【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于照明设计，具体涉及一种智慧照明系统的舒适度一致性控制方法。
技术介绍
1、随着可再生能源发电比例逐渐增高和大规模并网，引起的波动性和随机性等特征给电力系统的稳定运行带来了极大的考验，向维持系统平衡的运行储备提出了更高的要求。
2、同时，随着大型建筑的快速发展，地下车库、商场等拥有大量照明灯具的大型室内照明场所逐渐增多，这类大型室内照明场所中的led照明负荷有着可观的控制容量，对其进行合理的调光控制，led灯具提供非旋转储备的潜力能够得到大幅度提升。
技术实现思路
1、鉴于以上存在的问题，本专利技术提供一种智慧照明系统的舒适度一致性控制方法，用于将平均一致性算法应用到大批量灯具的调光控制中，实现了在完成运行储备的同时所有灯具亮度均匀让用户舒适度达到一致的功能。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：
3、一种智慧照明系统的舒适度一致性控制方法，应用于包括云端服务器和若干个蓝牙mesh组网的智慧照明系统，包括以下步骤:
4、设置每一蓝牙mesh组网包括蓝牙网关和若干蓝牙灯具节点，所述每一蓝牙灯具节点包括蓝牙主控芯片、热释红外传感器和led灯具；蓝牙网关和参与调节蓝牙灯具节点的蓝牙主控芯片通过蓝牙与最接近的蓝牙网关和蓝牙主控芯片进行通信，建立通信链路，从而形成一个环形网络拓扑；
5、电力系统电能过剩时，云端服务器向蓝牙网关发送调节功率，蓝牙网关作为首个节点向环形网络拓扑结构中发布待调功率目标，热释红
6、其中环形网络拓扑结构的拉普拉斯矩阵表示为：
7、
8、式中，aij表示第i个节点和第j个节点的连接关系，有连接为1，没有连接为0；
9、所述舒适度一致性调节包括两阶段，当电力系统功率的需求功率过剩时，第一阶段优先调节小于最佳舒适度部分的led灯具，直至所有的led灯具的舒适度都大于等于最佳舒适度，调节进入第二阶段，调节舒适度趋于一致；其中最佳舒适度为照度350lx时的舒适度系数。
10、一种可能的实施方式中，进一步包括对每一蓝牙mesh组网内的led灯具建立负荷模型得到led灯具的工作状态：
11、
12、
13、其中ledsti表示led的调节状态；pi表示第i盏灯具的功率，单位为w；di表示第i盏灯具的占空比，在0到1的范围内；pled表示led灯具的额定功率，单位为w；φi表示第i盏灯具的光通量，单位为lm；η为led灯具的发光效率；m为光源的辐射系数，它与半角θ1/2的余弦值cosθ1/2成正比；ei1为第i盏灯具在垂直平面的照度，单位为lx；h表示led灯具的高度，单位为m；δx表示照度检测点距离led光源横向上的距离，δy示照度检测点距离led光源纵向上的距离，δh表示照度检测点距离led灯具高度上的距离，单位为m；θ为光照角度；使用每盏灯具光照接受面中正下方的照度作为参考值，得到灯具照度与占空比间的关系式：
14、
15、通过照度得到评价用户舒适度的正态分布函数：
16、
17、使用每盏灯具的照度值作为自变量；μ为正太分布函数的期望，取值为用户舒适度最佳的照度350lx，σ为正太分布函数的方差，取值为110。
18、一种可能的实施方式中，在舒适度一致性调节的第一阶段，参与第一阶段调节的led最接近的蓝牙灯具节点建立通信链路；调节过程中若led灯具的照度达到了350lx，则该led灯具退出调节，环形网络拓扑重构，该led灯具相连的两个led灯具节点建立通信链路，从而建立新的环形网络拓扑结构。
19、一种可能的实施方式中，在舒适度一致性调节的第二阶段，所有的led灯具最接近的led灯具节点建立通信链路，调节过程中，环形网络拓扑结构不发生变化。
20、一种可能的实施方式中，对应层的led灯具节点通过蓝牙交换并计算更新各自的状态值包括：led灯具节点，在舒适度一致性调节的交换led灯具节点的状态x＝[x1,x2,x3,…,xn]t，在舒适度一致性调节的第二阶段交换led灯具节点的状态x＝[1-x1,1-x2,1-x3,…,1-xn]t，其中xi(t)表示t时刻第i盏蓝牙灯具的舒适度：
21、xi(t)＝f(ei)
22、舒适度一致性调节的第一阶段，蓝牙灯具的舒适度[x1,x2,x3,…,xn]t分布在正态分布曲线的左半部分，xi(t)越大，灯具的调节潜力越大，能够提供更多的调节功率，因此用[x1,x2,x3,…,xn]t来表示led灯具节点的状态；
23、舒适度一致性调节的第二阶段，蓝牙灯具的舒适度[x1,x2,x3,…,xn]t分布在正态分布曲线的右边半部分，xi(t)越大，灯具的调节潜力越小，能够提供更多的调节功率；此外，xi(t)小于等于1，因此用[1-x1,1-x2,1-x3,…,1-xn]t来表示led灯具节点的状态；
24、为了防止在调节过程中状态值xi超过led灯具通过改变pwm能够调节的舒适度范围，根据舒适度阈值以及led灯具的发光能力将xi限定在上限和下限x之间，应用饱和函数后led灯具在t时刻的状态表示为：
25、
26、由t时刻节点i的状态值xi(t)、相邻节点j的状态值xj(t)、控制参数α和拉普拉斯矩阵l通过计算得出下一时刻节点i的状态更新值
27、
28、蓝牙网关节点的状态更新值表示为
29、
30、式中，α是蓝牙节点的控制系数，β是控制节点的控制系数，xtar是蓝牙mesh组网的目标调节功率，xor是蓝牙mesh组网在t时刻总调节功率；
31、矩阵形式表示为：
32、
33、其中拉普拉斯矩阵l起到反馈的作用，各个蓝牙灯具通过根据调整pwm占空比的方式改变光照强度以调节用户舒适度；
34、利用分布式一致性算法迭代，在组网拓扑内，根据网络连接结构各个相连接的节点依次传播目标调节功率直到经过一轮分配的目标调节功率被再次传播到网关节点1，视为一次迭代；在应用一致性算法后，各个节点通过多次与邻接节点进行信息交互，最终所有节点完成目标功率调节分配的同时，将用户舒适度收敛至阈值范围内的同一值。
35、采用本专利技术具有如下的有益效果：保证用户光照舒适度和光照的前提下，通过管理大规模照明系统功率调节为电力系统提供运行备用容量，参与电力系统的辅助服务，保证电能质量；与集中式控制相比，分布式控制虽然耗时较长，但有更灵活、稳定和易于拓展的优点，更加适合应用于对实时性要求不高的多智能体场景；改进一致性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种智慧照明系统的舒适度一致性控制方法，其特征在于，应用于包括云端服务器和若干个蓝牙Mesh组网的智慧照明系统，包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的智慧照明系统的舒适度一致性控制方法，其特征在于，进一步包括对每一蓝牙Mesh组网内的LED灯具建立负荷模型得到LED灯具的工作状态：
3.如权利要求1所述的智慧照明系统的舒适度一致性控制方法，其特征在于，在舒适度一致性调节的第一阶段，参与第一阶段调节的LED最接近的蓝牙灯具节点建立通信链路；调节过程中若LED灯具的照度达到了350lx，则该LED灯具退出调节，环形网络拓扑重构，该LED灯具相连的两个LED灯具节点建立通信链路，从而建立新的环形网络拓扑结构。
4.如权利要求1所述的智慧照明系统的舒适度一致性控制方法，其特征在于，在舒适度一致性调节的第二阶段，所有的LED灯具最接近的LED灯具节点建立通信链路，调节过程中，环形网络拓扑结构不发生变化。
5.如权利要求1所述的智慧照明系统的舒适度一致性控制方法，其特征在于，对应层的LED灯具节点通过蓝牙交换并计算更新各自的状态值包括：LE
...【技术特征摘要】
1.一种智慧照明系统的舒适度一致性控制方法，其特征在于，应用于包括云端服务器和若干个蓝牙mesh组网的智慧照明系统，包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的智慧照明系统的舒适度一致性控制方法，其特征在于，进一步包括对每一蓝牙mesh组网内的led灯具建立负荷模型得到led灯具的工作状态：
3.如权利要求1所述的智慧照明系统的舒适度一致性控制方法，其特征在于，在舒适度一致性调节的第一阶段，参与第一阶段调节的led最接近的蓝牙灯具节点建立通信链路；调节过程中若led灯具的照度达到了350lx，则该led灯具退出调节，环形网络拓扑重构，该led灯具相连的两个led灯具节点建立通信链路，从而建立新的环形网...
【专利技术属性】
技术研发人员：时佳，张兴海，陈细志，
申请(专利权)人：杭州亿时照明工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：
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