WO2020011729A1 - Beleuchtungssystem mit gesteuerter leistungsaufnahme - Google Patents

Beleuchtungssystem mit gesteuerter leistungsaufnahme Download PDF

Info

Publication number
WO2020011729A1
WO2020011729A1 PCT/EP2019/068297 EP2019068297W WO2020011729A1 WO 2020011729 A1 WO2020011729 A1 WO 2020011729A1 EP 2019068297 W EP2019068297 W EP 2019068297W WO 2020011729 A1 WO2020011729 A1 WO 2020011729A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power consumption
control device
component
change
management system
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/068297
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Reimar KLOTZ
Original Assignee
Tridonic Gmbh & Co Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tridonic Gmbh & Co Kg filed Critical Tridonic Gmbh & Co Kg
Priority to EP19737531.4A priority Critical patent/EP3794702A1/de
Publication of WO2020011729A1 publication Critical patent/WO2020011729A1/de

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source
    • H05B47/175Controlling the light source by remote control
    • H05B47/18Controlling the light source by remote control via data-bus transmission
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20Controlling the colour of the light
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source
    • H05B47/105Controlling the light source in response to determined parameters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/12The local stationary network supplying a household or a building
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/52The controlling of the operation of the load not being the total disconnection of the load, i.e. entering a degraded mode or in current limitation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/56The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads characterised by the condition upon which the selective controlling is based
    • H02J2310/58The condition being electrical
    • H02J2310/60Limiting power consumption in the network or in one section of the network, e.g. load shedding or peak shaving
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/50The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads
    • H02J2310/56The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load for selectively controlling the operation of the loads characterised by the condition upon which the selective controlling is based
    • H02J2310/62The condition being non-electrical, e.g. temperature
    • H02J2310/64The condition being economic, e.g. tariff based load management
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/222Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/242Home appliances
    • Y04S20/246Home appliances the system involving the remote operation of lamps or lighting equipment
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S50/00Market activities related to the operation of systems integrating technologies related to power network operation or related to communication or information technologies
    • Y04S50/10Energy trading, including energy flowing from end-user application to grid

Definitions

  • the electrical power consumed by consumers in the power grid is subject to fluctuations in the course of the day, which the network operator has to cover in a complex manner by switching on and off peak load power plants or other regulation of the power generation in order to avoid a change in the grid frequency and the grid voltage or even power failures.
  • This adjustment makes electricity generation expensive, especially if an increased demand deviates from the forecast.
  • the components can in particular be lights or also actuators, drives for doors, gates or roller shutters, other control devices, fans, heating and / or air conditioning units, in which, generally or at certain times / events, there is scope for the power output and thus the power consumption (energy consumption ) consists.
  • Control device is configured to control the power consumption of the components based on the desired change, the allowable change and the priorities.
  • the priority can reflect the energy requirement, the scope for changing the power consumption and / or the importance for the operation (dispensability) of a component.
  • the permissible change of at least one component can vary from the time of day, the
  • the manual intervention can be a raising of a dimming level of one or more lights by a person after the dimming level by the
  • the control device can be designed to determine the current power consumption of the
  • a building management system in particular a lighting system, has one of the control devices described.
  • a method for controlling the power consumption of components of a building management system comprises the steps:
  • the control device 1 receives the measured power consumption from the measuring device 8 and via the connection S a signal which is a maximum or minimum permissible
  • Power consumption or the brightness of the lights can depend on the amount. It is also possible for the control device 1 to change its color temperature in order to change the power consumption of a lamp.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Steuern der Leistungsaufnahme von Komponenten (2..6) eines Gebäudemanagementsystems, insbesondere Beleuchtungssystems, wobei die Steuervorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, für jede Komponente (2..6) eine zulässige Änderung der Leistungsaufnahme zu ermitteln, eine gewünschte Änderung der Leistungsaufnahme des Gebäudemanagementsystems zu bestimmen und die Leistungsaufnahme der Komponenten (2..6) auf der Grundlage der gewünschten Änderung und der zulässigen Änderung zu steuern.

