[发明专利]一种参与智能电网调度的LED灯可控功率跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种充分考虑道路照明标准，通过调整LED灯用电功率，跟踪电网功率调度指令的LED灯可控功率跟踪方法，实现传统不可控LED灯向参与智能电网调度的可控负荷转变，在满足照明需求的前提下，参与智能电网的调度与运行。

背景技术

发电和用电功率的瞬间平衡是维持电力系统安全稳定运行的基本要求。随机、间歇的可再生能源发电给智能电网环境下发电和用电功率瞬间平衡构成了挑战。采用传统以调节发电机组出力跟踪系统功率波动的调度方式，可再生能源的大量接入将造成更多的发电备用容量和更高的发电成本。在智能电网运营中，借助大量地域分散的小容量电动汽车、空调、热水器、LED灯等可控负荷用电时间和用电功率的调整，可以更为有效地跟踪可再生能源发电出力的波动。可控负荷参与智能电网的调度，将充分发挥终端用户的资源配置效益和节能减排潜力。

在照明负荷领域，依据《中华人民共和国节约能源法》，我国将分阶段逐步淘汰白炽灯，而LED灯由于寿命长、高光效和节能等优点，成为理想的绿色照明工具，近年得到快速发展。在一定范围内，LED灯用电功率的变化对光通量的影响不明显，由于视觉效应，人感受到的光通量变化更少。因此，常规LED灯转变成被电网调度和控制的负荷，参与智能电网调度和运行引起了人们广泛的关注。现有技术主要研发了以节能或亮度调节为目标的LED灯调光方法。专利号201010180612.5“一种LED路灯调光电路”根据馈线上电压大小，调节LED灯的亮度，实现LED灯调光和节能的目的。专利号200910190692.X“一种LED调光电路”通过控制模块向驱动模块输出不同模式的发光信号，改变LED灯发光模式，实现LED灯亮度调节。上述专利根据用户照明和节能需求，实现了LED灯光通量的调节。对于电网而言，LED灯仍然是一个功率不可控、不可调度的负荷，不能被电网调度中心调度与控制。

因此，随着智能电网建设的逐步推进，在满足道路照明标准的前提下，调节LED灯用电功率，及时跟踪电网调度功率指令的LED灯可控功率跟踪方法亟待研发。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种在满足道路照明标准的前提下，调节LED灯用电功率，跟踪电网调度功率指令的LED灯可控功率跟踪方法。

一种参与智能电网调度的LED灯可控功率跟踪方法技术方案包括如下步骤：

城市供电系统220V交流电压V_AC经二极管整流电路、填谷电路，转换为直流电压V_DC，并经电感L_DC转换为平稳的直流电流I_DC；

电网调度中心发送功率调度指令p^*给LED灯，并与LED灯的用电功率p₀比较后，获得功率偏差信号Δp；

功率偏差信号Δp依次经PID调节器、占空比调节器和反馈电路，获得占空比调整信号                                                ；

占空比调整信号Δδ与占空比寄存器中的占空比δ₀相加后，获得新的占空比δ，并将其寄存到占空比寄存器，更新占空比δ₀；

根据占空比δ，PWM波生成电路生成PWM波形，经驱动电路驱动开关器件MOSFET的开断，调节流过LED灯的直流电流，实现LED灯对功率调度指令p^*的跟踪；

最低照度设定单元根据道路照明标准设定最低照度值L_min，并通过最低照明功率计算单元，获得最低照明功率p_min，发送到功率调整判断单元；

最低照度值L_min与照度检测器检测到的道路照度值L比较后，获得照度偏差值ΔL，并输入至功率调整判断单元；

功率调整判断单元比较ΔL与0的逻辑大小，当ΔL>0时，功率调整单元通过无线通信，给电网调度中心发送功率为p_min的功率调整指令；当ΔL<0时，不发送功率调整指令。

一种参与智能电网调度的LED灯可控功率跟踪方法，其功率跟踪原理如下：

1）根据电网功率调度指令p^*和LED灯用电功率p₀的功率偏差信号Δp，调节占空比δ。占空比调整信号Δδ随功率偏差信号Δp而调整的公式为：

占空比调节器的传递函数为：