CN112996200A - 面向地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制方法。本发明采用的技术方案为：地下停车场灯光负荷的控制系统建立需求侧响应控制策略的数学模型；基于上述建立的数学模型，对一个地下停车场的灯光负荷分组进行需求侧响应控制，根据中央控制器获得目标功率降低量，输入各自变量，得到该数学模型的目标函数，继而进行期望降低功率值的优化分配计算；计算的结果即为地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制策略。本发明在实现期望功率削减目标的同时，考虑各区域照明设备功能要求，进行照明设备功率调整优先级排序，并考虑地下停车场各区域相对照度变化差异性最小，保证地下停车场在进行需求侧响应时用户良好的使用舒适度。

Description

面向地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制方法

技术领域

本发明属于地下停车场灯光负荷调控领域，涉及一种地下停车场灯光负荷参与需求侧响应的调控方法，具体地说是一种面向地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制方法。

背景技术

目前随着能源危机问题，新能源技术在电力系统中的应用正在大幅增加，由于风能、太阳能等新能源的发电具有不确定性等特点，电力系统的可靠性也受到了威胁。需求侧响应是用户为响应电价波动以及电网激励，调整其正常的电力消费模式，从而降低用电高峰负荷，消纳可再生能源，提高电力系统稳定性。需求侧响应技术可以降低电力系统投资，增强电力系统稳定性，已成为当前研究热点。

国内外对柔性负荷参与需求响应已有较多研究，通过控制空调、热水器以及家用和办公设备的电力负荷，在用电高峰或电力系统可靠性有风险时降低负荷。地下停车场基本无日光，环境昏暗，为保证地下停车场亮度，照明系统大多采用24小时供电，造成极大的电力消耗。同时由于可调光电子镇流器以及各种调光技术，地下停车场的灯光负荷是便于调节和控制的负荷，是参与需求响应很重要的调控资源。在照明负荷参与需求侧响应时，统一降低照明设备的亮度，将会降低用户使用的舒适度，如何使地下停车场灯光负荷更有效地参与需求侧响应，是研究的关键所在。

因此，如何平衡地下停车场灯光负荷参与需求侧响应的能力与用户的舒适度，使得地下停车场灯光负荷在参与需求侧响应的同时，保证用户的舒适性，是值得深入研究的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种面向地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制方法，其在考虑地下停车场灯光负荷参与需求侧响应削减功率的同时，也考虑地下停车场灯光负荷的优先级以及各区域相对照度变化的差异性对用户带来的舒适度影响，使地下停车场灯光负荷在参与需求侧响应的同时能兼顾用户的舒适度。

为此，本发明采用的技术方案如下：面向地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制方法，其包括步骤：

1)在用电高峰或高峰电价时，电网运营商通过智能电能量测装置获得地下停车场灯光负荷用电功率，并向地下停车场发送期望的功率削减指令，该指令输入到地下停车场中央控制器中；

2)根据地下停车场灯光负荷的发光特点，建立其照度与功率之间的函数关系，通过对其照度的调整实现功率的调整，考虑地下停车场照度标准，对照度调整范围进行限定；

3)根据地下停车场的照明设备分布位置、功能要求，以及其功率与照度关系，对照明设备进行分组，并对每组照明设备进行优先级的排序，当进行功率调整时，优先级低的灯光组优先进行功率调整；

4)地下停车场灯光负荷的控制系统建立需求侧响应控制策略的数学模型；该数学模型将目标功率削减量、各灯光组的额定功率、最小功率、最低照度要求以及优先级排序作为自变量，考虑各灯光组的优先级，将整体灯光组相对照度变化差异性最小与考虑优先级的功率降低加权后的和最小作为目标函数；

5)基于上述建立的数学模型，对一个地下停车场的灯光负荷分组进行需求侧响应控制，根据所述步骤1)中央控制器获得目标功率降低量，输入各自变量，得到该地下停车场灯光负荷参与需求响应的目标函数，继而进行期望降低功率值的优化分配计算；计算的结果即为地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制策略。

