用于控制无功功率需求的照明网络制造技术

一种用于更改交流（AC）电源（5）的功率因子的照明网络。该照明网络包括具有第一无功类型的无功组件的照明器（2、3），该无功组件通过控制器可控制地耦合到AC电源，以便调节AC电源的功率因子。控制器基于指示AC电源的功率因子的功率因子信号来控制照明器的耦合，该功率因子信号受到具有第二无功类型的无功负载的器具（6）的影响，该器具不同于照明器中的任一个。优选地，第一无功类型是电容性的，并且第二无功类型是电感性的。

Lighting network for controlling reactive power demand

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制无功功率需求的照明网络
本专利技术涉及照明网络领域，并且尤其涉及接收交流（AC）电源的照明网络。
技术介绍
由于电压和频率波动以及电力线中无功功率和更高谐波含量的变化，电气功率分布网络面临着差的市电电源质量的问题。在电气市电源与连接的负载之间至少平衡无功电气功率（即，平衡供应和需求）经常用来提高市电电源质量。通常，为了平衡对负载的电气功率的供应和需求，修改电气功率的生成以跟随负载需求。然而，由于在负载或发电能力方面可能存在突然的变化，诸如发电机关闭，因此仅依靠修改该生成并不总是高效且可靠的。目前，为了部分克服此问题，可以使用需求侧管理（DSM），其中最终用户将在高峰时间（峰值负载管理）或在公用事业公司的要求下（需求响应）减少/关闭负载中的至少一些。GB2411971A描述了一种可以应用于路灯的功率因子调节设备。功率因子调节设备检测路灯的输入电流和电压，以便计量路灯的功率因子。路灯的电路的电容器可以通过功率因子调节单元在电源和负载之间切换，以便帮助平衡对负载的电气功率的供应和需求。US20150130363A1公开了一种LED驱动设备，其具有在输入端处并且与整流器并联的多个电容器。基于LED驱动设备中的转换器的输入电压或输出电压来选择性地接通电容器。
技术实现思路
现有技术的缺点在于，它受限于单个照明器，诸如单个路灯，并且它只能补偿该特定照明器中的功率因子。在包括多个照明器的照明网络中，在照明器中的每一个中部署功率因子调节设备不是经济的。此外，在包括照明网络和其他器具的更大的电气网络中，如果使用根据现有技术的设备，则照明网络只能补偿自身。这样的网络不能够补偿由其他器具引起的功率因子降低。US7531922B1公开了一种使用照明来执行设施范围的功率因子校正的方法和装置。解决方案是有意使电子照明镇流器出现非统一的功率因子负载。对镇流器进行编程，以创建有目的地抵消建筑物中其他位置产生的不同功率因子或不同谐波失真的功率因子或谐波失真，和/或创建降低的谐波失真或统一功率因子。该现有技术的缺点在于，由于镇流器通常是有源电路，并且需要调整镇流器的控制回路以实现不容易的功能，因此修改镇流器的行为相对复杂。本专利技术的实施例的基本思想是以分布式方式实现功率因子补偿，使得一个照明器可以补偿另一器具的功率因子劣化。照明器和另一器具两者都连接到相同的AC电源，尽管它们可能位于分层配电网络中的相同或不同位置处。在分层分布网络的主AC输入端处，功率因子被补偿，并且可以减少对公用事业提供商的需求。照明器能够接收来自遥控器的命令，该命令与另一器具的功率因子劣化相关联。本专利技术由权利要求限定。根据依照本专利技术的一方面的示例，提供了一种照明网络，包括：多个照明器，被适配为连接至交流电（AC）电源，其中，每个照明器包括发光布置和选择性地可耦合到AC电源的第一无功类型的无功组件；以及控制器，被适配为：接收功率因子信号，该功率因子信号指示AC电源的功率因子，并且受到具有连接到该AC电源的第二无功类型的无功负载的器具的影响，其中该器具不同于照明器中的任何一个；并且基于器具的接收的功率因子信号，控制每个照明器的无功组件与AC电源的耦合，以便调节AC电源的功率因子。照明网络使得照明网络中的照明器能够参与电网功率质量校正。特别地，照明器设置有无功组件（例如，包括电容器、电感器或超级电容器），该无功组件可以可控制地耦合至AC电源，诸如市电源。在一些示例中，无功组件可以使AC电源中的至少一些分流（例如，到地或参考电压）。这使得照明网络能够控制AC电源的功率因子和电压平衡。因此，照明网络可以通过改善AC电源的功率因子和/或减少电压不平衡来帮助补偿较差质量的AC电源。当照明网络被安装在参与主动/无功补偿的建筑物中时，这种照明网络可以特别地帮助电网稳定。与现有技术US7531922B1的区别在于，它不对照明器中的驱动器或镇流器进行编程或调谐，而仅需要耦合或解耦与照明驱动器分开的无功组件。应用非常方便。为了控制AC电源的功率因子，控制器基于接收到的功率因子信号来控制相应的两个或更多个照明器的第一无功类型的两个或更多个无功组件的耦合。因此，提供了一种系统级别实现方式，其中管理照明器的无功组件，以便能够实现控制AC电源的功率因子。这允许更精确地控制如何补偿或以其他方式调整AC电源的功率因子/在何处补偿或以其他方式调整AC电源的功率因子。这样，AC电源的补偿可以遍及照明网络分布，而不是集中在单个照明器中。这可以进一步使得功率因子管理的改进技术能够在系统范围级别内实现，诸如要管理的位置特定管理或分组照明器。接收到的功率因子信号受到具有第二无功类型（即，不一定与照明器相关联）的无功负载的器具的影响，并相应地改变。这样，对照明器的无功组件的控制可以补偿由具有无功负载（诸如电气网络上的HVAC系统）的其他器具的需求导致的功率因子的偏差。这样，可以通过该电气网络的照明网络来校正或改进整个电气网络的功率因子。可以从能量表获得功率因子信号，该能量表可以位于建筑物的市电输入端处或市电输入端与从市电输入端汲取功率的负载之间的中间节点处。这确保了照明系统有助于补偿提供给多个不同负载（即，而不仅仅是单个照明器）的不良功率因子。优选地，第一无功类型的每个无功组件是电容性组件和电感性组件中的相同一个，并且第二无功类型的无功负载是电容性负载和电感性负载中的另一个。在一些其他实施例中，每个照明器的无功组件可以例如包括可单独控制的电容性和电感性组件，以提供对AC电源的功率因子的改进控制。优选地，第一无功类型是电容性的，并且第二无功类型是电感性的。电气网络中的许多重负载是电感性的，诸如带有电动机/压缩机的那些负载，例如空调、冰箱、电梯。因此，该实施例可以更好地减轻那些重负载对功率因子的影响。照明网络（具有照明器）可以被适配为可连接到AC电源的第一分配分支，其中具有第二无功类型的无功负载的器具在相同的第一分配分支中，并且照明网络还包括功率因子检测器，其被适配为在照明网络的输入节点处检测AC电源的功率因子，并且控制器被适配为从功率因子检测器接收功率因子信号。在此，照明网络可以与相同分配分支中的器具混合/交错，使得可以在影响AC电源的功率因子的器具附近完成功率因子补偿。在其他实施例中，照明网络可连接至AC电源的第一分配分支，其中具有第二无功类型的无功负载的器具在AC电源的第二不同的分配分支中，其中控制器被适配为：从与第二分配分支中的具有第二无功类型的无功负载的器具相关联的远程功率因子检测器接收功率因子信号。在配电网络中，不同种类的设备有时被放在不同的分支中，以便于控制/监测。然而，一个分支中的照明器仍然可以用来补偿另一分支中的另一器具，并且由公用事业提供商提供的主输入端处的功率因子仍得到改善。因此，可以提供一种功率因子检测器，其被适配为在电气网络的各种位置处检测AC电源的功率因子。在一些实施例中，功率因子检测器监测到特定电气网络（例如，与整个建筑物相关联）的市电源。在其他实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种照明网络（1），包括：/n多个照明器（2、3），被适配为连接到交流（AC）电源（5），其中每个照明器包括发光布置（21）和选择性地可耦合到所述AC电源的第一无功类型的无功组件（22）；以及/n控制器（4），被适配为：/n接收指示所述AC电源的功率因子的功率因子信号（PF

