基于电力大数据的路灯照明控制方法与流程

1.本发明涉及公共照明管理的技术领域，特别涉及基于电力大数据的路灯照明控制方法。


背景技术：

2.路灯照明是公共照明的一个重要组成部分，路灯照明通常是在相应的照明片区内设置相应的输电变压基站，利用输电变压基站对片区内所有路灯进行集中供电。现有的路灯照明都会设置定时开关功能，即在相应时间点才会开启和关闭路灯，从而实现路灯的节能照明。但是上述路灯照明控制方式仅仅对路灯进行工作时间长短的控制，其并未根据片区对应的输电变压基站的历史电力大数据对路灯进行供电模式和照明模式进行准确的调整控制，从而无法保证片区内输电变压基站向路灯持续稳定输电，以及提高路灯的照明效率和节能性。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的缺陷，本发明提供基于电力大数据的路灯照明控制方法，其根据户外照明片区的所有路灯的历史用电状态数据，确定户外照明片区的照明用电高峰时段；采集所有路灯在照明用电高峰时段的实时用电数据，并结合户外照明片区对应的输电变压基站的输电负荷，判断是否需要切换对户外照明片区的路灯的供电模式；当不需要切换供电模式，则根据每个路灯所处区域的外界环境状态信息，调整路灯的照明状态；当需要切换供电模式，则根据每个路灯自身的历史用电状态数据，确定需要进行供电模式切换的至少一个路灯，再对相应路灯进行供电电源的切换，其以户外照明片区的所有路灯的历史用电状态数据为基础，确定路灯的照明用电高峰时段及其对应的实时用电数据，继而判断是否需要对路灯进行供电电源切换；并在不需要进行供电电源切换的情况下，调整路灯的照明状态，从而对路灯的供电模式和照明模式进行准确的调整控制，保证片区内输电变压基站向路灯持续稳定输电，以及提高路灯的照明效率和节能性。
4.本发明提供基于电力大数据的路灯照明控制方法，其包括如下步骤；
5.步骤s1，获取户外照明片区的所有路灯的历史用电状态数据，对所述历史用电状态数据进行分析处理，确定所述户外照明片区的路灯用电峰值变化信息；根据所述路灯峰值用电变化信息，确定所述户外照明片区的照明用电高峰时段；
6.步骤s2，采集所有路灯在所述照明用电高峰时段的实时用电数据，以此确定所述户外照明片区的实际照明用电负荷信息；根据所述实际照明用电负荷信息和所述户外照明片区对应的输电变压基站的输电负荷，判断是否需要切换对所述户外照明片区的路灯的供电模式；
7.步骤s3，若不需要切换供电模式，则根据每个路灯所处区域的外界环境状态信息，调整所述路灯的照明状态；
8.步骤s4，若需要切换供电模式，则根据每个路灯自身的历史用电状态数据，确定需
要进行供电模式切换的至少一个路灯；再对上述确定的至少一个路灯进行供电电源的切换。
9.进一步，在所述步骤s1中，获取户外照明片区的所有路灯的历史用电状态数据，对所述历史用电状态数据进行分析处理，确定所述户外照明片区的路灯用电峰值变化信息具体包括：
10.获取户外照明片区对应的输电变压基站在完整历史照明周期内对所有路灯的历史输电电压数据和历史输电电流数据，以及每个路灯各自的历史用电持续时长数据；
11.根据所述历史输电电压数据和所述历史输电电流数据，确定所有路灯在所述完整历史照明周期内的总用电量变化信息；再从所述总用电量变化信息中筛选出其中存在的所有总用电量峰值点。
12.进一步，在所述步骤s1中，根据所述路灯峰值用电变化信息，确定所述户外照明片区的照明用电高峰时段具体包括：
13.若所述总用电量峰值点对应的总用电量值大于或等于预设电量阈值，则将所述总用电量峰值点确定为总用电量高峰点，并以所述总用电量高峰点对应的时刻点为基准，向前以及向后延伸预设时间段范围，以此作为所述户外照明片区的照明用电高峰时段。
14.进一步，在所述步骤s2中，采集所有路灯在所述照明用电高峰时段的实时用电数据，以此确定所述户外照明片区的实际照明用电负荷信息具体包括：
15.采集每个路灯在所述照明用电高峰时段的实时用电量，以此确定所有路灯在所述照明用电高峰时段的总实时用电量；
16.根据所述实时用电电量，确定所述户外照明片区的实际照明用电负荷值。
17.进一步，在所述步骤s2中，根据所述实际照明用电负荷信息和所述户外照明片区对应的输电变压基站的输电负荷，判断是否需要切换对所述户外照明片区的路灯的供电模式具体包括：
18.若所述户外照明片区的实际照明用电负荷值是否超过所述户外照明片区对应的输电变压基站的最大输电负荷值的预设百分比；若是，则判断需要切换对所述户外照明片区的路灯的供电模式；若否，则判断不需要切换对所述户外照明片区的路灯的供电模式。
19.进一步，在所述步骤s3中，若不需要切换供电模式，则根据每个路灯所处区域的外界环境状态信息，调整所述路灯的照明状态具体包括：
20.若不需要切换对所述户外照明片区的路灯的供电模式，则获取每个路灯所处区域的外界环境照度值以及每个路灯所处位置附近预设范围内的平均人员流动数量；
21.若所述外界环境照度值大于或等于预设照度阈值，或者所述平均人员流动数量小于或等于预设数量阈值，则指示所述路灯保持当前照明状态不变；否则，获取所述路灯与其紧邻的路灯各自在地面上的照明区域范围；
22.若所述路灯与其紧邻的路灯各自在地面上的照明区域范围相互紧接或重叠，则指示所述路灯保持当前照明状态不变；
23.若所述路灯与其紧邻的路灯各自在地面上的照明区域范围未相互紧接或未重叠，则指示所述路灯增大自身的照明亮度和增大自身的照明面积。
24.进一步，在所述步骤s3中，所述路灯增大自身的照明面积是根据所述路灯与其紧邻的路灯的位置情况以及当前各自在地面上的照明区域面积来实现的，所述路灯增大自身
的照明亮度是根据所述路灯照明区域面积的增大程度来实现的，其过程为：
25.步骤s301，利用下面公式(1)，根据所述路灯与其紧邻的路灯的位置情况，得到以所述路灯为顶点的顶角值，
[0026][0027]
在上述公式(1)中，θ表示以所述路灯为顶点的顶角角度值；l[q(1),q0]表示所述路灯与紧邻即距离最近的路灯之间的距离值；l[q(2),q0]表示所述路灯与紧邻即距离第二近的路灯之间的距离值；l[q(1),q(2)]表示所述路灯距离最近的路灯与所述路灯距离第二近的路灯之间的距离值；
[0028]
步骤s302，利用下面公式(2)，根据所述路灯与其紧邻的路灯当前各自在地面上的照明区域面积以及以所述路灯为顶点的顶角值，控制所述路灯增大照明区域面积后的照明区域面积，
[0029][0030]
在上述公式(2)中，m表示所述路灯的控制照明区域面积；m0表示所述路灯的在未增大照明区域面积前的照明区域面积值；m(1)表示所述路灯距离最近的路灯在地面上的照明区域面积值；m(2)表示所述路灯距离第二最接近的路灯在地面上的照明区域面积值；max{,}表示求取括号内逗号左右两端的数值最大值；此时将所述路灯在地面上的照明区域面积设定为m；
[0031]
步骤s303，利用下面公式(3)，根据所述路灯照明区域面积的增大程度，控制所述路灯自身增大的照明亮度，
[0032][0033]
在上述公式(3)中，δe表示所述路灯自身增大的照明亮度值；e0表示预设单位亮度值；l0表示预设单位距离值；此时将所述路灯的照明亮度增加δe。
[0034]
进一步，在所述步骤s4中，若需要切换供电模式，则根据每个路灯自身的历史用电状态数据，确定需要进行供电模式切换的至少一个路灯具体包括：
[0035]
若需要切换对所述户外照明片区的路灯的供电模式，则从所述历史用电状态数据中提取得到每个路灯各自的历史用电持续时长；若所述历史用电持续时长大于或等于预设时间长度阈值，则将对应的路灯确定为需要进行供电模式切换的路灯。
[0036]
进一步，在所述步骤s4中，对上述确定的至少一个路灯进行供电电源的切换具体包括：
[0037]
获取上述确定需要进行供电模式切换的路灯对应连接的后备直流电源的实时电量值；若所述实时电量值大于或等于预设电量阈值，则将上述确定需要进行供电模式切换的路灯从当前市电供电模式切换至后备直流电源供电模式；若所述实时电量值小于预设电量阈值，则根据所述后备直流电源的充电速率，对所述路灯设定相应的供电模式切换延时时间段，当经过所述供电模式切换延时时间段后，在将所述路灯从当前市电供电模式切换至后备直流电源供电模式。
[0038]
相比于现有技术，该基于电力大数据的路灯照明控制方法根据户外照明片区的所有路灯的历史用电状态数据，确定户外照明片区的照明用电高峰时段；采集所有路灯在照明用电高峰时段的实时用电数据，并结合户外照明片区对应的输电变压基站的输电负荷，判断是否需要切换对户外照明片区的路灯的供电模式；当不需要切换供电模式，则根据每个路灯所处区域的外界环境状态信息，调整路灯的照明状态；当需要切换供电模式，则根据每个路灯自身的历史用电状态数据，确定需要进行供电模式切换的至少一个路灯，再对相应路灯进行供电电源的切换，其以户外照明片区的所有路灯的历史用电状态数据为基础，确定路灯的照明用电高峰时段及其对应的实时用电数据，继而判断是否需要对路灯进行供电电源切换；并在不需要进行供电电源切换的情况下，调整路灯的照明状态，从而对路灯的供电模式和照明模式进行准确的调整控制，保证片区内输电变压基站向路灯持续稳定输电，以及提高路灯的照明效率和节能性。
[0039]
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0040]
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0041]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0042]
图1为本发明提供的基于电力大数据的路灯照明控制方法的流程示意图。
具体实施方式
[0043]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0044]
参阅图1，为本发明实施例提供的基于电力大数据的路灯照明控制方法的流程示意图。该基于电力大数据的路灯照明控制方法包括如下步骤；
[0045]
步骤s1，获取户外照明片区的所有路灯的历史用电状态数据，对该历史用电状态数据进行分析处理，确定该户外照明片区的路灯用电峰值变化信息；根据该路灯峰值用电变化信息，确定该户外照明片区的照明用电高峰时段；
[0046]
步骤s2，采集所有路灯在该照明用电高峰时段的实时用电数据，以此确定该户外照明片区的实际照明用电负荷信息；根据该实际照明用电负荷信息和该户外照明片区对应的输电变压基站的输电负荷，判断是否需要切换对该户外照明片区的路灯的供电模式；
[0047]
步骤s3，若不需要切换供电模式，则根据每个路灯所处区域的外界环境状态信息，调整该路灯的照明状态；
[0048]
步骤s4，若需要切换供电模式，则根据每个路灯自身的历史用电状态数据，确定需
要进行供电模式切换的至少一个路灯；再对上述确定的至少一个路灯进行供电电源的切换。
[0049]
上述技术方案的有益效果为：该基于电力大数据的路灯照明控制方法根据户外照明片区的所有路灯的历史用电状态数据，确定户外照明片区的照明用电高峰时段；采集所有路灯在照明用电高峰时段的实时用电数据，并结合户外照明片区对应的输电变压基站的输电负荷，判断是否需要切换对户外照明片区的路灯的供电模式；当不需要切换供电模式，则根据每个路灯所处区域的外界环境状态信息，调整路灯的照明状态；当需要切换供电模式，则根据每个路灯自身的历史用电状态数据，确定需要进行供电模式切换的至少一个路灯，再对相应路灯进行供电电源的切换，其以户外照明片区的所有路灯的历史用电状态数据为基础，确定路灯的照明用电高峰时段及其对应的实时用电数据，继而判断是否需要对路灯进行供电电源切换；并在不需要进行供电电源切换的情况下，调整路灯的照明状态，从而对路灯的供电模式和照明模式进行准确的调整控制，保证片区内输电变压基站向路灯持续稳定输电，以及提高路灯的照明效率和节能性。
[0050]
优选地，在该步骤s1中，获取户外照明片区的所有路灯的历史用电状态数据，对该历史用电状态数据进行分析处理，确定该户外照明片区的路灯用电峰值变化信息具体包括：
[0051]
获取户外照明片区对应的输电变压基站在完整历史照明周期内对所有路灯的历史输电电压数据和历史输电电流数据，以及每个路灯各自的历史用电持续时长数据；
[0052]
根据该历史输电电压数据和该历史输电电流数据，确定所有路灯在该完整历史照明周期内的总用电量变化信息；再从该总用电量变化信息中筛选出其中存在的所有总用电量峰值点。
[0053]
上述技术方案的有益效果为：每个户外照明片区都会设置专用的输电变压基站，该输电变压基站专门对片区内的所有路灯进行供电，同时该输电变压基站自带的微计算机会记录输电变压基站在完整历史照明周期内对所有路灯的历史输电电压数据和历史输电电流数据；其中，该完整历史照明周期可为但不限于是一天24h、一周、或一个月。随后该微计算机会根据该历史输电电压数据和该历史输电电流数据，确定所有路灯在该完整历史照明周期内的总用电量变化信息，即所有路灯在该完整历史照明周期内的总用电量变化曲线，从而筛选出曲线存在的所有总用电量峰值点。
[0054]
优选地，在该步骤s1中，根据该路灯峰值用电变化信息，确定该户外照明片区的照明用电高峰时段具体包括：
[0055]
若该总用电量峰值点对应的总用电量值大于或等于预设电量阈值，则将该总用电量峰值点确定为总用电量高峰点，并以该总用电量高峰点对应的时刻点为基准，向前以及向后延伸预设时间段范围，以此作为该户外照明片区的照明用电高峰时段。
[0056]
上述技术方案的有益效果为：通过上述方式，以总用电量高峰点在完整历史照明周期内对应的时刻点为基准吗，向前以及向后延伸预设时间段范围，能够准确地确定户外照明片区的照明用电高峰时段。
[0057]
优选地，在该步骤s2中，采集所有路灯在该照明用电高峰时段的实时用电数据，以此确定该户外照明片区的实际照明用电负荷信息具体包括：
[0058]
采集每个路灯在该照明用电高峰时段的实时用电量，以此确定所有路灯在该照明
用电高峰时段的总实时用电量；
[0059]
根据该实时用电电量，确定该户外照明片区的实际照明用电负荷值。
[0060]
上述技术方案的有益效果为：通过上述方式，以照明用电高峰时段为基准，采集所有路灯在相应时段内的总实时用电量，便于量化确定户外照明片区在相应时段内的实际照明用电负荷值。
[0061]
优选地，在该步骤s2中，根据该实际照明用电负荷信息和该户外照明片区对应的输电变压基站的输电负荷，判断是否需要切换对该户外照明片区的路灯的供电模式具体包括：
[0062]
若该户外照明片区的实际照明用电负荷值是否超过该户外照明片区对应的输电变压基站的最大输电负荷值的预设百分比；若是，则判断需要切换对该户外照明片区的路灯的供电模式；若否，则判断不需要切换对该户外照明片区的路灯的供电模式。
[0063]
上述技术方案的有益效果为：通过上述方式，将户外照明片区的实际照明用电负荷值与户外照明片区对应的输电变压基站的最大输电负荷值的预设百分比进行比对，若户外照明片区的实际照明用电负荷值是否超过户外照明片区对应的输电变压基站的最大输电负荷值的预设百分比(该预设百分比可为但不限于是90％或80％等)，则表明户外照明片区当前时间段的实际照明用电负荷值已经接近输电变压基站的输电负荷极限，此时需要将至少部分路灯切换至其他供电模式，避免输电变压基站长期处于输电负荷极限状态而产生不可逆的损坏。
[0064]
优选地，在该步骤s3中，若不需要切换供电模式，则根据每个路灯所处区域的外界环境状态信息，调整该路灯的照明状态具体包括：
[0065]
若不需要切换对该户外照明片区的路灯的供电模式，则获取每个路灯所处区域的外界环境照度值以及每个路灯所处位置附近预设范围内的平均人员流动数量；
[0066]
若该外界环境照度值大于或等于预设照度阈值，或者该平均人员流动数量小于或等于预设数量阈值，则指示该路灯保持当前照明状态不变；否则，获取该路灯与其紧邻的路灯各自在地面上的照明区域范围；
[0067]
若该路灯与其紧邻的路灯各自在地面上的照明区域范围相互紧接或重叠，则指示该路灯保持当前照明状态不变；
[0068]
若该路灯与其紧邻的路灯各自在地面上的照明区域范围未相互紧接或未重叠，则指示该路灯增大自身的照明亮度和增大自身的照明面积。
[0069]
上述技术方案的有益效果为：通过上述方式，在不需要切换对户外照明片区的路灯的供电模式时，以每个路灯所处区域的外界环境照度值，每个路灯所处位置附近预设范围内的平均人员流动数量，以及路灯与其紧邻的路灯各自在地面上的照明区域范围相互之间的位置关系为基准，对路灯的照明亮度或路灯在地面的照明覆盖面积进行调整，能够实现路灯对外界环境的充分高效照明。
[0070]
优选地，在该步骤s3中，该路灯增大自身的照明面积是根据该路灯与其紧邻的路灯的位置情况以及当前各自在地面上的照明区域面积来实现的，该路灯增大自身的照明亮度是根据该路灯照明区域面积的增大程度来实现的，其过程为：
[0071]
步骤s301，利用下面公式(1)，根据该路灯与其紧邻的路灯的位置情况，得到以该路灯为顶点的顶角值，
[0072][0073]
在上述公式(1)中，θ表示以该路灯为顶点的顶角角度值；l[q(1),q0]表示该路灯与紧邻即距离最近的路灯之间的距离值；l[q(2),q0]表示该路灯与紧邻即距离第二近的路灯之间的距离值；l[q(1),q(2)]表示该路灯距离最近的路灯与该路灯距离第二近的路灯之间的距离值；
[0074]
步骤s302，利用下面公式(2)，根据该路灯与其紧邻的路灯当前各自在地面上的照明区域面积以及以该路灯为顶点的顶角值，控制该路灯增大照明区域面积后的照明区域面积，
[0075][0076]
在上述公式(2)中，m表示该路灯的控制照明区域面积；m0表示该路灯的在未增大照明区域面积前的照明区域面积值；m(1)表示该路灯距离最近的路灯在地面上的照明区域面积值；m(2)表示该路灯距离第二最接近的路灯在地面上的照明区域面积值；max{,}表示求取括号内逗号左右两端的数值最大值；此时将该路灯在地面上的照明区域面积设定为m；
[0077]
步骤s303，利用下面公式(3)，根据该路灯照明区域面积的增大程度，控制该路灯自身增大的照明亮度，
[0078][0079]
在上述公式(3)中，δe表示该路灯自身增大的照明亮度值；e0表示预设单位亮度值；l0表示预设单位距离值；此时将该路灯的照明亮度增加δe。
[0080]
上述技术方案的有益效果为：利用上述公式(1)，根据该路灯与其紧邻的路灯的位置情况，得到以该路灯为顶点的顶角值，从而知晓路灯当前的位置状态，方便后续根据不同的位置状态控制其照明区域面积和照明亮度；然后利用上述公式(2)，根据该路灯与其紧邻的路灯当前各自在地面上的照明区域面积以及以该路灯为顶点的顶角值，控制该路灯增大照明区域面积后的照明区域面积，从而在满足照明区域可以和紧邻的路灯相互紧接的状态下，再根据路灯当前的位置状态增加部分的照明区域重叠面积，提高照明效果，确保照明的可靠性；最后利用上述公式(3)，根据该路灯照明区域面积的增大程度，控制该路灯自身增大的照明亮度，从而根据照明区域的增加状态增加对应的照明亮度，确保亮度不影响照明的效果，保证装置照明的稳定性。
[0081]
优选地，在该步骤s4中，若需要切换供电模式，则根据每个路灯自身的历史用电状态数据，确定需要进行供电模式切换的至少一个路灯具体包括：
[0082]
若需要切换对该户外照明片区的路灯的供电模式，则从该历史用电状态数据中提取得到每个路灯各自的历史用电持续时长；若该历史用电持续时长大于或等于预设时间长度阈值，则将对应的路灯确定为需要进行供电模式切换的路灯。
[0083]
上述技术方案的有益效果为：通过上述方式，在需要切换对户外照明片区的路灯的供电模式时，选择历史用电持续时长较大的路灯作为切换对象，这样能够避免历史用电持续时长较大的路灯占用输电变压基站的较多供电负荷，降低输电变压基站的输电压力。
[0084]
优选地，在该步骤s4中，对上述确定的至少一个路灯进行供电电源的切换具体包括：
[0085]
获取上述确定需要进行供电模式切换的路灯对应连接的后备直流电源的实时电量值；若该实时电量值大于或等于预设电量阈值，则将上述确定需要进行供电模式切换的路灯从当前市电供电模式切换至后备直流电源供电模式；若该实时电量值小于预设电量阈值，则根据该后备直流电源的充电速率，对该路灯设定相应的供电模式切换延时时间段，当经过该供电模式切换延时时间段后，在将该路灯从当前市电供电模式切换至后备直流电源供电模式。
[0086]
上述技术方案的有益效果为：每个路灯都自带有包含太阳能电池的后备直流电源，当后备直流电源的实时电量值大于或等于预设电量阈值，表明后备直流电源有充足的电量用于路灯照明，此时将上述确定需要进行供电模式切换的路灯从当前市电供电模式切换至后备直流电源供电模式，能够即可降低输电变压基站的输电压力；当后备直流电源的实时电量值小于预设电量阈值，表明后备直流电源未有充足的电量用于路灯照明，此时需要等待后备直流电源进行预定时间长度的充电后才能进行供电模式切换，而当后备直流电源的充电速率越大，则对该路灯设定相应的供电模式切换延时时间段越小，反之，对该路灯设定相应的供电模式切换延时时间段越大，这样能够保证后备直流电源对路灯的持续稳定供电。
[0087]
从上述实施例的内容可知，该基于电力大数据的路灯照明控制方法根据户外照明片区的所有路灯的历史用电状态数据，确定户外照明片区的照明用电高峰时段；采集所有路灯在照明用电高峰时段的实时用电数据，并结合户外照明片区对应的输电变压基站的输电负荷，判断是否需要切换对户外照明片区的路灯的供电模式；当不需要切换供电模式，则根据每个路灯所处区域的外界环境状态信息，调整路灯的照明状态；当需要切换供电模式，则根据每个路灯自身的历史用电状态数据，确定需要进行供电模式切换的至少一个路灯，再对相应路灯进行供电电源的切换，其以户外照明片区的所有路灯的历史用电状态数据为基础，确定路灯的照明用电高峰时段及其对应的实时用电数据，继而判断是否需要对路灯进行供电电源切换；并在不需要进行供电电源切换的情况下，调整路灯的照明状态，从而对路灯的供电模式和照明模式进行准确的调整控制，保证片区内输电变压基站向路灯持续稳定输电，以及提高路灯的照明效率和节能性。
[0088]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。