本发明建立了一种考虑地下停车场照度变化和灯光负荷优先级的需求侧响应数学模型：地下停车场的中央控制器首先采集灯光负荷的用电功率，并接收来自电力公司的期望功率削减指令，并将各灯光组负荷的额定功率、最小功率、优先级排序以及各区域照度要求等数据作为输入，在将地下停车场划分为多个矩形方块区域的基础上，引入平方反比定律，利用照度与照明设备功率的函数关系，推导出每个矩形方块区域的照度与各个照明设备用电功率的函数关系，反映各个照明设备功率变化对每个矩形方块区域照度的影响；以此照度与功率的计算公式为基础，考虑地下停车场灯光负荷参与需求侧响应对地下停车场的影响，功率的变化将体现在停车场各区域的照度变化中；继而可以通过求解考虑灯光负荷优先级和各区域相对照度变化差异性的数学模型，得到地下停车场灯光负荷参与需求侧响应的控制策略；该策略考虑地下停车场灯光负荷参与需求侧响应削减功率的同时，也考虑地下停车场灯光负荷的优先级以及各区域相对照度变化的差异性对用户带来的舒适度影响，体现了地下停车场灯光负荷在参与需求侧响应的同时能兼顾用户的舒适度。

进一步地，所述步骤4)中的数学模型，在考虑地下停车场各灯光组优先级的基础上，进一步考虑各区域整体相对照度变化的差异性；在进行需求响应时，优先级低的灯光负荷优先削减功率，但考虑到优先级较低的灯光负荷功率降低到最小值，而优先级高的灯光负荷因功率未调整造成的相对照度变化差异过大引起视觉上的不适，因此需在对各灯光负荷划分优先级的基础上，考虑相对照度变化的差异性，合理降低各组照明设备的功率。

进一步地，步骤4)中，将地下停车场灯光负荷进行分组，分组为g∈{1，2，3，...，G}，G为分组总数，各组的每个照明设备l的额定功率以及优先级保持一致，分别为P_(l，rate)、Pr_l；

各灯光组的优先级Pr_l满足式(1)

0≤Pr_l≤1 (1)

Pr_l应根据各灯光组照明设备的服务类型、照度要求以及对地下停车场运行管理的重要性进行设置。

进一步地，步骤4)中，通过调整各灯光组区域照度，利用各灯光组区域照度与照明设备功率的函数关系，进而对各照明设备进行功率调整；为便于建模，将停车场各区域分成很多矩形方块s∈{1，2，3，...，S}，照明设备l在每个矩形方块s区域产生的照度利用平方反比定律进行计算，如式(2)所示；

其中，I_s，l为照明设备l在每个矩形方块s区域产生的照度，单位为Lux，表示区域空间的平均光照强度；C_l为照明设备l的发光强度，单位为cd，表示照明设备给定方向单位立体角内的光通量；D_s，l为照明设备l与矩形方块区域s的水平距离，假设为照明设备中心与矩形方块中心之间的水平距离，单位为m；H_s，l为照明设备l与矩形方块区域s的垂直距离，单位为m；S表示矩形分块总数；

假设各个灯光组中照明设备为理想的点光源，则照明设备的发光强度C_l与光通量

具有线性关系，考虑到发光立体角度以及灯具反射特点与理想情况的差异，引入一个利用系数γ_l反映照明设备l的发光强度C_l与光通量

之间的关系，如式(3)所示：

照明设备l的光通量

与功率P_l具有线性关系，系数即为发光效率k_l，根据式(2)和式(3)，建立照明设备l的功率与其在每个矩形方块s区域产生的照度之间的照度-功率关系，如式(4)所示；

根据各地下停车场照明设计，每个矩形方块区域的照度由该区域的照明设备以及临近矩形方块区域照明设备决定；通过式(4)计算各照明设备在矩形方块s区域产生的照度，将所有照明设备在矩形方块s区域产生的照度进行相加，得到矩形方块s区域总照度Is，如式(5)所示：

输入照明设备l的光通量与功率的发光效率k_l，利用系数γ_l以及与矩形方块s的垂直距离H_s，l和水平距离D_s，l，得到矩形方块s区域的照度I_s只与各照明设备的功率有关，如式(6)：

I_s＝f(P₁，P₂，P₃，...，P_L) (6)

通过调整各组灯光负荷照度，进而调整功率，各矩形方块s区域总照度与各照明设备功率具有函数对应关系，如式(6)所示；在一个需求响应周期内，当中央控制器通过智能量测装置接收来自电网的功率削减指令ΔP_t，中央控制器通过计算分配给每个照明设备具体的功率削减指令ΔP_(t，l)，此时矩形方块s区域总照度变化为I_(s，t)。