Description

Beleuchtungssystem mit gesteuerter Leistungsaufnahme
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Steuern der Leistungsaufnahme von Komponenten eines Gebäudemanagementsystem, insbesondere Beleuchtungssystems sowie ein System und ein Verfahren zum Steuern der Leistungsaufnahme.
Die von Verbrauchern im Stromnetz aufgenommene elektrische Leistung unterliegt im tageszeitlichen Verlauf Schwankungen, welche vom Netzbetreiber aufwändig durch das Zu- und Abschalten von Spitzenlastkraftwerken oder eine anderweitige Regelung der Stromerzeugung abgedeckt werden müssen, um eine Änderung der Netzfrequenz und der Netzspannung oder gar Stromausfälle zu vermeiden. Diese Anpassung macht die Stromerzeugung teuer, insbesondere wenn ein erhöhter Bedarf von der Prognose abweicht. Andererseits kann es in Stromnetzen mit regenerativen Stromerzeugern wie Solar- oder Windkraftanlagen zu Überkapazitäten und sogar negativen Strompreisen kommen. Mittels Rundsteuersignalen ist es möglich, die
Leistungsaufnahme von bestimmten energieintensiven Großverbrauchern wie Aluminium- und Elektrostahlwerke gegen eine gewisse Vergünstigung im Strompreis vom Stromversorger entsprechend der aktuellen lokalen Netzsituation zu reduzieren oder zu steigern. Auch in Großbetrieben mit einer eigenen Stromerzeugung besteht Bedarf an einer Lastoptimierung bzw. einer Harmonisierung/Steuerung des Lastprofils.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorrichtungen und Verfahren und ein entsprechendes System anzugeben, die die beschriebenen Probleme verringern. Aufgabe ist es insbesondere, eine Steuervorrichtung, ein Gebäudemanagementsystem und ein Verfahren bereitzustellen, die eine Steuerung der Leistungsaufnahme des Gebäudemanagementsystems erlauben.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die Erfindung wird durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche weitergebildet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung steuert eine Steuervorrichtung die Leistungsaufnahme von Komponenten eines Gebäudemanagementsystems, insbesondere Beleuchtungssystems, wobei die Steuervorrichtung für jede Komponente eine zulässige Änderung der Leistungsaufnahme ermittelt, eine gewünschte Änderung der Leistungsaufnahme des Gebäudemanagementsystems bestimmt und die Leistungsaufnahme der Komponenten auf der Grundlage der gewünschten Änderung und der zulässigen Änderung steuert. Die zulässige Änderung definiert dabei eine mögliche Abweichung vom durch einen Anwender oder dem System vorgegebenen Regelbetrieb der Komponente, um zusätzlich eine Anpassung der Gesamtleistungsaufnahme des
Gebäudemanagementsystems an Last- oder Strompreisschwankungen zu ermöglichen. Der Umfang der zulässigen Änderung kann vom Typ und Einbauort der Komponente oder anderen Kriterien abhängen und bis zu dessen Abschaltung oder Aktivierung führen.
Die Komponenten können insbesondere Leuchten oder auch Aktoren, Antriebe für Türen, Tore oder Rollläden, andere Steuervorrichtungen, Lüfter, Heiz- und/oder Klimageräte sein, bei denen generell oder zu bestimmten Zeiten/Ereignissen ein Spielraum bei der Leistungsabgabe und somit der Leistungsaufnahme (Energieverbrauch) besteht.
Zumindest eine Komponente kann eine dimmbare Leuchte sein, wobei die Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, einen maximal und/oder minimal zulässigen Dimm-Pegel bei der
Ermittlung der zulässigen Änderung zu ermitteln und bei der Steuerung der Leistungsaufnahme einen Dimm-Pegel auf der Grundlage der gewünschten Änderung und des maximal bzw.
minimal zulässigen Dimm-Pegels zu bestimmen und den bestimmten Dimm-Pegel an die Leuchte zu übermitteln. Den Komponenten können verschiedene Prioritäten zugeordnet sein, wobei die
Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, die Leistungsaufnahme der Komponenten auf der Grundlage der gewünschten Änderung, der zulässigen Änderung und der Prioritäten zu steuern. Die Priorität kann den Energiebedarf, den Spielraum für eine Änderung der Leistungsaufnahme und/oder die Bedeutung für den Betrieb (Entbehrlichkeit) einer Komponente wiederspiegeln.
Die zulässige Änderung von zumindest einer Komponente kann von der Tageszeit, dem
Wochentag, der Jahreszeit, der Anzahl von Personen in einem bestimmten Bereich des
Gebäudemanagementsystems, der Temperatur in dem bestimmten Bereich, der Helligkeit in dem bestimmten Bereich und/oder dem Betriebszustand anderer Komponenten in dem bestimmten Bereich abhängig sein, wobei die Steuervorrichtung dazu aus gebildet ist, die Tageszeit, den Wochentag, die Jahreszeit, die Personenanzahl, die Temperatur, die Helligkeit und/oder den Betriebszustand zu bestimmten. Der genannte Bereich kann der Wirkungsbereich der
Komponente oder ein Teil davon sein, welcher von der Steuervorrichtung mittels Sensoren überwacht wird, um beispielsweise zu ermitteln, wie viele Personen sich in dem von einer Leuchte zu beleuchtenden Bereich aufhalten und/oder wie groß der Anteil des Tageslichts in dem von der Leuchte zu beleuchtenden Bereich ist. Diese Informationen können bei der
Ermittlung der zulässigen Änderung berücksichtigt werden.
Die zulässige Änderung der Aufnahmeleistung in Bezug auf zumindest eine Komponente kann vom Nutzungsprofil der Komponente abhängig sein, wobei die Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, ein Nutzungsprofil der Komponente zu erstellen. Das Nutzungsprofil kann Auskunft über den Betrieb/die Nutzung der Komponente zu bestimmten Zeiten oder Ereignissen geben, was eine Vorhersage der Nutzung der Komponente für den Zeitraum der Steuerung der Leistungsaufnahme und ein bessere Abschätzung einer zulässigen Änderung erlaubt.
Das Nutzungsprofil kann beispielsweise durch die Steuervorrichtung erstellt werden. Dies kann beispielsweise durch Nutzung einer künstlichen Intelligenz erfolgen. Die Steuervorrichtung kann auch dazu ausgelegt sein, die Erstellung des Nutzungsprofils an externe Recheneinheiten zumindest teilweise auszulagem.
Zusätzlich kann die Steuervorrichtung dazu ausgebildet sein, für die Erstellung des
Nutzungsprofils einen manuellen Eingriff in die Steuerung der Leistungsaufnahme der
Komponente zu erfassen. Der manuelle Eingriff kann ein Anheben eines Dimm-Pegels einer oder mehrerer Leuchten durch eine Person sein, nachdem der Dimm-Pegel durch die
Steuervorrichtung für die gewünschte Änderung der Leistungsaufnahme des
Gebäudemanagementsystems abgesenkt wurde. Im Nutzungsprofil kann dieser manuelle Eingriff mit einer starken Wichtung berücksichtigt werden, so dass bei einer späteren Änderung der Leistungsaufnahme der Dimm-Pegel der betreffenden Komponente nicht oder weniger stark abgesenkt oder angehoben wird, um keinen manuellen Eingriff zu provozieren.
Die Steuervorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die aktuelle Leistungsaufnahme des
Gebäudemanagementsystems zu ermitteln und die aktuelle Leistungsaufnahme mit einer vorgegebenen Leistungsaufnahme zu vergleichen, um die gewünschte Änderung zu bestimmen. Die vorgegebene Leistungsaufnahme kann ein vom Hersteller, Anwender oder Netzbetreiber gesetzter konstanter oder von der Zeit oder bestimmten Ereignissen abhängiger Wert sein. Alternativ kann die Steuervorrichtung dazu ausgebildet sein, ein Signal zu empfangen, das die gewünschte Änderung anzeigt. Das Signal kann vom Netzbetreiber oder einem
Managementsystem, das die aktuellen Strompreise erfasst, empfangen werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Gebäudemanagementsystems, insbesondere ein Beleuchtungssystem, eine der beschriebenen Steuervorrichtungen auf.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Steuern der Leistungsaufnahme von Komponenten eines Gebäudemanagementsystems die Schritte:
- Ermiteln einer zulässigen Änderung der Leistungsaufnahme für jede Komponente,
- Bestimmen einer gewünschte Änderung der Leistungsaufnahme des
Gebäudemanagementsystems, und
- Steuern der Leistungsaufnahme der Komponenten auf der Grundlage der gewünschte Änderung und der zulässigen Änderung auf.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch den Aufbau eines Gebäudemanagementsystems nach einem
Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine vereinfachte Schaltung der Steuervorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung, und Fig. 3 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm zur Darstellung des Verfahrens gemäß der
vorliegenden Erfindung.
Komponenten mit gleichen Funktionen sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Fig. 1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines Beleuchtungssystems als ein Ausführungsbeispiel eines Gebäudemanagementsystems gemäß der vorliegenden Erfindung, das eine Steuervorrichtung 1, fünf von der Steuervorrichtung 1 zu steuernde Komponenten 2..6 des Beleuchtungssystems, einen die Komponenten 2..6 und die Steuervorrichtung 1 verbindenden Datenbus 7 und eine die Gesamtleistungsaufnahme des Beleuchtungssystems messende
Messeinrichtung 8 aufweist. Die Komponenten 2..6 können Schalter, Dimmer, Sensoren, Bewegungsmelder und Betriebsgeräte für Leuchtmittel sein, die in bekannter Weise über den Datenbus 7 kommunizieren.
Das Beleuchtungssystem bzw. der Datenbus 7 kann nach dem DALI (Digital Addressable Lighting Interface) Standard/Protokoll arbeiten, bei dem für jede Komponente 2..6 bzw. jeden Busteilnehmer eine zufällige, dann aber fest vergebene Adresse für die Ansteuerung in dem Bussystem generiert wird.
Die Komponenten 2..6 und die Steuervorrichtung 1 sind mit ihren Netzanschlussleitungen parallel an die Messeinrichtung 8 angeschlossen, welche über die Anschlüsse L, N an ein Stromnetz zur Spannungsversorgung des Beleuchtungssystems anschließbar ist.
In der Steuervorrichtung 1 sind durch den Hersteller oder Anwender Informationen über eine zulässige Änderung (Toleranzbereich) der Leistungsaufnahme von zumindest einigen der Komponenten 2..6, zum Beispiel der Betriebsgeräte für Leuchtmittel, gespeichert. Die
Informationen geben einen Bereich an, innerhalb dessen die Leistungsaufnahme für die jeweilige Komponente 2..6 verringert oder erhöht werden darf ohne den Betrieb zu gefährden, wobei die Bereiche von der aktuellen Leistungsabgabe der jeweiligen Komponente 2..6 und/oder anderen Faktoren abhängig sein können. Die aktuelle Leistungsabgabe einer Komponente 2..6 kann mittels dem über den Datenbus 7 übertragenen Dimm-Pegel oder über die Änderung in der gemessenen Leistungsaufnahme in Folge einer Komponentenansteuerung bzw. Dimm-Operation ermittelt werden.
Die Steuervorrichtung 1 empfängt von der Messeinrichtung 8 die gemessene Leistungsaufnahme und über den Anschluss S ein Signal, das eine maximal oder minimal zulässige
Leistungsaufnahme des Beleuchtungssystems anzeigt, und vergleicht die zulässige
Leistungsaufnahme mit der von der Messeinrichtung 8 gemessenen Leistungsaufnahme.
Übersteigt die gemessene Leistungsaufnahme die maximal oder minimal zulässige
Leistungsaufnahme, ermittelt die Steuervorrichtung 1 den Leistungs-Fehlbetrag, für jede der steuerbaren Komponenten eine Änderung im Bereich der jeweilig zulässigen Änderung, um den Fehlbetrag auszugleichen oder zumindest in einem bestimmten Umfang zu verringern und sendet über den Datenbus 7 an jede zu steuernde Komponente 2..6 ein die Leistungsaufnahme änderndes Steuersignal. Dieses Steuersignal kann einen der ermittelten Änderung
