CN101558687A - 降低负载控制系统的总功耗的卸负载方法 - Google Patents

Abstract

一种照明控制系统用于控制供应给多个电负载的功率量。该照明控制系统包括负载控制装置(例如数字减亮电子镇流器)、带电动机的窗户装置、控制器、处理器和个人计算机。个人计算机优选执行图形用户界面(GUI)软件，其允许用户配置和监测照明控制系统的工作。该照明控制系统提供了一种无需利用功率计的卸负载功能。每个负载控制装置将其当前亮度水平发送到个人计算机，个人计算机用于确定照明控制系统的总功率消耗。如果该总功率消耗超过预定功率阈值，则个人计算机令负载控制装置卸负载。

Description

降低负载控制系统的总功耗的卸负载方法

相关申请

本申请要求享有共同转让的2006年10月13日提交的美国临时申请No.60/851383和2006年11月14日提交的美国临时申请No.60/858844的优先权，两申请均题为“LIGHTING CONTROL SYSTEM”。在此通过引用将两申请的整个公开并入本文。

技术领域

本发明涉及一种负载控制系统，其包括多个用于控制从AC电源向多个电负载供应的电量的负载控制装置，更具体而言，本发明涉及一种照明控制系统响应于对照明控制系统当前消耗电量的估计而卸负载的方法。

背景技术

对于很多电力消费者而言降低电能总成本是重要的目标。对于大多数电力消费者而言，是针对计费周期期间消耗的总电量收费的。不过，由于电力公司必需花钱确保其设备能够在所有情况下提供能量，包括在高峰需求期间提供能量，所以很多电力公司是以基于计费周期中的峰值功率消耗而不是计费周期中的平均功率消耗的费率对其电力消费者收费的。于是，即使电力消费者仅在短时间内以非常高速率消耗电力，电力消费者也将面临着其总电力成本的显著增加。

因此，很多电力消费者使用了“卸负载”的技术。该技术涉及到严密监测电力系统当前消耗的功率量。此外，如果总功率消耗接近电力公司设置的峰值功率计费阈值，电力消费者则“卸负载”，即关闭一些电负载。电力消费者现有的电力系统已包括功率计，功率计测量系统消耗的瞬时总功率。因此，这种电力系统的物业管理者能够可视地监测消耗的总功率并在功率接近计费阈值时关闭电负载来降低电力系统的总功率消耗。

很多电力公司都提供需求响应计划，在该计划中，电力消费者同意在高峰需求期卸负载以换取奖励，例如计费费率降低或其他补偿方式。例如，电力公司可以要求需求响应计划的参与者在夏季月份的午后时段卸负载，那时对电能的需求很大。一些现有技术的照明控制系统已经提供了卸负载的能力，其中，响应于提供给该系统的输入按照固定的比例，例如25％来降低所有照明负载的亮度。在共同转让的、2001年5月1日授权的题为“FLUORESCENT LAMP DIMMER SYSTEM”的美国专利No.6225760中描述了这种照明控制系统，在此通过引用将其整个公开并入。

由于功率计往往很昂贵，因此大部分现有技术的电力系统仅包括一个功率计来监测电力系统消耗的总功率。或者，一些现有技术的照明控制系统，例如由本发明受让人制造的Digital microWATT荧光照明控制系统，包括照明控制器，用于测量由相连的照明负载消耗的功率。具体而言，照明控制器包括电流互感器以测量流入照明控制器的电流，并从而测量由照明控制器和照明负载消耗的功率。然而，包括电流互感器的照明控制器也很昂贵。

于是，需要一种负载控制系统，其不使用昂贵的功率计或电流互感器就能够确定每个电负载消耗的功率，从而确定负载控制系统消耗的总功率。

发明内容

根据本发明，一种控制多个电负载的方法包括如下步骤：估计由所述多个电负载的每个消耗的当前功率量；以及响应于确定所述多个电负载的每个消耗的当前功率量的步骤，确定所述多个电负载的全部当前消耗的总功率量。此外，该方法用于提供卸负载技术，进一步将总功率量与阈值功率量比较，并且如果所述总功率量超过所述阈值功率量，响应于所述比较步骤控制供应到所述多个电负载的功率量，使得所述多个电负载消耗小于所述阈值功率量的第二功率量。

根据本发明的另一个实施例，一种用于控制从AC电源向多个电负载供应的功率量的负载控制系统包括：多个负载控制装置；以及中央控制器，用于确定向所有电负载供应的总功率量。负载控制装置耦合到电负载以控制供应到电负载的功率量。每个负载控制装置的特征在于对应于供应给相应至少一个电负载的当前功率量的第一值。中央控制器可工作地耦合到负载控制装置，使得负载控制装置可以响应于所述控制器控制供应给所述多个电负载的功率量。每个所述负载控制装置可以向所述控制器发送所述第一值，且所述控制器可以响应于所述多个负载控制装置的每个的所述第一值确定向所有的所述电负载供应的所述总功率量。

本发明还提供了一种利用计算装置而无需使用测量实际功率使用的功率计来降低多个负载装置的功率使用的方法。该方法包括如下步骤：(1)定义功率使用目标值，该功率使用目标值代表所述多个负载装置中的至少一个使用的优选功率量；(2)估计代表在特定时间所述至少一个负载装置的实际功率使用的功率使用值；以及(3)当所述功率使用值超过所述功率使用目标值时自动降低供应给所述至少一个负载装置的功率，直到所述功率使用值等于或低于所述功率使用目标值为止。

此外，本发明提供了一种利用卸负载技术，无需利用测量实际功率使用的功率计来降低多个负载装置的功率使用的系统。该系统包括：(1)用于以电子方式定义功率使用目标值的模块，该功率使用目标值代表至少一个负载装置使用的优选功率量；(2)用于估计特定时间所述至少一个负载装置的功率使用量以计算功率使用值的模块；以及(3)用于在所述功率使用值超过所述功率使用目标值时自动降低供应给所述至少一个负载装置的功率，直到所述功率使用值等于或低于所述功率使用目标值为止的模块。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在负载控制系统自动降低功率消耗的方法。该负载控制系统包括控制器和多个控制供应给多个电负载的功率量的负载控制装置。该方法包括如下步骤：(1)配置卸负载等级，所述卸负载等级为每个所述电负载定义卸负载参数；(2)确定所有的所述多个电负载当前消耗的总功率量的控制器；(3)所述控制器将所述总功率量与阈值功率量比较；(4)如果所述总功率量超过阈值功率量，则所述控制器自动向所述多个负载控制装置发送数字消息；以及(5)所述负载控制装置响应于所述控制器发送的数字消息根据所述卸负载等级的卸负载参数控制供应给所述电负载的功率量。

根据本发明的另一个实施例，一种用于自动控制从AC电源向多个电负载供应的功率量的负载控制系统包括：耦合到每个所述电负载的多个负载控制装置，用于控制供应到所述电负载的功率量。该系统还包括中央控制器，用于确定所有的所述多个电负载当前消耗的总功率量，将所述总功率量与阈值功率量比较，并且如果所述总功率量超过阈值功率量则自动向所述多个负载控制装置发送数字消息。所述负载控制装置均用于响应于所述控制器发送的数字消息根据卸负载等级的卸负载参数控制供应给相连接的电负载的功率量。

本发明还提供了一种用于负载控制系统的中央控制器，该负载控制系统具有多个负载控制装置，用于控制从AC电源向多个电负载供应的功率量。该中央控制器包括：(1)用于配置卸负载等级的模块，所述卸负载等级为每个所述电负载定义卸负载参数；(2)用于确定所有的所述多个电负载当前消耗的总功率量的模块；(3)用于将所述总功率量与阈值功率量比较的模块；以及(4)如果所述总功率量超过阈值功率量，用于自动向所述多个负载控制装置发送数字消息的模块，使得所述负载控制装置响应于所述数字消息根据所述卸负载等级的所述卸负载参数控制供应给所述电负载的功率量。

此外，本发明提供了一种用于控制从AC电源向电负载供应的功率量的负载控制系统的负载控制装置。该负载控制装置包括负载控制电路、控制电路、存储器和通信电路。该负载控制电路适于耦合到所述AC电源和所述电负载以控制供应给所述电负载的功率量。该控制电路耦合到所述负载控制电路，用于控制供应给所述电负载的功率量。存储器耦合到所述控制电路并用于存储用于第一卸负载等级的第一卸负载参数。通信电路耦合到所述控制电路并用于接收表示所述负载控制系统的总功率超过阈值功率量的数字消息。所述控制电路用于响应于第一次接收所述数字消息根据所述第一甩卸等级的所述第一卸负载参数控制供应给所述电负载的功率量。

根据本发明的另一个方面，一种确定用于控制向处于空间中的电负载供应的功率量的负载控制装置的调整点的方法包括如下步骤：(1)一开始将所述调整点的值设置成等于期望水平；(2)如果所述空间被占用，将所述调整点的值限制在被占用的高端调整；(3)将所述调整点的值限制在日光照明过程确定的日光照明高端调整；以及(4)接下来响应于卸负载参数减小所述调整点的值。

根据本发明的另一个实施例，一种用于控制从AC电源向处于空间中的电负载供应的功率量的方法包括如下步骤：(1)接收数字消息，所述数字消息包含将供应给所述电负载的功率量控制到期望水平的命令；(2)检测所述空间是否被占用；以及(3)利用日光照明过程确定日光照明高端调整。改进之处包括如下步骤：(4)接收卸负载参数；以及(5)通过将要供应给所述电负载的功率量限制到数字消息的期望水平、被占用的高端调整和所述日光照明高端调整的最小值，并通过响应于所述卸负载参数减小要供应给所述电负载的功率量，确定要供应给所述电负载的功率量。

本发明还提供了一种用于控制从AC电源向处于空间中的电负载供应的功率量的负载控制装置。该负载控制装置包括：(1)用于一开始将所述调整点的值设置成等于期望水平的模块；(2)如果所述空间被占用，用于将所述调整点的值限制在被占用的高端调整的模块；(3)用于将所述调整点的值限制到由日光照明过程确定的日光照明高端调整的模块；以及(4)用于接下来响应于卸负载参数减小所述调整点的值的模块。

此外，本发明提供了一种用于控制从AC电源向处于空间中的电负载供应的功率量的负载控制系统的负载控制装置。该负载控制装置包括负载控制电路、控制电路、存储器、通信电路、占用传感器输入端和日光传感器输入端。该负载控制电路适于耦合到所述AC电源和所述电负载以控制供应给所述电负载的功率量。该控制电路耦合到用于控制供应给所述电负载的功率量的所述负载控制电路，耦合到用于存储卸负载参数的存储器，耦合到用于接收表示要供应给电负载的期望功率量的数字消息的通信电路。占用传感器输入端接收表示所述空间是否被占用的占用传感器信号，使得所述控制电路用于响应于所述占用传感器信号确定被占用的高端调整。日光传感器输入端接收表示所述空间中的总照度的日光传感器信号，使得所述控制电路用于响应于所述日光传感器信号确定日光照明高端调整。所述控制电路用于通过将要供应给所述电负载的功率量限制到数字消息的期望水平、被占用的高端调整和所述日光照明高端调整的最小值，并通过响应于所述卸负载参数减小要供应给所述电负载的功率量，确定要供应给所述电负载的功率量。

通过以下参考附图的本发明说明，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的照明控制系统的简化方框图；

图2是图1的照明控制系统的数字减亮电子镇流器的简化方框图；

图3是图1的照明控制系统的个人计算机的镇流器功耗表的格式范例；

图4是根据本发明的PC执行的卸负载过程的流程图；

图5是由图2的镇流器的控制电路执行的卸负载参数更新过程的流程图；以及

图6是由图2的镇流器的控制电路周期性执行的调整点过程的流程图。

具体实施方式

在结合附图阅读时，以上发明内容以及以下对优选实施例的详细描述将得到更好的理解。出于例示本发明的目的，附图中示出了当前优选的实施例，其中在附图的若干视图中用类似数字表示类似部件，不过要理解，本发明不限于所披露的具体方法和手段。

图1是根据本发明的照明控制系统100的简化方框图。优选地，照明控制系统100可以通过控制空间中的电灯亮度水平和进入该空间的日光来控制该空间中的照明水平。如图1所示，照明控制系统100可以利用多个数字减亮电子镇流器110控制供应给多个照明负载，例如多个日光灯102的功率量(从而控制其亮度)。此外，照明控制系统100可以额外包括多个其他负载控制装置(未示出)，例如调光器或电动机转速控制模块，其包括本领域普通技术人员公知的适当负载控制电路。照明控制系统100还可控制多个带电动机窗户装置，例如带电动机转辊帘104的位置，以控制进入该空间的日光量。

将每个日光灯102耦合到数字减亮电子镇流器110之一，以控制灯的亮度。镇流器110可以经数字镇流器通信链路112彼此通信。数字镇流器通信链路通用的通信协议是数字可寻址照明接口(DALI)协议。然而，本发明不限于利用DALI协议的镇流器110和数字镇流器通信链路112。

数字镇流器通信链路112还耦合到数字镇流器控制器(DBC)114，其提供必要的直流(DC)电压为通信链路112供电，还辅助照明控制系统100的编程。每个镇流器110都可以从多个源，例如占用传感器(未示出)、日光传感器(未示出)、红外(IR)接收机116或壁站118接收输入。镇流器110可以响应于从各种源接收的输入向其他镇流器110发送数字消息。优选地，可以将多达64个镇流器110耦合到单个数字镇流器通信链路112。

镇流器110可以经由IR接收机116从手持遥控器122，例如个人数字助理(PDA)接收IR信号120。遥控器122可以通过经IR信号120向镇流器发送配置信息来配置镇流器110。因此，遥控器122的用户可以配置镇流器110的工作。例如，用户可以响应于来自占用传感器的命令将多个镇流器分到单个组中。优选地，在每个镇流器110的存储器中存储一部分编程信息(即编程数据库的一部分)。在共同待审、共同转让的、2006年3月13日提交的题为“HANDHELD PROGRAMMER FOR LIGHTING CONTROL SYSTEM”的美国专利申请No.11/375462中更详细地描述了利用手持遥控器配置镇流器110的方法范例，在此通过引用将其全部公开并入本文。

返回图1，每个带电动机的转辊帘104包括电子驱动单元(EDU)130。每个电子驱动单元130优选位于相关转辊帘104的辊筒内部。电子驱动单元130对经帘通信链路132从壁站134接收的数字消息做出响应。用户可以打开或关闭带电动机的转辊帘104，调节转辊帘的帘布位置或利用壁站134将转辊帘设置到预设的帘位置。用户还可以利用壁站134配置带电动机的转辊帘104的工作。优选地，可以将多达96个电子驱动单元130和壁站134耦合到帘通信链路132。将帘控制器(SC)136耦合到帘通信链路132。在共同转让的、2006年1月10日授权的题为“MOTORIZED SHADE CONTROLSYSTEM”的美国专利No.6983783中更详细地描述了带电动机的窗户装置控制系统的范例，在此通过引用将其全部公开并入本文。

多个处理器140实现了个人计算机(PC)150和负载控制装置，即镇流器110和电子驱动单元130之间的通信。每个处理器140都可以耦合到数字镇流器控制器114之一，该数字镇流器控制器耦合到数字镇流器通信链路112之一上的镇流器110。每个处理器140还可以耦合到帘控制器136，帘控制器耦合到帘通信链路114之一上的带电动机的转辊帘114。处理器140和PC 150耦合到处理器间链路152，例如以太网链路，使得PC 150可以经标准以太网交换机154向处理器140发送数字消息。

PC 150作为照明控制系统100的中央控制器而工作并执行显示于PC的显示屏156上的图形用户界面(GUI)软件。GUI允许用户配置和监测照明控制系统100的工作。在配置照明控制系统100期间，用户可以利用GUI软件确定连接和激活多少镇流器110、数字镇流器控制器114、电子驱动单元130、帘控制器136和处理器140。此外，用户也可以将一个或多个镇流器110分配到区域或组，使得组中的镇流器110一起对例如壁站118的激励做出响应。PC 150包括用于存储照明控制系统100的编程数据的存储器。PC 150可以响应于故障状态，例如日光灯烧毁，向用户发送警报。具体而言，PC 150发送电子信函(email)，在打印机上打印警告页或在屏幕156上显示警报屏。

图2是数字减亮电子镇流器110的简化方框图，其并行驱动三个日光灯L1、L2、L3。镇流器110的负载控制电路包括前端210和后端220。前端210包括用于从交流(AC)电源线电压产生整流电压的整流器230以及用于对整流电压滤波以产生直流(DC)总线电压的滤波电路，例如填谷电路240。填谷电路240通过二极管242耦合到整流器230，且包括一个或多个选择性充放电的储能装置，以填充相继整流电压峰值之间的低谷，以产生DC总线电压。DC总线电压大于整流电压或填谷电路240中的储能装置两端的电压。

后端220包括用于将DC总线电压转换成高频AC电压的逆变器250以及输出电路260，输出电路包括空腔谐振器电路，用于将高频AC电压耦合到灯电极。与三个灯L1、L2、L3串联提供均衡电路270，以平衡流经灯的电流并防止任何灯比其他灯闪得更亮或更暗。在共同转让的、2004年1月6日授权的题为“ELECTRONIC BALLAST”的美国专利No.6674248中更详细地描述了镇流器110的前端210和后端220，在此通过引用将其整个公开并入本文。

控制电路280产生驱动信号，以控制逆变器250的工作，从而向灯L1、L2、L3提供期望的负载电流。控制电路280可从低端调整(即最小亮度)到高端调整(即最大亮度)控制灯L1、L2、L3的亮度。跨过整流器230的输出连接电源282以提供DC电源电压V_CC，使用该DC电源电压为控制电路280供电。将通信电路284耦合到控制电路280，并允许控制电路280与数字镇流器通信链路112上的其他镇流器110通信。镇流器110还包括多个输入端290，其具有占用传感器输入端292、日光传感器294、IR输入端296和壁站输入端298。控制电路280耦合到多个输入端290，使得控制电路280对照明控制系统100的占用传感器、日光传感器、IR接收机116和壁站118做出响应。控制电路280可以响应于通信电路284和多个输入端290确定调整点，即期望的相连灯102的亮度。控制电路280还耦合到存储器286，存储器用于存储镇流器110的操作信息，例如调整点、高端调整、低端调整、序列号等。

在共同待审、共同转让的2004年4月14日提交的题为“MULTIPLE-INPUTELECTRONIC BALLAST WITH PROCESSOR”的美国专利申请No.10/824248和2004年12月14日提交的题为“DISTRIBUTED INTELLIGENCE BALLAST SYSTEMAND EXTENDED LIGHTING CONTROL PROTOCOL”的美国专利申请No.11/011933中更详细地描述了可耦合到通信链路和多个其他输入源的数字减亮电子镇流器范例。在此通过引用将两申请的整个公开并入本文。

在照明控制系统100正常运行期间，PC 150利用轮询技术与镇流器110和电子驱动单元130通信。PC 150通过轮流向每个镇流器110和电子驱动单元130发送轮询消息来轮询负载控制装置。为了向特定镇流器110发送轮询消息，PC 150向处理器140发送轮询消息。如果接收轮询消息的处理器140耦合到连接到特定镇流器110的数字镇流器控制器114，处理器140将轮询消息再次发送到数字镇流器控制器114。在接收到轮询消息时，数字镇流器控制器114简单地将轮询消息再次发送到特定镇流器110。

响应于接收到轮询消息，特定镇流器110向PC 150发送状态消息。以中继方式，即与从PC 150向镇流器110发送轮询消息相反的次序，向回往PC 150发送状态消息。优选地，该状态消息包括日光灯当前的亮度。例如，镇流器110可以将当前亮度作为0和127之间的数字发送，该数字对应于关闭(即数字0)和高端值(即数字127)之间的百分比。

根据本发明，PC 150利用镇流器110的一个或多个工作特征而不是利用功率计或电流互感器测量镇流器的实际输入电流来估计照明控制系统100的总功率消耗(即功率使用值)。优选地，PC 150简单地响应于连接到镇流器110的灯102的数量、瓦特数和类型以及镇流器的当前亮度确定照明控制系统100当前消耗的总功率量。或者，单个镇流器110可以估计镇流器的功耗而不是由PC 150进行计算。

PC 150可以利用每个镇流器当前的亮度和多个镇流器功耗表300之一确定每个镇流器110当前消耗的功率。在PC 150的存储器中存储每种镇流器唯一的镇流器功耗表300(即查找表)。图3中示出了镇流器功耗表300的格式范例。表300包括由亮度水平构成的第一列310(即索引值)，其对应于PC 150从镇流器110接收到的光强水平，即0到127的数字。表300还包括第二列，即对于第一列310的每种亮度水平的对应功耗量，即如图3所示的P0到P127。对于操作两个并联T5HE日光灯的277V 10％镇流器而言，镇流器110的功耗值例如可以从低端的14.8W变化到高端的65W。优选地，在不同操作条件下，在不同操作电压下，实际测量不同类型镇流器汲取的电流来确定多个镇流器功耗表300。然后在PC 150的存储器中存储多个镇流器功耗表300的数据。

PC 150通过定位表300第二列320中与第一列310中的(从镇流器110接收到的)亮度值相邻的的功耗量来确定每个镇流器的功耗。例如，如果PC 150从镇流器110接收到亮度水平三(3)，PC 150认为镇流器当前消耗功率量P3。一旦PC 150已经确定了照明控制系统100中每个镇流器110的功耗，PC能够对功耗值求和来确定照明控制系统100的总功率消耗。优选地，PC 150可以在PC的屏幕156上显示(即以图形表达)照明控制系统100的总估计功耗。或者，每个镇流器110可以在存储器286中存储适当的功耗表300。每个镇流器110然后可以利用当前亮度确定功耗，并简单地向PC 150发送当前功耗。

PC 150可以将估计的总功率消耗用作卸负载过程400(图4所示)的一部分。PC 150可以将总功率消耗与卸负载功率阈值(即功率使用目标值)进行比较，例如可以通过电力公司的计费阈值来设定卸负载功率阈值。如果总功率消耗超过该阈值，PC 150可以让镇流器110利用人工卸负载模式或自动卸负载模式卸负载，即将灯降低到较低亮度。在执行人工卸负载模式时，PC 150可以在屏幕156上显示或(例如经电子信函)发送已超过卸负载功率阈值的报警消息。响应于这种报警消息，物业管理者可以通过例如经PC 150选择照明预设值来人工将灯102控制到低亮度。PC 150还可以在屏幕156上显示卸负载功率阈值和功率节省估计(即无卸负载时的功率量减去使用卸负载时当前消耗的估计功率量)。

自动卸负载模式能够响应于超过卸负载功率阈值的功耗自动控制灯102，不需要物业管理者介入。在自动卸负载模式期间，PC 150利用卸负载“等级”响应于卸负载条件调节灯的亮度。等级被定义为针对每个个体电负载或电负载组的预定卸负载参数(即卸负载量)的组合。例如，“等级1”可以包括在办公空间中甩卸20％的负载，在走廊空间中甩卸40％，在门厅中甩卸10％，而“等级2”可以包括在办公空间中甩卸30％负载，在走廊空间中甩卸50％，在门厅中甩卸30％。优选地，每个连续的等级都降低提供到电负载的功率量。因此，如果总功率消耗反复超过卸负载阈值，PC 150可以连续经过每个等级，连续降低照明控制系统100的总功率消耗。

优选地，PC 150通过向每个镇流器发送(根据下一卸负载等级选择的)卸负载参数控制每个镇流器110，使其消耗更少功率。卸负载参数表示应用于每个镇流器110的控制电路280确定的调整点的期望卸负载水平(即，卸负载参数表示当前调整点的百分比)。在响应于通信电路284和多个输入端290确定调整点之后，每个镇流器110的控制电路280优选地将所述调整点与取决于卸负载参数的系数相乘，下文将更详细地描述这点。由于负载控制系统100不仅仅简单地响应于超过卸负载功率阈值的总功率消耗降低镇流器110的高端调整(如一些现有技术负载控制系统那样)，即使镇流器110正在从占用传感器和日光传感器接收输入，负载控制系统在本发明的卸负载过程400期间也始终将灯102控制在较低亮度。

