用于动态地控制一件电气设备的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过可再生能源和能量存储元件的电气设备的电力供应领域。
[0002]本发明特别涉及诸如太阳能LED照明系统这样的设备，该太阳能LED照明系统包括:LED照明模块、光伏面板、电源电池以及用于管理能量的电子电路。
[0003]然而，本发明并不限于照明，并且还适用于由可再生能源提供电力并包含存储装置的其它设备。
【背景技术】
[0004]在现有技术中用于优化这种设备的操作的解决方案是已知的。
[0005]例如，法国专利FR2922628公开了一种灯具，该灯具包括:固定在地里的杆；固定到杆的自由端并包括照明装置的灯；和适合于向照明装置供应电力的电源块。电源块包括:储电电池、光伏单元组件、风轮机、以及蓄电电路，该蓄电电路被设置用于由光伏电池组件和风轮机提供的电力向蓄电池充电。
[0006]美国专利US5151865公开了一种用于通过测量能量存储的终端电压(U1J来确定电池的能量含量值(EIW)的方法，同时考虑至少一个参考值(BW)，其由在特定时间单位(dt)和在特定工作电压范围(BSB)中的能量存储中流动的总电流(IE)形成。因而，该参考值(BW)代表功能值。称为功能值(FW)的所测终端电压(UkJ与在能量含量范围(EIB)中的特定能量含量值(EIW)相对应。
[0007]美国专利US6081104公开了一种用于将电力输送到电池和负载的系统。当电源不能将足量能量和电力提供给负载时，电池可以由电源充电并用于将能量或电力供应给负载。系统减少直流电流注入到负载，并且因此延长负载的工作寿命，特别地，如果负载是照明系统。本系统的目的是防止照明负载或电池过早老化。
[0008]美国专利US6191568描述了一种负载电压调制方案和电力控制以及供应系统，其用于将电力供应给负载，在特定时间段内，通常以每天为基础，期望减少电力。本发明具有针对街灯系统的具体应用，其中，在夜晚数小时的时间段(当交通量最小且许多人入睡时)，可以在降低的电力下操作照明系统的照明。
[0009]国际专利申请W02011/095922描述了一种用于在预定时间段期间，考虑将能量存储等级保持在预定最小等级以上，在照明需要和电池容量的基础上，控制光输出分布的方法，该方法包括考虑经由互联网连接定期地获取的天气预报数据。
[0010]现有技术的缺陷
[0011]现有技术中提出的解决方案的主要缺点是保证需要能量存储元件以及可再生能源的尺寸过大的操作的连续性，原因在于，系统消耗并不适合于所述能量存储元件的可用會ti。
[0012]否则，如果存储元件不是过大的，则在特定操作循环期间遇到的特殊条件导致由电气设备提供的服务的不适时中断。
[0013]此外，实施定期获取天气预报数据的解决方案需要连接到未来数据服务器，并且相对于照明系统的位置，访问相关的预测模型。
[0014]这种预报数据通常是宏观的，甚至是外推的，并且覆盖比照明系统的注入区域更大的区域。
[0015]现有技术的解决方案(诸如W02011/095922中所公开的那个)实际上提供了对服务的目标连续性(“不断电”)的响应，但是需要访问数据基础结构，诸如由服务器获取的天气数据库，阻止在射频应用服务落后的区域中实施。此外，这些解决方案需要耗能无线电通信装置，这违反了使用用于产生并存储能量的“节约的”装置来优化消耗并最大化服务连续性的目标。
_6] 本发明所提供的解决方案
[0017]为了补救现有技术的缺点，本发明，在其最广泛的含义里，涉及一种用于动态地控制由能量存储元件和可再生能源提供电力的一件电气设备的供电的方法，其中，所述一件设备的电源在可调节的参考时间曲线中是时间可变的，其特征在于，它包括如下步骤:根据至少一个外部因素和至少一个内部因素的调节，以及与消耗能量相对应的所述调节曲线的所考虑的操作循环上的积分低于在所考虑的操作循环期间可以从所述能量存储元件分配的能量的量的限制，其中，所述外部因素是由局部传感器获取的物理参数。
[0018]物理参数特别地是:
[0019]-温度；
[0020]-湿气；
[0021]-输出功率；
[0022]-灰尘或污染物结垢。
[0023]局部传感器包括:
[0024]-光电二极管类型的光电传感器；
[0025]-太阳能电池板；
[0026]-温度传感器，特别地温度传感器或热电偶；
[0027]-基于微束或石英天平的化学传感器。
[0028]这种传感器提供模拟电信号，其然后通过计算机进行本地数字化处理，用于确定用于控制光源的模型。
[0029]“操作循环”是指时间周期，在该时间周期期间，该设备被激活并通过主要由存储元件供电而提供服务。“操作循环”发生在两个周期之间，其间该电气设备通常(但不是必然地)去激活。“操作循环”通常(但不是必然地)不包括存储元件主要由可再生能源进行再充电的时间段。
[0030]如本专利中使用的“传感器”是指直接测量局部物理参数的部件，S卩，系统的紧邻中的一个，而未借助来自远程源的信息传输。特别地，接收天气信息的接收机、与TCP/IP、WiF1、WIMAX、蓝牙或因特网类型的交换方式相关联的无线通信系统或处理器在本专利意义上并不被认为是传感器。
[0031]根据第一另选实施方式，调节功能考虑所述能量存储元件的状态。
[0032]根据第二另选实施方式，调节功能考虑与由所述可再生能源接收到的能量的实际数量有关的至少一个因素。
[0033]调节功能优选地考虑在自主性的循环的数量的基础上确定的参数。
[0034]本发明还涉及一种电气系统，其包括:能量存储元件、可再生能源以及用于管理能量并控制一件电气设备的电力供应的电路，其特征在于，在至少一个外部因素和至少一个内部因素的基础上，所述控制电路根据可调节的参考时间曲线，控制所述一件设备的电源，以及所述调节曲线的所考虑的操作循环上的积分低于在所考虑的操作循环期间能够从所述能量存储元件分配的能量的量的限制。
[0035]根据一个实施方式，所述一件电气设备是LED照明电源模块，所述能量存储元件是电池，且所述可再生能源包括光伏电池。
[0036]根据第一另选实施方式，外部因素由能量-管理电子板确定，该能量-管理电子板包括:所述电池的温度传感器和电量表。
[0037]根据第二另选实施方式，外部因素由太阳辐照度确定，该太阳辐照度取决于所述系统的操作地点和位置的地理位置。
[0038]根据第三另选实施方式，外部因素由从先前的循环累积的能量确定。
[0039]本发明还提供了符合上述系统的电气系统的阵列，其包括:能量存储源的阵列和可再生能源的阵列、通信系统以及用于管理能量并控制电气设备的阵列的电源的电路。
[0040]这种控制电路在至少一个外部因素和至少一个内部因素的基础上，根据可调节的参考时间曲线，来控制所述一件设备的电源，以及所述调节曲线的所考虑的操作循环上的积分低于在所考虑的操作循环期间，能够从所述能量存储元件分配的能量的量的限制。
[0041]根据另选实施方式，通信系统由射频链路限定，以交换与各系统的局部状态有关的信息，检测在一个或多个照明点中的任何可能的缺陷，并使照明程序同步。
[0042]本发明还涉及一种用于检测在以下的两个尺度上的一个或更多个故障的方法:
[0043].根