entsprechenden niedrigeren bzw. höheren Dimm/Licht-Pegel vorgeben und sowohl an über Dimmer gesteuerte Betriebsgeräte bzw. Leuchten als auch an Betriebsgeräte/Leuchten gesendet werden, welche dimmbar sind aber in der vorliegenden Konfiguration lediglich über einfache Ein-/ Ausschalter geschaltet werden. Die Änderung der Leistungsaufnahme kann in beide Richtungen erfolgen, es kann sowohl eine Erhöhung als auch eine Absenkung erfolgen. Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Schaltung der Steuervorrichtung 1, die eine
Übertragungseinrichtung 9, mittels der die Steuervorrichtung 1 an den Datenbus 7 ankoppelbar ist, eine Speichereinrichtung 10 zum Speichern der Leistungsdaten und Information über die Komponenten 2..6, eine Steuereinrichtung 11, welche für jede Komponente 2..6 die Änderung der Leistungsaufnahme ermittelt und eine Schnittstelle 12 zum Empfangen des Steuersignals und der von Messeinrichtung 8 ermittelten Gesamtleistungsaufhahme aufweist.
Die Änderung der Leistungsaufnahme kann bei einem ansteigenden Fehlbetrag bei allen
Komponenten 2..6 oder in einer bestimmten Reihenfolge erfolgen, wobei den Komponenten je nach Typ oder Einbauort verschiedene Prioritäten zugeordnet sind. Die Prioritäten können den Energiebedarf, den Spielraum für eine Änderung der Leistungsaufnahme und/oder die
Bedeutung für den Betrieb (Entbehrlichkeit) einer Komponente wiederspiegeln. So ist die Auswirkung einer Erhöhung oder Verringerung der künstlichen Beleuchtung in einem Raum mit starkem Sonnlichteinfall nicht so hoch wie in einem fensterlosen Raum oder eine Erhöhung oder Verringerung der Beleuchtung in einem Flur eher akzeptabel als in einem Konferenzraum.
Der Raum, in dem sich die Leuchte/Komponente 2..6 befindet, kann von der Steuervorrichtung mittels Sensoren (nicht gezeigt) überwacht werden, um zu ermitteln, wie viele Personen sich in dem Raum aufhalten und/oder wie groß der Anteil des Tageslichts in dem Raum ist. Diese Informationen können bei der Ermittlung der zulässigen Änderung berücksichtigt werden.
Die zulässige Änderung der Helligkeit einer Leuchte kann zudem von der Tageszeit, dem
Wochentag, der Jahreszeit und/oder dem Betriebszustand anderer Leuchten in dem Raum abhängig sein. Die Steuervorrichtung 1 kann mittels der Sensoren oder durch Detektieren der über den
Datenbus 7 zwischen den Komponenten 2..6 übertragenen Steuersignale ein Nutzungsprofil für jede von der Steuervorrichtung 1 zusteuemde Komponente 2..6 erstellen, das Informationen über die Nutzung (z.B. den Dimm-Pegel) der Komponente 2..6 mit bestimmten Zeiten (Tageszeit, Werktag oder Feiertag) oder Ereignissen verknüpft und eine Vorhersage der Nutzung für den Zeitraum der Steuerung der Leistungsaufnahme, d.h. beim Vorliegen eines Fehlbetrags, erlaubt.
Bei vielen Nutzungsmustem liegen stochastische Prozesse vor. Die Steuervorrichtung 1 kann dazu ausgelegt sein, diese Prozesse auf der Grundlage der zeitlich erfassten bzw. protokollierten Operationen der Komponenten 2..6 mit einem stochastischen Modell zu lernen und danach zu arbeiten. Für das Lernen können z.B. neuronale Netzwerke wie selbstorganisierende Karten, Kohonenkarten oder Kohonennetze (englisch self-organizing map, SOM), Lernende
Vektor quantisierung (englisch leaming vector quantization, LVQ) oder einfach Heuristiken verwendet werden.
In das Nutzungsprofil einer Komponente 2..6 können manuelle Eingriffe, die während der Steuerung der Leistungsaufnahme dieser Komponente 2..6 erfolgen, einfließen, um einen erneuten manuellen Eingriff zu verhindern oder abzuschwächen.
Die Steuervorrichtung 1 kann, beispielsweise auf externe Aufforderung hin, die
Leistungsaufnahmen aller steuerbaren Komponenten 2..6 geleichzeitig absenken oder anheben. Insbesondere können alle Leuchten mittels einem DALI- Broadcast-Steuerbefehl um einen bestimmten Betrag gedimmt werden, wobei die Geschwindigkeit der Änderung der
Leistungsaufnahmen bzw. der Helligkeit der Leuchten vom Betrag abhängen kann. Es ist auch möglich für eine Änderung der Leistungsaufnahme einer Leuchte durch die Steuervorrichtung 1 deren Farbtemperatur zu verändern.
In dem beschriebenen Beispiel ermittelt die Steuervorrichtung 1 einen Fehlbetrag basierend auf einer maximalen oder minimal zulässigen Leistungsaufnahme. Es ist jedoch auch möglich, dass das an dem Anschluss S empfangene Signal den Fehlbetrag bzw. die Höhe einer geforderten Änderung der Gesamtleistungsaufnahme oder nur deren Polarität anzeigt. Alternativ können in der Speichereinrichtung 10 Informationen abgespeichert sein, die für jeden Tag einen zeitlichen Leistungsverlauf anzeigen, von dem nur in einem bestimmten Umfang abgewichen werden darf Hierfür ermittelt die Messeinrichtung 8 kontinuierlich die aktuelle Gesamtleistungsaufnahme oder nur zu bestimmten Zeiten oder Ereignissen, wie bestimmte Schwankungen der Außen- oder Innentemperatur, Schwankungen in der Anzahl von anwesenden Personen in dem zu
beleuchtenden Gebäude (Tagung) oder Wartungsarbeiten im Gebäude, bei denen eine
Abweichung von dem vorgegebenen Leistungsverlauf zu erwarten ist. Die Zeiten oder
Ereignisse können von die Steuervorrichtung 1 mittels Sensoren ermittelt oder vom Anwender vorgegeben werden. Es ist auch möglich die individuelle Leistungsaufnahme jeder oder nur bestimmter Komponenten 2..6 zu messen oder aus den Betriebsbedingungen und/oder dem Typ der jeweiligen aktivierten Komponenten 2..6 abzuschätzen. Die individuelle Messung der Leistungsaufnahme kann beispielsweise durch das Betriebsgerät einer Leuchte (Komponente 2..6) erfolgen, das die gemessenen Werte an die Messeinrichtung 8 oder Steuervorrichtung 1 zur Auswertung übermittelt.
Die Steuervorrichtung 1 kann über den Anschluss S eine Anfrage vom Netzbetreiber oder einem Energiemanagementsystem über die Höhe einer möglichen Erhöhung oder Verringerung der Gesamtleistungsaufnahme empfangen, diese basierend auf der zulässigen Änderungen der Leistungsaufnahme jeder Komponente 2..6 ermitteln und die ermittelte Höhe an den
Netzbetreiber bzw. das Energiemanagementsystem übermitteln. Zusätzlich oder alternativ können die individuellen Leistungsaufnahmen und/oder die aktuelle Gesamtleistungsaufnahme an den Netzbetreiber bzw. den Energiemanagementsystem zur Auswertung übermittelt werden. Grundsätzlich denkbar sind zwei mögliche Herangehensweisen, um einen passenden
Strombedarf abzurufen: zunächst kann ein Abrufsignal für die anzunehmende Strommenge von extern angewendet werden. Hierzu wird der Verbrauch der flexiblen Verbraucher erfasst oder aber durch eine genaue Kenntnis der eingesetzten Hardware und/oder der Betriebsbedingungen abgeschätzt. Andererseits kann auch der Strombedarf an eine planmäßige Vorgabe angepasst werden. Hierzu ist lediglich eine Messung der gesamten aufgenommene Leistung nötig. Zwar ist eine Messung des Stromverbrauchs der flexiblen Verbraucher individuell möglich, jedoch nicht erforderlich. In dem beschriebenen Beispiel werden die Steuersignale von der Steuervorrichtung 1 an die Komponenten 2..6 über den Datenbus 7 übermittelt. Die Ansteuerung kann jedoch auf eine andere drahtgebundene Art (z.B. Powerline) und/oder eine drahtlose Art (z.B. W-LAN oder Bluetooth) erfolgen.
In Fig. 3 ist ein stark vereinfachtes Ablaufdiagramm dargestellt, das die einzelnen Schritte bei der Durchführung des oben ausführlich beschriebenen Verfahrens zeigt.
Anstelle des beispielhaft für ein Gebäudemanagementsystem beschriebenen
Beleuchtungssystems können auch andere Ausführungsformen für ein
Gebäudemanagementsystem gemäß der Erfindung genutzt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Steuervorrichtung zum Steuern der Leistungsaufnahme von Komponenten (2..6) eines