进一步地，步骤4)中，地下停车场最低功率消耗为每台照明设备最低功率之和，考虑到照度要求，将最低功率消耗约束引入数学模型，如式(7)所示：

subject to I_(s，min)＜I_(s，t)

其中，I_(s，t)为t时刻矩形方块s区域总照度，I_(s，min)为矩形方块s区域的最小照度要求值。

进一步地，步骤4)中，将总期望削减功率约束引入数学模型中，如式(8)所示：

其中，ΔP_t为发送到中央控制器中的地下停车场灯光负荷总期望削减功率，ΔP_(t，l)为第l个照明设备功率削减量。

进一步地，步骤4)中，将照明设备削减功率约束引入数学模型中，如式(9)所示：

ΔP_(t，l)＜P_(l，rate)-P_(l，min) (9)

其中，ΔP_(t，l)为第l个照明设备功率削减量，P_(l，rate)为第l个照明设备的额定功率，P_(l，min)为第l个照明设备的最小功率。

进一步地，步骤4)中，将各区域照度约束引入数学模型中，如式(10)所示：

I_(s，min)＜I_(s，t) (10)

其中，I_(s，t)为t时刻矩形方块s区域总照度，I_(s，min)为矩形方块s区域的最小照度要求值。

进一步地，步骤4)中，为充分利用地下停车场灯光负荷资源，整体灯光组相对照度变化差异性越小，则地下停车场照度变化给人带来的不适感越小；将最小化相对照度变化差异性引入目标函数，如式(11)所示：

其中，ΔE_s为矩形方块s区域相对照度变化值，ΔI_s为矩形方块s区域绝对照度变化值，I_s为矩形方块s区域参与响应前照度值，同一组的照度变化相同，即ΔE_s＝ΔE_g，ΔE_g为第g组的照度变化值。

进一步地，步骤4)中，将各照明设备优先级以及小化相对照度变化差异性引入目标函数，如式(12)所示，

其中，ΔP_(t，l)为第l个照明设备功率削减量，w₁、w_z分别为考虑优先级与相对照度差异性的加权系数；对数学模型进行求解，结果为各个照明设备的功率调节量。

本发明具有的有益效果如下：本发明在考虑地下停车场灯光负荷参与需求侧响应削减功率的同时，也考虑地下停车场灯光负荷的优先级以及各区域相对照度变化的差异性对用户带来的舒适度影响，体现了地下停车场灯光负荷在参与需求侧响应的同时能兼顾用户的舒适度。

附图说明

图1是本发明应用例中地下停车场结构图；

图2是本发明应用例中地下停车场不参与需要响应时各区域平均照度图；

图3是本发明应用例中地下停车场考虑优先级时各区域平均照度图；

图4是本发明应用例中地下停车场考虑优先级时照明设备削减功率情况图；

图5是本发明应用例中地下停车场考虑优先级与相对照度变化时各区域平均照度图；

图6是本发明应用例中地下停车场考虑优先级与相对照度差异时照明设备削减功率情况图。

具体实施方式

以下结合实施例和说明书附图对本发明进行进一步的解释。本领域技术人员应该理解实施例仅用来解释本发明，不用来限定本发明。

相反，在本发明权利要求定义的精神和原则内，任何替代，修改均在本发明保护范围之内。

实施例

本发明为一种面向地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制方法，其包括以下步骤：

1)在用电高峰或电价较高时，电网运营商通过智能电能量测装置获得地下停车场灯光负荷用电功率等数据，并向地下停车场发送期望的功率削减指令，该指令输入到地下停车场中央控制器中；

2)根据地下停车场灯光负荷的发光特点，建立其照度与功率之间的函数关系，通过对其照度的调整来实现功率的调整，考虑地下停车场照度标准，需对照度调整范围进行限定；

3)根据地下停车场的照明设备分布位置、功能要求，以及其功率与照度关系，对照明设备进行分组，并对每组照明设备进行优先级的排序，优先级高的灯光组比较重要，当进行功率调整时，优先级低的灯光组优先进行功率调整；

4)地下停车场灯光负荷的控制系统将建立需求侧响应控制策略的数学模型；该数学模型将目标功率削减量、各灯光组的额定功率、最小功率、最低照度要求以及优先级排序作为自变量，考虑各灯光组的优先级，将整体灯光组相对照度变化差异性最小与考虑优先级的功率降低加权后的和最小为目标函数；

5)基于上述建立的数学模型，对一个地下停车场的灯光负荷分组进行需求侧响应控制，根据所述步骤(1)中央控制器获得目标功率降低量，输入各自变量，得到该地下停车场灯光负荷参与需求响应的目标函数，继而进行期望降低功率值的优化分配计算；计算的结果即为地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制策略。

所述步骤(4)中数学模型，在考虑地下停车场各灯光组优先级的基础上，进一步考虑各区域整体相对照度变化的差异性；在进行需求响应时，优先级较低的灯光负荷应优先削减功率，但考虑到优先级较低的灯光负荷功率降低到最小值，而优先级较高的灯光负荷可能功率未调整造成的相对照度变化差异过大引起视觉上的不适，因此需在对各灯光负荷划分优先级的基础上，考虑相对照度变化的差异性，合理降低各组照明设备的功率。

步骤(4)中，将地下停车场灯光负荷进行分组，分组为集合G，各组的每个照明设备l的额定功率以及优先级应当保持一致，分别为P_(l，rate)、Pr_l。

步骤(4)中，各灯光组的优先级Pr_l应满足式(1)，Pr_l应根据各灯光组照明设备的服务类型、照度要求以及对地下停车场运行管理的重要性进行设置。

0≤Pr_l≤1 (1)

步骤(4)中，通过调整各灯光组区域照度，利用各灯光组区域照度与照明设备功率的函数关系，进而对各照明设备进行功率调整；为便于建模，将停车场各区域分成很多矩形方块s∈{1，2，3，...，S}，照明设备l在每个矩形方块s区域产生的照度利用平方反比定律进行计算，如式(2)所示；

其中，I_s，l为照明设备l在每个矩形方块s区域产生的照度，单位为Lux，表示区域空间的平均光照强度；C_l为照明设备l的发光强度，单位为cd，表示照明设备给定方向单位立体角内的光通量；D_s，l为照明设备l与矩形方块区域s的水平距离，假设为照明设备中心与矩形方块中心之间的水平距离，单位为m；H_s，l为照明设备l与矩形方块区域s的垂直距离，单位为m；S表示矩形分块总数。

步骤(4)中，假设各个灯光组中照明设备为理想的点光源，则照明设备的发光强度C_l与光通量

具有线性关系，考虑到发光立体角度以及灯具反射特点与理想情况的差异，引入一个利用系数γ_l来反映照明设备l的发光强度C_l与光通量

之间的关系，如式(3)所示。

步骤(4)中，照明设备l的光通量

与功率P_l具有线性关系，系数设为k_l，根据式(2)和式(3)，建立照明设备l的功率与其在每个矩形方块s区域产生的照度之间的照度-功率关系，如式(4)所示；

步骤(4)中，将停车场各区域均匀的分成s个矩形方块，根据各地下停车场照明设计，每个矩形方块区域的照度可能由该区域的照明设备以及临近矩形方块区域照明设备决定；通过式(4)可以计算各照明设备在矩形方块s区域产生的照度，将所有照明设备在矩形方块s区域产生的照度进行相加，得到矩形方块s区域总照度，由于如式(5)所示。

输入照明设备l的光通量与功率的系数k_l，利用系数γ_l以及与矩形方块s的垂直距离H_s，l和水平距离D_s，l，可得到矩形方块s区域总照度只与各照明设备的功率有关可写成式(6)。

I_s＝f(P₁，P₂，P₃，...，P_L) (6)

步骤(4)中，通过调整各组灯光负荷照度，进而调整功率，各矩形方块s区域总照度与各照明设备功率具有函数对应关系，如式(6)所示；在一个需求响应周期内，当中央控制器通过智能量测装置接收来自电网的功率削减指令ΔP_t，中央控制器通过计算分配给每个照明设备具体的功率削减指令ΔP_(t，l)，此时矩形方块s区域总照度变化为I_(s，t)。

步骤(4)中，地下停车场最低功率消耗应为每台照明设备最低功率之和，考虑到照度要求，将最低功率消耗约束引入数学模型，写成如式所示，其中I_(s，t)为t时刻矩形方块s区域总照度，I_(s，min)为矩形方块s区域的最小照度要求值。

subject to I_(s，min)＜I_s，t

步骤(4)中，将总期望削减功率约束引入数学模型中，写成如式(8)所示，其中ΔP_t为发送到中央控制器中的地下停车场灯光负荷总期望削减功率，ΔP_(t，l)为第l个照明设备功率削减量。

步骤(4)中，将照明设备削减功率约束引入数学模型中，写成如式(9)所示，其中ΔP_t为发送到中央控制器中的地下停车场灯光负荷期望削减功率，ΔP_(t，l)为第l个照明设备功率削减量，P_(l，rate)为第l个照明设备的额定功率，P_(l，min)为第l个照明设备的最小功率。

ΔP_(t，l)＜P_(l，rate)-P_(l，min) (9)

步骤(4)中，将各区域照度约束引入数学模型中，写成如式(10)所示，其中I_(s，t)为t时刻矩形方块s区域的照度，I_(s，min)为矩形方块s区域的最小照度要求值。

I_(s，min)＜I_(s，t) (¹⁰)

步骤(4)中，为充分利用地下停车场灯光负荷资源，整体灯光组相对照度变化差异性越小，则地下停车场照度变化给人带来的不适感越小；将最小化相对照度变化差异性引入目标函数，写成如式(11)所示。

其中，ΔE_s为矩形方块s区域相对照度变化值，ΔI_s为矩形方块s区域绝对照度变化值，I_s为矩形方块s区域参与响应前照度值，同一组的照度变化相同，即ΔE_s＝ΔE_g，ΔE_g为第g组的照度变化值。

步骤(4)中，将各照明设备优先级以及小化相对照度变化差异性引入目标函数，写成如式(12)所示，其中w₁、w₂分别为考虑优先级与相对照度差异性的加权系数。

对数学模型进行求解，结果就是各个照明设备的功率调节量。

应用例

本发明使用Matlab软件编写了本发明所述的方法，并针对案例数据展示实施效果。

运行环境：

Intel Core i5-6200U CPU 2.30GHz，4GB内存，Microsoft Windows 10x64。

CPLEX 12.9

Matlab 2018a

实施结果：

本应用例基于118个停车位的地下停车场，如图1所示，包括普通停车区70个停车位和Vip停车区48个停车位；照明设备共有80个，将停车场进行照明分区，两个红色方框内普通停车区为A区，蓝色方框内Vip停车区为B区，行车道区域为C区；A、B、C三区优先级分别为0.6、0.8和0.9；又将A区分为26个矩形区域，序号为1-26；将B区分为14个矩形区域，序号为27-40；将C区分为20个矩形区域，序号为41-60；通过调节A、B、C区灯光负荷的功率，进行需求侧响应，围绕不同的调节方案，分析本方法的需求响应效果以及对提高用户舒适度的作用；作为简单的实施例，各区域照度参考表1所示的国家颁布的《地下建筑照明设计标准》，A、B区最低照度I_(s，min)取20Lux，C区最低照度I_(s，min)取30Lux；A、B区单个灯管功率P_(l，rate)取20W，最低功率P_(l，min)取10W，C区单个灯管功率P_(l，rate)取36W，最低功率P_(l，min)取20W；发光效率k_l均取85；利用系数γ_l取0.8；各参数设置如表2所示。

表1《地下建筑照明设计标准》(CECS45-92)

表2参数设置

表3、图2反映了地下停车场不参与需求响应时，灯光负荷功率都为额定功率时，地下停车场各区域的平均照度。

表3不参与需求响应，各区域平均照度

	A区	B区	C区
				平均照度/lx	43.0031	52.2347	60.9082

表4反映了地下停车场灯光负荷参与需求响应，功率削减为500W时，只考虑各区域灯光负荷优先级的控制方法，所得的各区域平均照度以及相对照度变化百分比，A区和B区照度较低，相对照度变化较大；C区照度较高，相对照度变化较小；三区相对照度变化差异过大，在一定程度上会给用户带来不适；图3反映了各区域的平均照度；图4反映了80个照明设备中，各个照明设备降低功率的情况，降低功率的照明设备序号为1-40、42、43、44、53、54、60，可以发现A区和B区的照明设备都降低了功率，C区只有6个照明设备降低了功率，功率降低各区域相差过大。

表4考虑优先级，照度变化情况

	A区	B区	C区
				平均照度/lx	27.3584	33.9870	53.7423
相对照度变化/％	36.38	34.93	11.77

表5反映了地下停车场灯光负荷参与需求响应，功率削减为500W时，既考虑各区域灯光负荷优先级，也考虑各区域相对照度变化差异的控制方法，所得的各区域平均照度以及相对照度变化百分比，相比只考虑优先级的需求侧响应方法，A区和B区照度有所提高，，C区照度有所降低，三区的相对照度变化A区最大，C区最小，相差不大，提升了用户的舒适度。图5反映了各区域的平均照度；图6反映了80个照明设备中，各个照明设备降低功率的情况，降低功率的照明设备序号为2-8、14-20、23、25、28、32-34、40、49-52、54、57-64、74、75、79、80，可以发现A区、B区的降低功率的照明设备数量相比上一种方法有所减少，C区降低功率的照明设备数量相比有所提高，能够降低各区域相对照度变化的差异性。

表5考虑各区域灯光负荷优先级和相对照度变化差异，各区域照度变化

Claims (10)

1.面向地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制方法，其特征在于，包括步骤：

1)在用电高峰或高峰电价时，电网运营商通过智能电能量测装置获得地下停车场灯光负荷用电功率，并向地下停车场发送期望的功率削减指令，该指令输入到地下停车场中央控制器中；

2)根据地下停车场灯光负荷的发光特点，建立其照度与功率之间的函数关系，通过对其照度的调整实现功率的调整，考虑地下停车场照度标准，对照度调整范围进行限定；

3)根据地下停车场的照明设备分布位置、功能要求，以及其功率与照度关系，对照明设备进行分组，并对每组照明设备进行优先级的排序，当进行功率调整时，优先级低的灯光组优先进行功率调整；

4)地下停车场灯光负荷的控制系统建立需求侧响应控制策略的数学模型；该数学模型将目标功率削减量、各灯光组的额定功率、最小功率、最低照度要求以及优先级排序作为自变量，考虑各灯光组的优先级，将整体灯光组相对照度变化差异性最小与考虑优先级的功率降低加权后的和最小作为目标函数；

5)基于上述建立的数学模型，对一个地下停车场的灯光负荷分组进行需求侧响应控制，根据所述步骤1)中央控制器获得目标功率降低量，输入各自变量，得到该地下停车场灯光负荷参与需求响应的目标函数，继而进行期望降低功率值的优化分配计算；计算的结果即为地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制策略。

2.根据权利要求1所述的面向地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制方法，其特征在于，所述步骤4)中的数学模型，在考虑地下停车场各灯光组优先级的基础上，进一步考虑各区域整体相对照度变化的差异性；在进行需求响应时，优先级低的灯光负荷优先削减功率，但考虑到优先级较低的灯光负荷功率降低到最小值，而优先级高的灯光负荷因功率未调整造成的相对照度变化差异过大引起视觉上的不适，因此需在对各灯光负荷划分优先级的基础上，考虑相对照度变化的差异性，合理降低各组照明设备的功率。

3.根据权利要求2所述的面向地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制方法，其特征在于，步骤4)中，将地下停车场灯光负荷进行分组，分组为g∈{1，2，3，...，G}，G为分组总数，各组的每个照明设备l的额定功率以及优先级保持一致，分别为P_(l，rate)、Pr_l；

各灯光组的优先级Pr_l满足式(1)

0≤Pr_l≤1 (1)。

4.根据权利要求3所述的面向地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制方法，其特征在于，步骤4)中，通过调整各灯光组区域照度，利用各灯光组区域照度与照明设备功率的函数关系，进而对各照明设备进行功率调整；为便于建模，将停车场各区域分成很多矩形方块s∈{1，2，3，...，S}，照明设备l在每个矩形方块s区域产生的照度利用平方反比定律进行计算，如式(2)所示；

其中，I_s，l为照明设备l在每个矩形方块s区域产生的照度，单位为Lux，表示区域空间的平均光照强度；C_l为照明设备l的发光强度，单位为cd，表示照明设备给定方向单位立体角内的光通量；D_s，l为照明设备l与矩形方块区域s的水平距离，假设为照明设备中心与矩形方块中心之间的水平距离，单位为m；H_s，l为照明设备l与矩形方块区域s的垂直距离，单位为m；S表示矩形分块总数；

假设各个灯光组中照明设备为理想的点光源，则照明设备的发光强度C_l与光通量

具有线性关系，考虑到发光立体角度以及灯具反射特点与理想情况的差异，引入一个利用系数γ_l反映照明设备l的发光强度C_l与光通量

之间的关系，如式(3)所示：

照明设备l的光通量

与功率P_l具有线性关系，系数即为发光效率k_l，根据式(2)和式(3)，建立照明设备l的功率与其在每个矩形方块s区域产生的照度之间的照度-功率关系，如式(4)所示；

根据各地下停车场照明设计，每个矩形方块区域的照度由该区域的照明设备以及临近矩形方块区域照明设备决定；通过式(4)计算各照明设备在矩形方块s区域产生的照度，将所有照明设备在矩形方块s区域产生的照度进行相加，得到矩形方块s区域照度I_s，如式(5)所示：

输入照明设备l的光通量与功率的发光效率k_l，利用系数γ_l以及与矩形方块s的垂直距离H_s，l和水平距离D_s，l，得到矩形方块s区域总照度I_s只与各照明设备的功率有关，如式(6)：

I_s＝f(P₁，P₂，P₃，...，P_L) (6)

通过调整各组灯光负荷照度，进而调整功率，各矩形方块s区域总照度与各照明设备功率具有函数对应关系，如式(6)所示；在一个需求响应周期内，当中央控制器通过智能量测装置接收来自电网的功率削减指令ΔP_t，中央控制器通过计算分配给每个照明设备具体的功率削减指令ΔP_(t，l)，此时矩形方块s区域总照度变化为I_(s，t)。

5.根据权利要求4所述的面向地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制方法，其特征在于，步骤4)中，地下停车场最低功率消耗为每台照明设备最低功率之和，考虑到照度要求，将最低功率消耗约束引入数学模型，如式(7)所示：

subject to I_(s，min)＜I_(s，t)

其中，I_(s，t)为t时刻矩形方块s区域总照度，I_(s，min)为矩形方块s区域的最小照度要求值。

6.根据权利要求5所述的面向地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制方法，其特征在于，步骤4)中，将总期望削减功率约束引入数学模型中，如式(8)所示：

其中，ΔP_t为发送到中央控制器中的地下停车场灯光负荷总期望削减功率，ΔP_(t，l)为第l个照明设备功率削减量。

7.根据权利要求4所述的面向地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制方法，其特征在于，步骤4)中，将照明设备削减功率约束引入数学模型中，如式(9)所示：

ΔP_(t，l)＜P_(l，rate)-P_(l，min) (9)

其中，ΔP_(t，l)为第l个照明设备功率削减量，P_(l，rate)为第l个照明设备的额定功率，P_(l，min)为第l个照明设备的最小功率。

8.根据权利要求4所述的面向地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制方法，其特征在于，步骤4)中，将各区域照度约束引入数学模型中，如式(10)所示：

I_(s，min)＜I_(s，t) (10)

其中，I_(s，t)为t时刻矩形方块s区域的照度，I_(s，min)为矩形方块s区域的最小照度要求值。

9.根据权利要求4所述的面向地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制方法，其特征在于，步骤4)中，为充分利用地下停车场灯光负荷资源，整体灯光组相对照度变化差异性越小，则地下停车场照度变化给人带来的不适感越小；将最小化相对照度变化差异性引入目标函数，如式(11)所示：

其中，ΔE_s为矩形方块s区域相对照度变化值，ΔI_s为矩形方块s区域绝对照度变化值，I_s为矩形方块s区域参与响应前照度值，同一组的照度变化相同，即ΔE_s＝ΔE_g，ΔE_g为第g组的照度变化值。

10.根据权利要求9所述的面向地下停车场灯光负荷的需求侧响应控制方法，其特征在于，步骤4)中，将各照明设备优先级以及小化相对照度变化差异性引入目标函数，如式(12)所示，

其中，ΔP_(t，l)为第l个照明设备功率削减量，w₁、w_z分别为考虑优先级与相对照度差异性的加权系数；对数学模型进行求解，结果为各个照明设备的功率调节量。

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