图4是根据本发明的PC 150执行的卸负载流程400的流程图。首先，在步骤410，PC 150向下一个装置，即下一个镇流器110发送轮询消息。优选地，PC 150从第一镇流器110开始，随着卸负载过程400循环进行，逐一经过每个镇流器110。接下来，过程400循环进行，直到在步骤412PC150从被轮询镇流器110接收到返回的状态消息或在步骤414出现超时为止。如果在PC 150在步骤412接收到状态消息之前在步骤414处发生超时，PC 150在步骤410向下一个镇流器110发送轮询消息。

如果PC 150在步骤412从被轮询镇流器110接收到返回的状态消息，在步骤416PC利用来自状态消息的亮度水平和适当的镇流器功耗表300确定被轮询镇流器110的当前功耗。为了确定使用存储器中存储的多个镇流器功耗表300中的哪一个，PC 150使用有关镇流器110的信息(即镇流器类型、灯的瓦特数、数量等)，该信息是存储器中存储的数据库的一部分。在步骤418，PC 150通过将每个个体镇流器110的当前功耗相加求和确定总功率消耗。在步骤420，PC 150在屏幕156上显示从步骤418获得的总功率消耗。

如果在步骤422超过了卸负载阈值，在步骤424判断是否启用了自动卸负载模式。如果是这样的话，则PC 150在步骤426判断是否有更多要实施的卸负载等级。如果在步骤426要实施更多卸负载等级，在步骤428PC将镇流器110控制到下一等级设置的亮度水平。如上所述，PC 150根据下一等级更新每个镇流器的卸负载参数。优选地，卸负载参数具有零(0)和100之间范围内的值，使得卸负载参数零对应于无卸负载，而卸负载参数100使得灯102被关闭。例如，PC 150向第一镇流器发送卸负载参数20，而向第二镇流器发送卸负载参数40。因此，第一镇流器利用卸负载参数更新过程500将值20作为其卸负载参数加以存储，第二镇流器将值40作为其卸负载参数加以存储。

图5是在步骤510经由通信电路284接收到数字消息时由镇流器110的控制电路280执行的卸负载参数更新过程500的流程图。如果在步骤512接收到的消息为卸负载参数，镇流器110在步骤514用所接收消息的新卸负载参数覆盖存储器中的卸负载参数，过程500在步骤516退出。否则，镇流器110在步骤518相应地处理所接收的消息并在步骤516退出。

一旦镇流器110在存储器中存储了卸负载参数，镇流器使用调整点过程600从卸负载参数确定照明调整点(其控制灯102的亮度)。图6是调整点过程600的流程图，优选由镇流器110的控制电路280，例如每2.5毫秒周期性地执行该过程。在调整点过程600期间，控制电路280使用占用高端调整(OCC_HET)，其代表当相连的占用传感器检测到镇流器110和占用传感器所在空间中的占用状态时的镇流器110的高端调整。

此外，控制电路280使用日光照明高端调整(DAY_HET)，其代表相连的日光传感器利用日光照明算法从日光读数确定的镇流器110的高端调整。优选地，日光照明算法试图在镇流器110和日光传感器所处的空间中将总照度(来自日光和人工照明，即灯102)维持基本恒定。如果空间中的总照度增大，日光照明算法通过降低日光照明高端调整的值，并且如果总照度减小，则增加日光照明高端调整的值来实现该目标。在共同转让的、1980年11月25日授权的题为“LIGHT CONTROL SYSTEM”的美国专利No.4236101以及2006年9月26日授权的题为“SYSTEM TO CONTROL DAYLIGHT ANDARTIFICIAL ILLUMINATION AND SUN GLARE IN A SPACE”的美国专利No.7111952中更详细地介绍了日光照明算法的范例。在此通过引用将两申请的整个公开并入本文。

参考图6，调整点过程600从步骤602开始。如果在步骤604镇流器110经由通信电路284接收到数字消息，在步骤606判断所接收的消息是否包含亮度命令，即改变灯102亮度的命令。如果是这样的话，控制电路280在步骤608根据所接收的消息的亮度命令调节调整点，过程600前进到步骤612。如果在步骤604未接收到数字消息或在步骤606所接收的消息不包含亮度命令，过程600简单地继续到步骤612。

如果在步骤612告知连接到镇流器110的占用传感器该空间被占用，在步骤614判断占用高端调整OCC_HET是否小于当前调整点。如果是这样的话，在步骤616将调整点设置成占用高端调整OCC_HET，过程600继续到步骤618。如果在步骤612未占用该空间或在步骤614占用高端调整OCC_HET不小于当前调整点，过程600继续到步骤618，其中判断是否启用日光照明算法。如果在步骤618启用了日光照明算法且在步骤620日光照明高端调整DAY_HET小于当前调整点，则在步骤622将调整点设置成日光照明高端调整DAY_HET并在步骤624将该调整点存储在存储器中。如果在步骤618未启用日光照明算法，或者如果在步骤620日光照明高端调整DAY_HET不小于当前调整点，则在步骤624简单地将当前调整点存储在存储器中。

在步骤626，基于在图8的卸负载参数更新过程800期间接收的卸负载参数更新调整点。具体而言，利用如下方程设置调整点：

调整点＝调整点·(100-卸负载参数)/100。(方程#1)

例如，如果不需要卸负载，卸负载参数为零，且根据方程#1不改变调整点。此外，如果卸负载参数为100，则调整点等于零，于是，镇流器110将灯102关闭。零和100之间的卸负载参数相应地缩放调整点。调整点过程600在步骤628退出。

因此，PC 150可以通过向镇流器110发送值大于零的卸负载参数来使镇流器110开始卸负载。由PC 150执行关于确定卸负载参数的值和确定何时自动卸负载(即是否启用自动卸负载模式)的控制和逻辑。

返回图7，如果在步骤724未启用自动卸负载模式或在步骤726没有要实施的更多等级，PC 150发送警报，即发送电子信函，在打印机上打印警报页或在显示屏156上显示报警消息。如果在步骤722未超过卸负载阈值，过程700简单地进行循环，以在步骤710中轮询下一个装置。

尽管已经结合其特定实施例描述了本发明，但是对于本领域的技术人员而言很多其他变化和修改以及其他用途将是显然的。因此，优选本发明不受本文的具体公开限制，而是仅受所附权利要求的限制。

Claims (61)

1、一种控制多个电负载的方法，所述方法包括如下步骤：

估计由所述多个电负载中的每个消耗的当前功率量；以及

响应于所述确定所述多个电负载的每个消耗的当前功率量的步骤，确定所有的所述多个电负载当前消耗的总功率量。

2、根据权利要求1所述的方法，还包括如下步骤：

将所述总功率量与阈值功率量相比较；以及

如果所述总功率量超过所述阈值功率量，则响应于所述比较步骤控制供应给所述多个电负载的功率量，使得所述多个电负载消耗小于所述阈值功率量的第二功率量。

3、根据权利要求2所述的方法，还包括如下步骤：

响应于所述将所述总功率量与阈值功率量相比较的步骤向用户提供警报；

其中，所述控制供应给所述多个电负载的功率量的步骤包括人工控制所述多个电负载，使得所述多个电负载消耗小于所述第一功率量的所述第二功率量。

4、根据权利要求3所述的方法，其中，所述提供警报的步骤包括发送电子信函。

5、根据权利要求3所述的方法，其中，所述提供警报的步骤包括利用打印机打印警报页。

6、根据权利要求3所述的方法，其中，所述提供警报的步骤包括在个人计算机的显示屏上显示报警消息。

7、根据权利要求1所述的方法，其中，所述电负载包括照明负载，且所述确定所述多个电负载的每个消耗的当前功率量的步骤包括利用所述多个负载的每个的当前亮度确定所述多个电负载的每个消耗的当前功率量。

8、根据权利要求7所述的方法，其中，所述查找表包括功耗表，所述功耗表具有多个作为索引值的亮度以及多个对应的功耗值，且所述确定所述多个电负载的每个消耗的当前功率量的步骤还包括利用照明负载的当前亮度作为所述功耗表的所述索引值，并利用所对应功耗值作为所述电负载消耗的当前功率量。

9、根据权利要求8所述的方法，还包括如下步骤：

接收所述照明负载的当前亮度。

10、根据权利要求8所述的方法，还包括如下步骤：

发送所述电负载消耗的当前功率量。

11、根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定所有的所述多个电负载当前消耗的总功率量的步骤还包括对所述多个电负载消耗的当前功率量求和。

12、一种用于控制从AC电源向多个电负载供应的功率量的负载控制系统，所述系统包括：

耦合到所述多个电负载的多个负载控制装置，用于控制供应到所述多个电负载的功率量，每个负载控制装置的特征在于第一值对应于供应给相应至少一个所述电负载的当前功率量；以及

可操作地耦合到所述多个负载控制装置的中央控制器，使得所述多个负载控制装置响应于所述控制器来控制供应给所述多个电负载的功率量；

其中，每个所述负载控制装置向所述控制器发送所述第一值，且所述控制器响应于所述多个负载控制装置的每个的所述第一值来确定向所有的所述电负载供应的所述总功率量。

13、根据权利要求12所述的负载控制系统，其中，所述电负载包括照明负载，且所述控制器包括用于存储功耗表的存储器，所述功耗表具有多个作为索引值的照明亮度和多个对应的功耗值。

14、根据权利要求13所述的负载控制装置，其中，每个所述负载控制装置用于向所述控制器发送受控照明负载的当前照明亮度，且所述控制器利用所述受控照明负载的当前亮度作为所述功耗表的索引值，并使用所述相应功耗值作为所述电负载消耗的当前功率量。

15、根据权利要求12所述的负载控制系统，其中，所述电负载包括照明负载，且每个所述负载控制装置包括用于存储功耗表的存储器，所述功耗表具有多个作为索引值的照明亮度和多个相应的功耗值。

16、根据权利要求15所述的负载控制装置，其中，每个所述负载控制装置使用所述受控照明负载的当前亮度作为所述功耗表的索引值，以便从所述相应的功耗值确定所述电负载消耗的当前功率量，并向所述控制器发送所述电负载消耗的当前功率量。

17、根据权利要求12所述的负载控制系统，其中，如果所述总功率量超过所述阈值功率量，则所述控制器使得所述负载控制装置控制供应到所述多个电负载的功率量，使得所述多个电负载消耗小于所述阈值功率量的第二功率量。

18、根据权利要求17所述的负载控制装置，其中，所述控制器包括显示屏，且在所述显示屏上显示供应给所有的所述电负载的总功率量。

19、根据权利要求12所述的负载控制装置，其中，所述控制器包括显示屏，且在所述显示屏上显示供应给所有的所述电负载的总功率量。

20、一种控制多个电负载的方法，所述方法包括如下步骤：

将所有的所述多个电负载当前消耗的总功率量与阈值功率量相比较；以及

如果所述总功率量超过所述阈值功率量，则响应于所述比较步骤控制供应到所述多个电负载的所述功率量，使得所述多个电负载消耗小于所述阈值功率量的第二功率量；

改进之处包括如下步骤：

估计由所述多个电负载的每个消耗的当前功率量；以及

在所述将当前消耗的总功率量与阈值功率量相比较的所述步骤之前，响应于确定所述多个电负载的每个消耗的当前功率量的所述步骤，确定所有的所述多个电负载当前消耗的总功率量。

21、一种利用计算装置而无需使用测量实际功率使用的功率计来降低多个负载装置的功率使用的方法，所述方法包括如下步骤：

定义功率使用目标值，该功率使用目标值代表将要为所述多个负载装置的至少一个使用的优选功率量；

估计代表在特定时间所述至少一个负载装置的实际功率使用的功率使用值；以及

当所述功率使用值超过所述功率使用目标值时自动降低供应给所述至少一个负载装置的功率，直到所述功率使用值等于或低于所述功率使用目标值。

22、根据权利要求21所述的方法，还包括如下步骤：

当所述功率使用值等于或超过所述功率使用目标值时发送警报。

23、根据权利要求21所述的方法，还包括如下步骤：

在显示屏上以图形方式表示至少一个所估计的功率使用值、所述功率使用目标值和功率节省的估计值。

24、一种利用卸负载技术、无需利用测量实际功率使用的功率计来降低多个负载装置的功率使用的系统，所述系统包括：

用于以电子方式定义功率使用目标值的模块，该功率使用目标值代表至少一个负载装置使用的优选功率量；

用于在估计特定时间所述至少一个负载装置的功率使用量以计算功率使用值的模块；以及

用于在所述功率使用值超过所述功率使用目标值时自动降低供应给所述至少一个负载装置的功率，直到所述功率使用值等于或低于所述功率使用目标值的模块。

25、一种在具有中央控制器和多个控制供应给多个电负载的功率量的负载控制装置的负载控制系统中自动降低功率消耗的方法，所述方法包括如下步骤：

配置卸负载等级，所述卸负载等级为每个所述电负载定义卸负载参数；

所述控制器确定所有的所述多个电负载当前消耗的总功率量；

所述控制器将所述总功率量与阈值功率量相比较；

如果所述总功率量超过阈值功率量，则所述控制器自动向所述多个负载控制装置发送数字消息；以及

所述负载控制装置响应于所述控制器发送的数字消息而根据所述卸负载等级的卸负载参数控制供应给所述电负载的功率量。

26、根据权利要求25所述的方法，还包括如下步骤：

配置第一卸负载等级，所述第一卸负载等级为每个所述电负载定义第一卸负载参数；以及

配置第二卸负载等级，所述第二卸负载等级为每个所述电负载定义第二卸负载参数。

27、根据权利要求26所述的方法，其中，根据所述第二卸负载等级的所述第二卸负载参数供应给所述电负载的功率量小于根据所述第二卸负载等级的所述第二卸负载参数供应给所述电负载的功率量。

28、根据权利要求27所述的方法，其中，如果所述总功率量超过阈值功率量，则所述控制器自动向所述多个负载控制装置发送数字消息的步骤还包括：

如果所述总功率量第一次超过所述阈值功率量，则所述控制器向所述负载控制装置发送所述第一卸负载等级的所述第一卸负载参数；以及

如果所述总功率量第二次超过所述阈值功率量，则所述控制器接下来向所述负载控制装置发送所述第一卸负载等级的所述第二卸负载参数。

29、根据权利要求28所述的方法，还包括如下步骤：

在所述控制器的存储器中存储相应第一和第二卸负载等级的所述第一和第二卸负载参数。

30、根据权利要求27所述的方法，其中，如果所述总功率量超过阈值功率量，则所述控制器自动向所述多个负载控制装置发送数字消息的所述步骤还包括：

如果所述总功率量第一次超过所述阈值功率量，则所述控制器向所述负载控制装置发送第一卸负载命令；以及

如果所述总功率量第二次超过所述阈值功率量，则所述控制器接下来向所述负载控制装置发送第二卸负载命令。

31、根据权利要求28所述的方法，还包括如下步骤：

在所述负载控制装置的存储器中存储相应的第一和第二卸负载等级的所述第一和第二卸负载参数；

所述负载控制装置响应于所述第一卸负载命令而根据所述第一卸负载等级的所述第一卸负载参数控制供应给所述电负载的所述功率量；以及

所述负载控制装置响应于所述第二卸负载命令而根据所述第二卸负载等级的所述第二卸负载参数控制供应给所述电负载的所述功率量。

32、根据权利要求26所述的方法，还包括如下步骤：

响应于所述总功率量超过所述阈值功率量判断是否存在另一卸负载等级；以及

如果不存在另一卸负载等级，则向用户提供警报。

33、根据权利要求32所述的方法，其中，所述提供警报的步骤包括发送电子信函。

34、根据权利要求32所述的方法，其中，所述提供警报的步骤包括利用打印机打印警报页。

35、根据权利要求32所述的方法，其中，所述提供警报的步骤包括在个人计算机的显示屏上显示报警消息。

36、根据权利要求25所述的方法，还包括如下步骤：

配置多个卸负载等级，每个所述卸负载等级为每个所述电负载定义不同的卸负载参数。

37、一种用于自动控制从AC电源向多个电负载提供的功率量的负载控制系统，所述负载控制系统包括：

耦合到每个所述电负载的多个负载控制装置，用于控制供应到所述电负载的功率量；以及

中央控制器，用于确定所有的所述多个电负载当前消耗的总功率量，将所述总功率量与阈值功率量相比较，并在所述总功率量超过阈值功率量时自动向所述多个负载控制装置发送数字消息；

其中，所述负载控制装置均用于响应于所述控制器发送的数字消息根据卸负载等级的卸负载参数控制供应给相连接的电负载的功率量。

38、根据权利要求37所述的负载控制系统，其中，所述控制器用于配置第一卸负载等级和第二卸负载等级，所述第一卸负载等级为每个所述电负载定义第一卸负载参数，所述第二卸负载等级为每个所述电负载定义第二卸负载参数。

39、根据权利要求38所述的负载控制系统，其中，所述控制器包括存储器，其用于存储相应的第一和第二卸负载等级的所述第一和第二卸负载参数。

40、根据权利要求39所述的负载控制系统，其中，根据所述第二卸负载等级的所述第二卸负载参数供应给所述电负载的所述功率量小于根据所述第二卸负载等级的所述第二卸负载参数供应给所述电负载的所述功率量。

41、根据权利要求40所述的负载控制系统，其中，如果所述总功率量第一次超过所述阈值功率量，则所述控制器用于向所述负载控制装置发送所述第一卸负载等级的所述第一卸负载参数，并且如果所述总功率量第二次超过所述阈值功率量，则所述控制器接下来向所述负载控制装置发送所述第一卸负载等级的所述第二卸负载参数。

42、根据权利要求38所述的负载控制系统，其中，如果所述总功率量超过所述阈值功率量，则所述控制器用于判断是否存在另一卸负载等级，并且如果不存在另一卸负载等级，则向用户提供警报。

43、根据权利要求42所述的负载控制系统，其中，所述控制器包括用于显示报警消息的显示屏。

44、根据权利要求35所述的负载控制系统，其中，所述控制器包括存储器，其用于存储相应的第一和第二卸负载等级的第一和第二卸负载参数。

45、根据权利要求44所述的负载控制系统，其中，如果所述总功率量第一次超过所述阈值功率量，则所述控制器用于向所述负载控制装置发送第一卸负载命令，并且如果所述总功率量第二次超过所述阈值功率量，则所述控制器接下来向所述负载控制装置发送第二卸负载命令；以及

其中，所述负载控制装置均用于响应于所述第一卸负载命令而根据所述第一卸负载等级的所述第一卸负载参数，并响应于所述第二卸负载命令而根据所述第二卸负载等级的所述第二卸负载参数控制供应给所述电负载的功率量。

46、一种用于负载控制系统的中央控制器，所述负载控制系统具有用于控制从AC电源向多个电负载供应的功率量的多个负载控制装置，所述控制器包括：

用于配置卸负载等级的模块，所述卸负载等级为每个所述电负载定义卸负载参数；

用于确定所有的所述多个电负载当前消耗的总功率量的模块；

用于将所述总功率量与阈值功率量相比较的模块；以及

如果所述总功率量超过阈值功率量，则用于自动向所述多个负载控制装置发送数字消息的模块，使得所述负载控制装置响应于所述数字消息而根据所述卸负载等级的所述卸负载参数控制供应给所述电负载的功率量。

47、一种用于控制从AC电源向电负载供应的功率量的负载控制系统的负载控制装置，所述负载控制装置包括：

负载控制电路，其适于耦合到所述AC电源和所述电负载，以控制供应给所述电负载的功率量；

控制电路，其耦合到用于控制供应给所述电负载的功率量的所述负载控制电路；

存储器，其耦合到所述控制电路并用于存储第一卸负载等级的第一卸负载参数；以及

通信电路，其耦合到所述控制电路并用于接收表示所述负载控制系统的总功率超过阈值功率量的数字消息；

其中，所述控制电路用于响应于第一次接收所述数字消息而根据所述第一卸负载等级的所述第一卸负载参数控制供应给所述电负载的功率量。

48、根据权利要求47所述的负载控制装置，其中，所述存储器用于存储第二卸负载等级的第二卸负载参数，并且所述控制电路用于响应于第二次接收所述数字消息根据所述第二卸负载等级的所述第二卸负载参数控制供应给所述电负载的功率量。

49、一种确定负载控制装置的调整点的方法，所述负载控制装置用于控制供应给处于空间中的电负载的功率量，所述方法包括如下步骤：

一开始将所述调整点的值设置成等于期望水平；

如果所述空间被占用，则将所述调整点的值限制在被占用的高端调整；

将所述调整点的值限制在日光照明过程确定的日光照明高端调整；以及

接下来响应于卸负载参数减小所述调整点的值。

50、根据权利要求49所述的方法，其中，随着所述卸负载参数的值增大，所述调整点的值减小。

51、根据权利要求50所述的方法，其中，所述接下来响应于卸负载参数减小所述调整点的值的步骤包括计算作为前一调整点和所述卸负载参数的函数的新调整点的值。

52、根据权利要求52所述的方法，其中，接下来响应于卸负载参数而减小所述调整点的值的步骤包括将所述调整点与由所述卸负载参数决定的系数相乘。

53、根据权利要求52所述的方法，其中接下来响应于卸负载参数减小所述调整点的值的所述步骤包括用如下方程计算新调整点的值：

新调整点＝前一调整点·(100-卸负载参数)/100。

54、根据权利要求49所述的方法，还包括如下步骤：

响应于所述调整点控制供应给所述电负载的功率量。

55、根据权利要求49所述的方法，其中，作为卸负载过程的一部分确定所述卸负载参数的值。

56、根据权利要求49所述的方法，还包括如下步骤：

接收数字消息，所述数字消息包含将供应给所述电负载的功率量控制到期望水平的命令。

57、根据权利要求49所述的方法，还包括如下步骤：

如果所述日光照明过程判定所述空间中的日光量减少，则增大所述日光照明高端调整；以及

如果所述日光照明过程判定所述空间中的日光量增加，则减小所述日光照明高端调整。

58、一种控制从AC电源向处于空间中的电负载供应的功率量的方法，所述方法包括如下步骤：

接收数字消息，所述数字消息包含将供应给所述电负载的功率量控制到期望水平的命令；

检测所述空间是否被占用；以及

利用日光照明过程确定日光照明高端调整；

其中，改进之处包括如下步骤：

接收卸负载参数；以及

通过将要供应给所述电负载的功率量限制到数字消息的期望水平、被占用的高端调整和所述日光照明高端调整的最小值，并通过响应于所述卸负载参数来减小要供应给所述电负载的功率量，确定要供应给所述电负载的功率量。

59、一种用于控制从AC电源向处于空间中的电负载供应的功率量的负载控制装置，所述负载控制装置包括：

用于一开始将调整点的值设置成等于期望水平的模块；

用于在所述空间被占用时将所述调整点的值限制在被占用的高端调整的模块；

用于将所述调整点的值限制到由日光照明过程确定的日光照明高端调整的模块；以及

用于接下来响应于卸负载参数减小所述调整点的值的模块。

60、一种用于控制从AC电源向处于空间中的电负载供应的功率量的负载控制系统的负载控制装置，所述负载控制装置包括：

负载控制电路，其适于耦合到所述AC电源和所述电负载，以控制供应给所述电负载的功率量；

控制电路，其耦合到用于控制供应给所述电负载的功率量的所述负载控制电路；

存储器，其耦合到所述控制电路并用于存储卸负载参数；

通信电路，其耦合到所述控制电路并用于接收表示供应到所述电力负载的期望功率量的数字消息；

占用传感器输入端，其用于接收表示所述空间是否被占用的占用传感器信号，所述控制电路用于响应于所述占用传感器信号而确定被占用的高端调整；以及

日光传感器输入端，其用于接收表示所述空间中的总照度的日光传感器信号，所述控制电路用于响应于所述日光传感器信号而确定日光照明高端调整；

其中，所述控制电路用于通过将要供应给所述电负载的功率量限制到所述数字消息的所述期望水平、所述被占用的高端调整和所述日光照明高端调整的最小值，并通过响应于所述卸负载参数而减小要供应给所述电负载的功率量，来确定将要供应给所述电负载的功率量。

61、根据权利要求60所述的负载控制装置，其中，所述控制电路用于经由所述通信电路接收所述卸负载参数，并在所述存储器中存储所述卸负载参数。

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