Gebäudemanagementsystem, insbesondere Beleuchtungssystems, wobei die Steuervorrichtung (1) dazu aus gebildet ist
für jede Komponente (2..6) eine zulässige Änderung der Leistungsaufnahme zu ermitteln, eine gewünschte Änderung der Leistungsaufnahme des Gebäudemanagementsystems zu bestimmen und die Leistungsaufnahme der Komponenten (2..6) auf der Grundlage der gewünschte Änderung und der zulässigen Änderung zu steuern
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei
zumindest eine Komponente (2..6) eine dimmbare Leuchte ist und die Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, einen maximal und/oder minimal zulässigen Dimm-Pegel bei der
Ermittlung der zulässigen Änderung zu bestimmen und bei der Steuerung der
Leistungsaufnahme einen Dimm-Pegel auf der Grundlage der gewünschten Änderung und des maximal bzw. minimal zulässigen Dimm-Pegels zu bestimmen und den bestimmten Dimm-Pegel an die Leuchte zu übermitteln.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei
den Komponenten (2..6) verschiedene Prioritäten zugeordnet sind und die
Steuervorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, die Leistungsaufnahme der Komponenten (2..6) auf der Grundlage der gewünschten Änderung, der zulässigen Änderung und der Prioritäten zu steuern.
4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
die zulässige Änderung von zumindest einer Komponente (2..6) von der Tageszeit, dem Wochentag, der Jahreszeit, der Anzahl von Personen in einem bestimmten Bereich des
Gebäudemanagementsystems, der Temperatur in dem bestimmten Bereich, der Helligkeit in dem bestimmten Bereich und/oder dem Betriebszustand anderer Komponenten in dem bestimmten Bereich abhängig ist und die Steuervorrichtung (1) dazu aus gebildet ist, die Tageszeit, den Wochentag, die Jahreszeit, die Personenanzahl, die Temperatur, die Helligkeit und/oder den Betriebszustand zu bestimmten.
5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zulässige Änderung von zumindest einer Komponente (2..6) vom Nutzungsprofil der Komponente abhängig ist und die Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, ein Nutzungsprofil der Komponente zu erstellen.
6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei
die Steuervorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, für die Erstellung des Nutzungsprofils einen manuellen Eingriff in die Steuerung der Leistungsaufnahme der Komponente zu erfassen.
7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei
die Steuervorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, die aktuelle Leistungsaufnahme des
Gebäudemanagementsystems zu ermitteln und die aktuelle Leistungsaufnahme mit einer vorgegebenen Leistungsaufnahme zu vergleichen, um die gewünschte Änderung zu bestimmen.
8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei
die Steuervorrichtung (1) dazu ausgebildet ist, ein Signal zu empfangen, das die gewünschte Änderung anzeigt.
9. Gebäudemanagementsystem mit einer Steuervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis
8.
10. Beleuchtungssystem mit einer Steuervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
11. Verfahren zum Steuern der Leistungsaufnahme von Komponenten (2..6) eines
Gebäudemanagementsystems, insbesondere Beleuchtungssystems, mit den Schritten
Ermitteln einer zulässigen Änderung der Leistungsaufnahme für jede Komponente (2..6),
Bestimmen einer gewünschten Änderung der Leistungsaufnahme des
Gebäudemanagementsystems, und
Steuern der Leistungsaufnahme der Komponenten (2..6) auf der Grundlage der gewünschten Änderung und der zulässigen Änderung.
PCT/EP2019/068297 2018-07-10 2019-07-08 Beleuchtungssystem mit gesteuerter leistungsaufnahme WO2020011729A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19737531.4A EP3794702A1 (de) 2018-07-10 2019-07-08 Beleuchtungssystem mit gesteuerter leistungsaufnahme