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170802 EP 17184415.2;20170529 IN 2017410187551.一种照明网络（1），包括：
多个照明器（2、3），被适配为连接到交流（AC）电源（5），其中每个照明器包括发光布置（21）和选择性地可耦合到所述AC电源的第一无功类型的无功组件（22）；以及
控制器（4），被适配为：
接收指示所述AC电源的功率因子的功率因子信号（PFAC），所述功率因子信号受到具有连接到所述AC电源的第二无功类型的无功负载的器具（6）的影响；并且
基于所接收的受到所述器具影响的功率因子信号，控制每个照明器的所述无功组件与所述AC电源的耦合，以便调节所述AC电源的所述功率因子。


2.根据权利要求1所述的照明网络，其中，所述第一无功类型是电容性的，并且所述第二无功类型是电感性的，并且
每个照明器还包括与所述无功组件（22）分离的照明驱动器（25）。


3.根据权利要求1所述的照明网络，所述照明网络被适配为：
可连接到所述AC电源的第一分配分支（31），其中具有第二无功类型的无功负载的器具（6a、7a）在相同的第一分配分支中，并且所述照明网络还包括功率因子检测器（35），所述功率因子检测器（35）被适配为检测所述第一分配分支中的所述AC电源的所述功率因子，并且所述控制器被适配为从所述功率因子检测器接收功率因子信号（PF1）；或者
可连接到所述AC电源的第一分配分支（41），其中具有所述第二无功类型的无功负载的器具（6a、6b、6c）在所述AC电源的第二不同的分配分支（42）中，其中所述控制器被适配为从远程功率因子检测器（46）接收功率因子信号（PF2），所述远程功率因子检测器（46）与在所述第二分配分支中具有所述第二无功类型的无功负载的器具相关联。


4.根据权利要求1或2中任一项所述的照明网络，其中：
多个照明器（2a、3a、2b、3b）包括两个或更多个照明器的至少两个集合（31、32）；并且
所述控制器被适配为：
获得与提供给两个或更多个照明器的每个集合的AC电源相关联的相应功率因子信号（PF1、PF2）；并且
基于与该照明器的集合相关联的所述功率因子信号，控制所述多个照明器中的每个照明器的所述无功组件的耦合。


5.根据权利要求4所述的照明网络，其中，两个或更多个照明器的集合中的每个照明器连接到相同的节点，并且其中两个或更多个照明器的每个集合连接到不同的节点。


6.根据权利要求4或5中任一项所述的照明网络，其中，两个或更多个照明器（2a、3a）的至少一个集合与具有第二无功类型的无功负载的一个或多个器具（6a、7a）的相应集合相关联，并且所述控制器被适配为控制两个或更多个照明器的至少一个集合的无功组件的耦合。


7.根据任一前述权利要求所述的照明网络，其中，所述控制器被适配为进一步基于相应照明器与在所述AC电源的分配层次中的具有所述第二无功类型的无功负载的器具之间的接近度关系来控制每个照明器的无功组件的耦合。

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【专利技术属性】
技术研发人员：V普佳利，N乌杜帕，M乔拉查古达，VS普莱拉，V施瓦纳，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL