所述信息包括、、，则通过计算LSF k 为以及计算LRF k 为)。然后，如果需要，中心控制器20存储所有K 组的LSF k 和/或LRF k 值。从组控制器211接收并且如果需要的话确定(而且，如果必要的话，存储)组21的LSF k 和/或LRF k 值的步骤通过步骤S505概要地在图3中被示出。
根据本实施例，在步骤S506中，中心控制器20确定***的当前功率消耗。此外，中心控制器20可以使用任何适当的已知方法用于确定当前功率消耗。根据实施例，中心控制器20可以被适配成从功率消耗测量传感器24接收。
在步骤S507中，根据本实施例，中心控制器20确定目标***功率消耗，所述目标***功率消耗可以被例如预先规定(例如，通过设施管理器)和存储在中心控制器20中或者可以被从外部***(例如，从需求响应(DR)聚合器的公用设施)接收。从而，的值可能是时变值。在这里，必须指出，步骤S505、S506以及S507能够被以任意顺序执行并且本实施例不受图5中所示出的顺序的限制。
进一步地，根据本发明的另一实施例，如在图6中示范性地示出的那样，代替执行步骤S506和S507，中心控制器20可以在步骤S600中例如从设施管理器或者从外部***(例如，从需求响应(DR)聚合器的公用设施)接收目标***功率改变值。
然后，在步骤S508中，中心控制器20确定用于控制组21的装置212的功率消耗的功率消耗控制值。特别地，对于K组21、22、23、4中的每一个，对应的功率消耗控制值可以被确定。
图7图示了根据本发明的实施例的确定S508针对组21的功率消耗控制值的步骤。根据本实施例，首先，在步骤S71中，中心控制器20可以确定或者计算目标***功率改变值。
在图6的实施例的情况下，在步骤S600中被接收，因此关于图6的实施例，所述确定S71包括获得所接收到的，即，所接收到的表示所确定的。
在图5的实施例的情况下，在步骤S71中，中心控制器20可以通过使用在步骤S506中确定的***的当前功率消耗以及通过使用在步骤S507中确定的目标***功率消耗来确定或者计算目标***功率改变值为。
然后，根据本实施例，在步骤S71中，中心控制器20执行比较步骤。在第一子比较中，中心控制器分别确定是否或是否，其中是规定目标***功率改变值的最小值的参数(例如，由设施管理器设置)，根据所述参数任何功率降低(或切断)分配将被执行。
如果比较是真(见图7中的情况“是”)，即分别地如果或者如果，则中心控制器20在步骤S72中运行功率降低分配算法以便针对K 组21、22、23、4中的每一个基于对应的K 组21、22、23、4的LSF k 值计算对应的功率消耗控制值。对此，中心控制器20使用从对应的组控制器211、221、231、411接收并且如果必要的话存储在中心控制器20中的对应LSF k 值以及目标***功率改变值。在步骤S73中，中心控制器20将对应的功率消耗控制值传送到对应的组控制器211、221、231、411。第k组21、22、23、4的功率消耗控制值可以是上面描述的。替换地，中心控制器20可以表达并且在步骤S73中传送x k 代替作为第k组21、22、23、4的功率消耗控制值。替换地，如在步骤S73中所发送的功率消耗控制值包括指示组21、22、23、4中的功率消耗装置212、222、232、41至44中的每一个必须如何***作的操作参数。例如，在具有步进式可调光镇流器的照明***中，操作参数可以是组21、22、23、4中的镇流器中的每一个都需要应用的调光水平。作为另一例子，在加热***中，操作参数可以是加热装置应该瞄准的新的目标温度。作为最后的例子，对于步进式控制的风扇，操作参数能够指示风扇将以其操作的速度。
根据本实施例，在第二子比较中，中心控制器20分别确定是否或是否。如果比较是真(见图7的情况“否”)，则中心控制器20在步骤S74中运行功率恢复分配算法以便针对所有K 组21、22、23、4中的每一个基于对应的K 组21、22、23、4的LRF k 值来计算对应的功率消耗控制值。是规定目标***功率改变值的最大值的参数(例如，由设施管理器设置)，根据所述参数任何功率恢复(或增加)分配将被执行。对此，中心控制器20使用从对应的组控制器211、221、231、411接收并且如果必要的话存储在中心控制器20中的对应的LRF k 值。在步骤S73中，中心控制器20将对应的功率消耗控制值传送到对应的组控制器211、221、231、411。第k组21、22、23、4的功率消耗控制值可以是上面描述的。替换地，中心控制器20可以表达并且传送x k 代替作为第k组21、22、23、4的功率消耗控制值。在这里，必须指出，可以使用来启动负载恢复或功率消耗增加过程的准则更严格，例如，当或分别达特定持续时间(例如30分钟)时。
如果x k 代替被用作第k组21、22、23、4的功率消耗控制值，则x k 是满足-1 ≤x k ≤ 1的值，其中x k = 1指示应该在第k组中执行最大功率降低而x k = -1指示应该在第k组中执行最大功率恢复。一般而言，正值x k 指示要在对应组k中被执行的功率消耗降低或切断的程度，而负值x k 指示要在对应组k中被执行的功率消耗恢复或增加的程度。根据另外的实施例，包括x = x k = 1的广播消息指示所有组21、22、23、4必须以最低功率消耗水平操作，而包括x = x k = -1的广播消息指示所有组21、22、23、4可以将功率恢复到其最大值，例如用信号通知功率降低事件的结束。在这个另外的实施例中，对应的广播消息能够被广播或者传送(在步骤S73中如果x =1和在步骤S75中如果x =-1)到所有组21、22、23、4。此外，根据另一实施例，包括特定的确定值x k = x, -1 ≤ x ≤ 1的消息能够被广播或者传送(在步骤S73中如果x 是正的，在步骤S75中如果x 是负的)以用于指示所有组21、22、23、4中的功率消耗改变的相同程度。
在图5中，采用步骤S509，相应地确定的第k组21的功率消耗控制值从中心控制器20到组控制器211的传输以及因此第k组21的功率消耗控制值被组控制器211的接收被指示。特别地，中心控制器20可以针对K组21、22、23、4中的每一个来计算或者确定S508对应的功率消耗控制值，并且在步骤S509中将对应的确定的或计算的功率消耗控制值传送到K组21、22、23、4中的每一个。
在步骤S510中，如果x k 已作为功率消耗控制值被接收，则组控制器211首先通过使用以下等式来计算：
。
通过使用在步骤S509中接收或根据x k 计算的，组21的新的/当前目标功率消耗值在步骤S510中通过使用组21的当前功率消耗值以及通过使用而被计算：。然后，在步骤S511中，针对组21的照明装置212的目标/新的功率消耗水平通过使用所计算的而被得到，使得所述照明装置212的目标/新的总功率消耗等于或小于，即所述照明装置212的目标/新的功率消耗不大于且近似等于。在得到S511照明装置212的功率消耗之后，在步骤S312中，照明装置212的光照水平通过鉴于照明装置212的先前得到的功率消耗水平来调整他们而被调整。即，光照水平通过使用新的功率消耗水平而被确定。
根据本实施例，对于每个另外的时刻t'，t'>t，组控制器211(和每个另外的组控制器221、231、411)被配置成使在另外的时刻t'的实际功率消耗维持小于或等于针对组21(针对对应的另外的组22、23、4)的目标功率消耗，所述目标功率消耗在时刻t 已被确定(归因于在时刻t 的已改变值LSF k 和LRF k )。因此，组控制器211(和每个另外的组控制器221、231、411)被配置成维持，除非某些新的情形、改变或事件发生了，例如：
存在来自中心控制器20的另一功率改变命令(降低或恢复)；
日光水平已被减少使得光照水平小于最小光照水平。当这个发生时，组控制器211(和每个另外的组控制器221、231、411)可以调整光照水平使得总光照水平被返回到在日光的减少之前的水平。替换地，归因于日光减少的光照水平变化可能被限制于如从得到的目标光照水平的特定百分比(例如20%)，前提是归因于变化的最低光照水平仍然高于最小光照水平；
局部控制模式改变以及新的局部控制模式需要更多的功率消耗，例如局部控制模式从未占用改变为占用。组控制器211(和每个另外的组控制器221、231、411)将根据针对新的局部控制模式规定的水平来调整光照水平。
已经关于组21及其控制器211以及照明装置212示范性地描述了图5和6的步骤。然而，必须指出，其可以关于任何组21、22、23、4以及关于任何组控制器211、221、231、411和关于组21、22、23、4的任何耗能装置212、222、232、41至44来执行。
在下文中，关于图5和6的步骤S508和关于图7的步骤S72、S74所提到的功率降低/恢复分配过程的步骤的更具体描述将被提供。所述功率降低/恢复分配过程可以被以不同的方式执行。在下面提供的描述将被视为是示范性的。依照本发明的实施例，另外适当的和已知的功率降低/恢复分配过程同样可以被相应地使用。
如上面所提到的那样，根据本发明的实施例，功率降低/恢复分配过程使用LSF k 和/或LRF k 值作为输入并且被配置成确保***的总功率消耗不超过***目标功率消耗，即所述过程被配置成确保：
。
根据本发明的第一实施例，通过所述功率降低/恢复分配过程，中心控制器20计算功率消耗值x k = x如下：
。
本发明的第一实施例的功率降低/恢复分配过程基本上分配了与LSF k / LRF k 成比例的功率降低。进一步地，因为对于每一组k (1 ≤ k ≤ K )来说x k = x，所以x k 还能够在步骤S509、S73、S75中通过使用广播消息而被更经济地传送。
根据本发明的第二实施例，为了实施功率降低/恢复分配过程，如例如在T. M.Cover和J. A. Thomas, “Elements of Information Theory”, 第一版, 纽约, Wiley-Interscience, 1991中所描述的注水过程能够被用来基于负载或功率消耗切断/恢复柔度(即基于值LSF k / LRF k )跨越K 组分配负载或功率消耗降低/恢复。
第二实施例的功率降低/恢复分配过程基本上分配了功率降低/恢复以便在分配之后的LSF k 或LRF k 值之间的差被最小化。
根据第二实施例，当功率降低分配过程被执行S72时，即当在第一步骤中或时，组索引（index）通过比较负载切断因子LSF k 的对应值而被重新编号或者重新排序，其中较小的索引被分配给具有较大负载切断因子的组，而不是分配给具有较小负载切断因子的组。因此，组索引被重新编号或者重新排序使得：LSF 1≥LSF 2≥...≥LSF K 。所述重新编号或重新排序能够被以快速方式实施，其中时间复杂性可以是例如K log K。
在另外的步骤中，根据第二实施例，在通信技术的领域中称为注水过程的以下步骤能够被实施：
。
以这种方式，当通过实施注水过程来执行根据第二实施例的功率降低分配过程S72时，最佳功率消耗或负载降低被执行，根据这个，组k 的负载切断柔度LSF k 越大，功率消耗或负载降低/切断在所述组k 中被执行越多。
进一步地，当功率恢复分配过程根据第二实施例被执行S74时，即当在第一步骤中或时，组索引通过比较负载恢复因子LRF k 的对应值而被重新编号或者重新排序，其中较小的索引被分配给具有较大负载恢复因子的组，而不是分配给具有较小负载恢复因子的组。因此，组索引被重新编号或者重新排序使得：LRF 1≥LRF 2≥...≥LSF k 。同样在这里，所述重新编号或重新排序能够被以快速方式实施，其中时间复杂度可以是例如K log K。
在另外的步骤中，根据第二实施例，在通信技术领域中称为注水过程的以下步骤能够被实施：
。
以这种方式，当通过实施注水过程来执行根据第二实施例的功率恢复分配过程S74时，最佳功率消耗或负载增加/恢复被执行，根据这个，组k 的负载恢复柔度LRF k 越大，功率消耗或负载增加/恢复在所述组k 中被执行越多。
因此，根据第二实施例，采用上面概述的步骤，对于负载或功率消耗切断/降低的情况来说，具有大LSF k 值的组将比采用第一实施例的方法遭受较大的功率降低或切断，而具有小LSF k 值的组将遭受较小的功率降低或切断。实际上，具有小LSF k 值(并且具有接近于最小水平的光照和功率消耗水平)的组可能根本不具有功率降低，这可能导致光照和功率消耗水平中无改变。相同情况也适用于负载或功率消耗恢复/增加。具有大LRF k 值的组将比采用第一实施例的方法遭受较大的功率增加或恢复，而具有小LRF k 值的组将遭受较小的功率增加或恢复。实际上，具有小LRF k 值(并且具有接近于最大水平的光照和功率消耗水平)的组可能根本不具有功率增加，这可能导致光照和功率消耗水平中无改变。
根据本发明的第三实施例，功率降低/恢复分配过程是这样的，使得尽可能少的组经历负载或功率改变，以及因此经历光照水平改变。
根据第三实施例，当功率降低分配过程被执行S72时，即当在第一步骤中或时，组索引通过比较负载切断因子LSF k 的对应值而被重新编号或者重新排序，其中较小的索引被分配给具有较大负载切断因子的组，而不是分配给具有较小LSF k 的组。因此，组索引被重新编号或者重新排序使得：LSF 1≥LSF 2≥...≥LSF k 。所述重新编号或重新排序能够被以快速方式实施，其中时间复杂性可以是例如KlogK。在接下来的步骤中，最小值m 被确定使得。最后，对于k = 1,2,...,m 的被确定使得并且。
根据第三实施例，当功率恢复分配过程被类似地执行S74时。对此，第三实施例的功率降低分配过程的上面描述的步骤通过相应地用LRF k 值代替LSF k 值并且通过找到最小值m 使得而被执行。
根据本发明的第四实施例，实施功率降低/恢复分配过程被执行使得目标功率降低或增加被尽可能相等地做出。对此，考虑了每组目标功率是在对于该组的最小和最大功率消耗之间。
根据第四实施例，当功率降低分配过程S72被执行时，值m 表示具有非零负载切断柔度LSF k 的组的数目。对于每组k ，对负载切断的第一贡献等于的最小值并且LSF k 被给出。要被切断的功率量的值以相同的量被降低。如果所有组已经轮流了，则m 被重新计算并且相同的负载或功率消耗降低方案被应用。这个被继续直到为止。
针对根据第四实施例的功率降低分配过程S72的步骤能够被实施如下：
。
如能够从上文得到的，根据第四实施例的功率降低分配过程S72保持追踪Δ、仍然要被切断或者降低的功率量和ps[k]、仍然为组k 留下的潜在切断。
根据第四实施例的功率恢复分配过程S74被以相似的方式执行。为了执行根据第四实施例的功率恢复分配过程S74的步骤，在第四实施例的功率降低分配过程S72的上面概述的步骤中，LSF k 被用LRF k 代替并且Δ被初始化为。
第五实施例的功率再分配过程S72被实施如下。中心控制器20确定具有最高负载切断因子的组(比如组k )的索引和具有次高负载切断因子的组(比如组m )的索引。随后，中心控制器20按照min(, )对组k中的功率消耗的降低进行调度并且以相同的量来降低仍然要被切断的功率量。这个被重复直到仍然要被切断的功率量等于0为止，在这之后针对所有组的功率降低都是已知的。为了进一步的阐明，根据第五实施例的功率再分配过程的伪代码描述被提供在下面。要被组k (k=l,2...,K )降低的功率量在以下伪代码的执行之后等于的值。
第五实施例的功率恢复分配过程S74被与第五实施例的功率降低分配过程S72类似地实施、执行，其中并且其中代替负载或功率消耗降低或切断，负载或功率消耗增加或恢复被执行。
图8图示了根据本发明的实施例执行的、控制照明***中的功率消耗的步骤。特别地，图8的本实施例关于如图3中示范性地示出的集中式架构被提供。图8的步骤还可以被视为关于时刻t 执行的步骤，其中它是可选的而不是强制的。进一步地，图8的步骤可以被分布式架构的***的每个组控制器31、32、33、411执行。
在步骤S81中，当对于关于目标***改变值来改变***中的功率消耗的需要已被组控制器31、32、33、411确定(如例如关于图5的步骤S506、S507或者关于图6的步骤S600所描述的那样)时，组控制器31、32、33、411确定它自己的组21、22、23、4的(即组控制器31、32、33、4正在控制的组21、22、23、4的)负载切断柔度值LSF自己和/或负载切断恢复值LRF自己。步骤S81的确定可以像已经关于在图5和6中操控的集中式架构所描述的那样被执行。组控制器31、32、33、4确定控制模式，通过使用所述控制模式，它的组21、22、23、4在时刻t被控制，所述时刻t可以是例如当前时刻或预定义时刻。然后，组控制器31、32、33、4使用在所确定的控制模式中存储的信息以用于确定值LSF自己、LRF自己中的至少一个。特别地，组控制器31、32、33、4通过使用在所确定的控制模式中规定的最大和/或最小光照水平和/或根据在所确定的控制模式中规定的最大和/或最小功率消耗水平和/或通过使用另外的因素或信息来确定它的组21、22、23、4的最小功率消耗和/或最大功率消耗，所述另外的因素或信息在所确定的它的组21、22、23、4的控制模式中被规定和/或例如通过传感器单元24关于它的组21、22、23、4而被确定。信息的这种另外的因素可以是例如如上面关于图5已经解释的日光水平。然后，在步骤S81中，组控制器31、32、33、411确定它的组21、22、23、4中的当前功率消耗，如关于图5的步骤S502所解释的那样。随后，组控制器211确定它自己的组21、22、23、4的负载切断柔度值LSF自己和/或负载恢复柔度值LRF自己。如关于步骤S503已经解释的那样，对此，组控制器31、32、33、411可以例如得到或者计算负载切断柔度值LSF自己为LSF 自己 = 和/或负载恢复柔度值LRF自己为LRF 自己 = 。
在可以独立于步骤S81(即，例如，在步骤S81之前、之后或与步骤S81并行地)被执行的步骤S82中，组控制器31、32、33、411确定关于照明***的至少一个其它组31、32、33、4的信息。其它组21、22、23、4可以是例如组控制器31、32、33、411具有到其的通信连接和/或组控制器31、32、33、411能够得到关于其的信息的组21、22、23、4。
进一步地，上面讨论的两个实施例的组合可以被实施用于得到针对至少一个其它组21、22、23、4的 LSFm和/或LRFm值。
然后，在步骤S83中，组控制器31、32、33、411确定功率消耗控制值，这通过如下的等式来完成，即，如果功率消耗切断(即降低)必须被执行则通过使用以下等式：
，
或者如果功率消耗恢复(即增加)必须被执行则通过使用以下等式：
，通过使用所述功率消耗控制值，组控制器将改变它自己的组21、22、23、4中的功率消耗。
值和通过以分布式方式计算平均负载柔度值和而被以分布式方式计算(假定组的数目K是已知的)。
根据本发明的另外的实施例，组控制器31、32、33、411可以实施迭代算法用于确定对应值lsf k 或lrf k ，其分别为平均负载切断柔度和/或平均负载恢复柔度的估计，其中在迭代n 中，组控制器31、32、33、411分别在功率消耗降低或切断情况下计算下列：
，
和/或分别在功率消耗恢复或增加情况下计算下列：
，
其中和是在迭代n处的线性权重值，其可以以各种方式被选择，如例如在L. Xiao, S. Boyd 和 S.-J. Kim, “Distributed Average Consensus withLeast-Mean-Square Deviation”, Journal of Parallel and Distributed Computing,67(1): 33 - 46, 2007中所公开的。N指的是第k组控制器31、32、33、411能够与其通信的至少一个其它组控制器31、32、33、411的集合。
在这里，值lsf k (n)收敛于平均负载切断柔度，以及lrf k (n)收敛于平均负载恢复柔度。
图9图示了根据本发明的实施例的控制装置9的布置。控制装置9可以对应于图2的中心控制器20或者对应于图5的组控制器31、32、33。根据本实施例，控制装置9包括计算机程序产品91，所述计算机程序产品91包括被配置用于当在控制装置9上运行时执行本发明的方法的步骤的代码911。控制装置9被配置用于执行计算机程序产品91。根据本实施例，控制装置9的结构被布置或者适配使得它允许计算机程序产品91的执行。计算机程序产品91可以被合并到控制装置9的相应地布置的硬件和/或软件构件布置92中。
关于上面描述的本发明的实施例，必须指明，它们被示范性地描述，并且依照本发明，适当的修改、改编或扩展能够在如所描述和要求保护的本发明的范围内被执行。在下面示范性地提供了它们中的一些。
因此，根据本发明的实施例，负载或功率消耗控制可以以周期性的方式、或者以事件驱动的方式(例如，归因于电网请求)、或者以那些的组合被应用。
进一步地，功率消耗装置的分组还能够在具有更多分层结构的***内被执行。因此，例如，***可以由若干子***构成，所述若干子***进而可以被分在功率消耗装置的诸个组中。例如，整个***可以指的是针对办公建筑物的照明***，其中它的子***可以与该建筑物的地板或另外的房间或区域有关，并且其中对应的子***的诸个组可以对应于该建筑物的地板或另外的房间或区域的诸个区。负载或功率消耗控制要求能够被分配在若干子***上，所述若干子***随后将其分配在它们的组上。进一步地，不同的子***可以使用不同的功率降低/恢复分配算法。
根据本发明的实施例，中心控制器20可以基于例如要被分配的功率改变的量来选择运行的算法，这些算法之前已经被运行。
根据本发明的另一实施例，总负载柔度的知识可以被进一步地利用。例如，中心控制器20还可以评估是否。如果是这样的情况，则受控负载或受控功率消耗独自不能够实现所需要的负载或功率消耗降低。诸如通知设施管理器或者通知所有设施用户降低例如插座（plug）负载消耗之类的进一步的动作然后可以被采取。根据另外的实施例，负载柔度值可以被用来确定有多少负载降低能够在由例如公用事业公司所组织的负载降低命令（bidding）中被提供。相同情况也适用于负载或功率消耗增加或恢复。
通过使用上面所描述的控制器、方法以及***，照明***的功率消耗的自动且动态控制被实现，凭此动态负载管理(例如，需求响应)服务可以在智能电网中以可预测且有效的方式被提供。
因此，本发明涉及控制包括功率消耗装置的***的功率消耗，所述功率消耗装置中的一些是可控的，一些不是可控的。可控装置是功率消耗能够被本发明所提出的***改变的那些装置。可控装置可以是照明装置、加热装置、通风装置、空调装置等，即消耗功率的每个装置。已经关于作为可控装置的照明装置示范性地作出了本发明的描述。然而，技术人员还将能够把所描述和要求保护的本发明的教导应用于另外的功率消耗装置。
特别地，本发明涉及控制功率消耗装置的多个组中的组的功率消耗，其通过确定用于控制该组的装置的功率消耗的功率消耗控制值来实现，所述确定通过使用下列中的至少一个来进行：多个组中的至少一个组的负载切断柔度值，其中对应组的负载切断柔度值指示这样的功率的最大量，对应组的装置的功率消耗能够被降低所述功率的最大量使得对应组中容许的最小功率消耗被维持；多个组中的至少一个组的负载恢复柔度值，其中对应组的负载恢复柔度值指示这样的功率的最大量，对应组的装置的功率消耗能够被增加所述功率的最大量使得对应组中容许的最大功率消耗被维持。
显然，能够以各种方式组合上面描述的实施例。借助于上面描述的功率消耗控制，高效且有效的功率消耗控制被提供，所述高效且有效的功率消耗控制通过仔细地考虑(照明)***的若干区域中的用户可接受的服务水平以及当前和容许的功率消耗来使能功率改变的准确、快速、灵活且省资源的分配。准确的功率消耗控制需要不超过实际上需要的功率被降低或者增加以及需要最佳功率消耗被得到，这使提供最佳光照水平成为可能。所述准确的功率消耗通过本发明而被实现。

Claims (13)

1.一种被配置成控制功率消耗装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)的***的功率消耗装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)的多个组(21, 22, 23, 4)中的组(21, 22,23, 4)的功率消耗的控制装置(20, 31, 32, 33, 411, 7)，其中所述控制装置(20, 31,32, 33, 411, 7)被适配成通过使用下列中的至少一个来确定用于控制所述组(21, 22,23, 4)的装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)的功率消耗的功率消耗控制值：
- 所述多个组(21, 22, 23, 4)中的至少一个组的负载切断柔度值，其中所述至少一个组中的对应组(21, 22, 23, 4)的所述负载切断柔度值指示所述对应组(21, 22, 23,4)的装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)的功率消耗能够被降低使得所述对应组(21,22, 23, 4)中容许的最小功率消耗被维持的功率的最大量；
- 所述多个组(21, 22, 23, 4)中的所述至少一个组的负载恢复柔度值，其中所述对应组(21, 22, 23, 4)的所述负载恢复柔度值指示所述对应组(21, 22, 23, 4)的装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)的功率消耗能够被增加使得所述对应组(21, 22, 23,4)中容许的最大功率消耗被维持的功率的最大量，
其中针对所述多个组(21, 22, 23, 4)中的所述至少一个组中的每一个对应组，该对应组的负载切断柔度值和/或负载恢复柔度值是通过使用涉及下列中的至少一个的信息已被确定的值：
- 所述对应组(21, 22, 23, 4)的所述装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)的位置；
- 所述对应组(21, 22, 23, 4)的所述装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)的位置的占用；
- 在所述对应组(21, 22, 23, 4)的所述装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)附近的日光的量。
2.根据权利要求1所述的控制装置(20, 31, 32, 33, 411, 7)，其中，所述控制装置(20, 31, 32, 33, 411, 7)被配置成确定所述功率消耗控制值，使得当通过使用所述功率消耗控制值来改变所述组(21, 22, 23, 4)的功率消耗时，所述***中的当前功率消耗量与所述***中的所述功率消耗旨在被改变到的目标***功率消耗量之间的差被最小化。
3.根据前述权利要求中任何一项所述的控制装置(20, 31, 32, 33, 411, 7)，其中，所述控制装置(20, 31, 32, 33, 411, 7)是被配置成控制所述多个组(21, 22, 23, 4)的功率消耗的中心控制器(20)或被配置成控制所述组(21, 22, 23, 4)的功率消耗的组控制器(31, 32, 33)。
4.根据权利要求3所述的控制装置(20, 31, 32, 33, 411, 7)，其中如果所述控制装置是组控制器(31, 32, 33)，则所述控制装置(31, 32, 33)被配置成：
- 确定与由所述组控制器(31, 32, 33)所控制的所述组的负载恢复柔度值相关的信息和/或与负载切断柔度值相关的信息；和/或
- 估计或者接收所述至少一个其它组(21, 22, 23, 4)的负载切断柔度值的平均值或总计和/或所述负载恢复柔度值的平均值或总计。
5.根据权利要求3所述的控制装置(20, 31, 32, 33, 411, 7)，其中：
- 如果所述控制装置(20, 7)是所述中心控制器(20)，则所述控制装置(20, 7)被配置成通过使用下列中的至少一个针对所述多个组中的每个组来确定用于控制所述对应组(21, 22, 23, 4)的装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)的功率消耗的对应的功率消耗控制值：所述多个组的负载切断柔度值或负载恢复柔度值，其中所述多个组的对应的功率消耗控制值被确定使得所述对应组(21, 22, 23)中的对应的功率切断等于或小于所述对应组(21, 22, 23, 4)的负载切断柔度值，或者所述对应组(21, 22, 23)中的对应功率恢复等于或小于所述对应组(21, 22, 23, 4)的负载恢复柔度值；
- 如果所述控制装置(31, 32, 33, 7)是所述组控制器(31, 32, 33, 7)，则所述组(21, 22, 23, 4)的所述功率消耗控制值由所述控制装置(31, 32, 33, 7)基于它自己的负载切断柔度值或负载恢复柔度值并且基于目标***功率消耗改变值以及基于所述***的其它组的负载切断柔度值的总计或负载恢复柔度值的总计的估计来确定。
6.根据权利要求5所述的控制装置(20, 7)，其中，如果所述控制装置(20, 7)是所述中心控制器(20)，则所述多个组的所述对应的功率消耗控制值被确定使得所述组中的每一个的功率消耗按所述对应的功率消耗控制值的改变导致与所述目标***功率改变值对应的所述***的功率消耗改变。
7.根据权利要求1或2所述的控制装置(20, 7)，其中，所述控制装置(20, 7)被配置成：
- 从所述多个组(21, 22, 23, 4)中的所述至少一个接收与所述对应组(21, 22, 23,4)的所述负载切断柔度值相关的信息和/或与所述对应组(21, 22, 23, 4)的所述负载恢复柔度值相关的信息；和/或
- 将请求消息传送到所述多个组(21, 22, 23, 4)中的所述至少一个，所述请求消息请求传送与所述对应组(21, 22, 23, 4)的所述负载切断柔度值相关的信息和/或与所述对应组(21, 22, 23, 4)的所述负载恢复柔度值相关的信息。
8.根据权利要求3所述的控制装置(20, 7)，其中，如果所述控制装置(20, 7)是所述中心控制器(20)，则所述控制装置(20, 7)被配置成针对所述多个组(21, 22, 23, 4)中的所述至少一个通过使用与所述负载切断柔度值相关的信息来确定所述负载切断柔度值和/或通过使用与所述负载恢复柔度值相关的信息来确定所述负载恢复柔度值。
9.根据权利要求3所述的控制装置(20, 7)，其中：
- 如果所述控制装置(20, 7)是所述中心控制器(20)，则所述控制装置(20, 7)被配置成将用于控制所述组(21, 22, 23, 4)的装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)的功率消耗的所述功率消耗控制值传送到所述组(21, 22, 23, 4)；
- 如果所述控制装置(31, 32, 33, 7)是所述组控制器(31, 32, 33, 7)，则所述控制装置(31, 32, 33, 7)被配置成通过使用所确定的对应的功率消耗控制值来控制所述组(21, 22, 23, 4)的装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)的功率消耗。
10.根据权利要求1或2所述的控制装置(20, 31, 32, 33, 411, 7)，其中，所述组(21,22, 23, 4)的所述功率消耗控制值包括下列中的至少一个：
- 指示所述组(21, 22, 23, 4)中的所述目标功率消耗的值；
- 指示所述组(21, 22, 23, 4)中的所述功率消耗将被降低或者增加多少的值；
- 因子值，其：
- 乘以所述组(21, 22, 23, 4)的所述负载切断柔度值导致指示所述组(21, 22, 23,4)中的所述功率消耗将被降低多少的值，或者
- 乘以所述组(21, 22, 23, 4)的所述负载恢复柔度值导致指示所述组(21, 22, 23,4)中的所述功率消耗将被增加多少的值；
- 指示所述组中的所述功率消耗装置中的每一个应该如何***作的操作参数。
11.根据权利要求1或2所述的控制装置(20, 31, 32, 33, 411, 7)，其中，所述控制装置(20, 7)被配置成传送：
- 指示所述***中的功率消耗旨在被降低的目标***功率改变值不能够被以这样一种方式来实现的消息，所述方式即对于所述多个组(21, 22, 23, 4)中的所述至少一个组中的每一个来说所述对应组(21, 22, 23, 4)中容许的对应的最小功率消耗被维持，和/或
- 指示所述***中的功率消耗旨在被增加的目标***功率改变值不能够被以这样一种方式来实现的消息，所述方式即对于所述多个组(21, 22, 23, 4)中的所述至少一个组中的每一个来说所述对应组(21, 22, 23, 4)中容许的对应的最大功率消耗被维持。
12.一种用于控制功率消耗装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)的***的功率消耗装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)的多个组(21, 22, 23, 4)中的组(21, 22,23, 4)的功率消耗的方法，其中，所述方法包括通过使用下列中的至少一个来确定用于控制所述组(21, 22, 23, 4)的装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)的功率消耗的功率消耗控制值：
- 所述多个组(21, 22, 23, 4)中的至少一个组的负载切断柔度值，其中所述至少一个组中的对应组(21, 22, 23, 4)的所述负载切断柔度值指示所述对应组(21, 22, 23,4)的装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)的功率消耗能够被降低使得所述对应组(21,22, 23, 4)中容许的最小功率消耗被维持的功率的最大量；
- 所述多个组(21, 22, 23, 4)中的所述至少一个组的负载恢复柔度值，其中所述对应组(21, 22, 23, 4)的所述负载恢复柔度值指示所述对应组(21, 22, 23, 4)的装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)的所述功率消耗能够被增加使得所述对应组(21, 22,23, 4)中容许的最大功率消耗被维持的功率的最大量，
其中针对所述多个组(21, 22, 23, 4)中的所述至少一个组中的每一个对应组，该对应组的负载切断柔度值和/或负载恢复柔度值是通过使用涉及下列中的至少一个的信息已被确定的值：
- 所述对应组(21, 22, 23, 4)的所述装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)的位置；
- 所述对应组(21, 22, 23, 4)的所述装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)的位置的占用；
- 在所述对应组(21, 22, 23, 4)的所述装置(212, 222, 232, 41, 42, 43, 44)附近的日光的量。
13.一种用于控制功率消耗的***，其包括根据权利要求1至11中任何一项的控制装置(20, 31, 32, 33, 411, 7)。
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