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018116695.8A DE102018116695A1 (de) 2018-07-10 2018-07-10 Beleuchtungssystem mit gesteuerter Leistungsaufnahme
DE102018116695.8 2018-07-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020011729A1 true WO2020011729A1 (de) 2020-01-16

Family

ID=67220818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/068297 WO2020011729A1 (de) 2018-07-10 2019-07-08 Beleuchtungssystem mit gesteuerter leistungsaufnahme

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3794702A1 (de)
AT (1) AT17814U1 (de)
DE (1) DE102018116695A1 (de)
WO (1) WO2020011729A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140015445A1 (en) * 2011-04-04 2014-01-16 Koninklijke Philips N.V. Device and method for adjusting electricity consumption of a plurality of lighting devices of a lighting system
US9450408B2 (en) * 2011-10-07 2016-09-20 Siemens Corporation Adaptive demand response based on distributed load control
WO2018033983A1 (ja) * 2016-08-18 2018-02-22 三菱電機株式会社 電気機器、消費電力削減システム、通信アダプタ及び消費電力削減方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040002792A1 (en) * 2002-06-28 2004-01-01 Encelium Technologies Inc. Lighting energy management system and method
CN101869004B (zh) * 2007-11-21 2014-10-29 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有集成的能量功能的光管理系统
DE102009048935A1 (de) * 2009-07-28 2011-02-10 Abb Ag Busfähiges Steuerungsgerät zur Steuerung mindestens eines Verbrauchers
BR112013025377A2 (pt) * 2011-04-04 2017-11-14 Koninklijke Philips Nv controlador, sistema e método de iluminação, configurado para estabelecer níveis de dimerização de uma pluralidade de fontes luminosas
WO2017080889A1 (de) * 2015-11-09 2017-05-18 Tridonic Gmbh & Co Kg Einrichtungen für ein beleuchtungssystem

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140015445A1 (en) * 2011-04-04 2014-01-16 Koninklijke Philips N.V. Device and method for adjusting electricity consumption of a plurality of lighting devices of a lighting system
US9450408B2 (en) * 2011-10-07 2016-09-20 Siemens Corporation Adaptive demand response based on distributed load control
WO2018033983A1 (ja) * 2016-08-18 2018-02-22 三菱電機株式会社 電気機器、消費電力削減システム、通信アダプタ及び消費電力削減方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SRI ANDARI HUSEN ET AL: "Lighting systems control for demand response", INNOVATIVE SMART GRID TECHNOLOGIES (ISGT), 2012 IEEE PES, IEEE, 16 January 2012 (2012-01-16), pages 1 - 6, XP032153762, ISBN: 978-1-4577-2158-8, DOI: 10.1109/ISGT.2012.6175703 *

Also Published As

Publication number Publication date
AT17814U1 (de) 2023-03-15
EP3794702A1 (de) 2021-03-24
DE102018116695A1 (de) 2020-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2463174B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Realisierung eines Glühlampenersatzes für ein Lichtsignal
DE69602892T2 (de) Einrichtung für den optimierten Einsatz von Entladungslampen
DE102017203836A1 (de) Verfahren und System zum Bestimmen einer erwarteten Lebensdauer eines elektrischen Betriebsmittels
DE102012006860A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Regeln einer Beleuchtungsstärke
DE102010003834A1 (de) Betriebsgerät für Leuchtmittel zum Ermitteln eines Energie- oder Leistungsverbrauchs und Verfahren zum Erfassen desselbigen
EP1665903A1 (de) Steuersystem f r mehrere verteilt angeordnete lampenbetriebs ger te sowie verfahren zum initialisieren eines derartigen s teuersystems
EP2482621A2 (de) Leuchte und Verfahren zur Steuerung einer solchen
DE102010034347A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Kommunikation über eine Lastleitung
EP3032920A2 (de) Verfahren und schaltung zur versorgung eines led-leuchtmittels
DE102017111611A1 (de) Beleuchtungssteuervorrichtung und Beleuchtungssystem
WO2020011729A1 (de) Beleuchtungssystem mit gesteuerter leistungsaufnahme
EP3375258B1 (de) Einrichtungen für ein beleuchtungssystem
DE102012013894A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Sensorleuchte
AT506276B1 (de) Steuerung von lichtanlagen über einen bus
EP1072081A1 (de) Verfahren zum regeln der gesamtleistung von energietechnischen anlagen, insbesondere einer gruppe von elektrischen verbrauchern
DE102012013963A1 (de) Sensorleuchte
EP3268755B1 (de) System zur ermittlung des energieverbrauchs eines einzelnen verbrauchers
DE102013104136B4 (de) Verfahren zur Konstantlichtregelung sowie Einrichtung zur Beleuchtung eines Raumes
DE10312183A1 (de) Gebäudeinstallationssystem
DE102011082819A1 (de) Einstellung eines elektrischen verbrauchers
DE102016207142A1 (de) Nutzung von Rundsteuersignalen zur Zeitbestimmung in einem Beleuchtungssystem
EP3309560B1 (de) Verfahren zum erfassen des energieverbrauches eines elektrischen verbrauchers
DE2812902A1 (de) Tagesprogrammschaltwerk
WO2016110443A1 (de) Anordnung zur darstellung der betriebszustände von ein- oder mehrstufigen blindleistungskompensationsreglern
DE212015000090U1 (de) Beleuchtungssystem mit einem Steuergerät

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019737531

Country of ref document: EP

Effective date: 20201218

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE