引言

隨著可再生能源發(fā)電比例逐漸增高和大規(guī)模并網(wǎng)，引起的波動(dòng)性和隨機(jī)性等特征給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了極大的考驗(yàn)，向維持系統(tǒng)平衡的運(yùn)行儲(chǔ)備提出了更高的要求。在發(fā)光二極管（Light Emitting Diode, LED）燈具全面普及的今天，照明消耗已約占我國(guó)全部發(fā)電量的13%，且呈逐步增加的趨勢(shì)[1]。同時(shí)，隨著大型建筑的快速發(fā)展，地下車庫(kù)、商場(chǎng)等擁有大量照明燈具的大型室內(nèi)照明場(chǎng)所逐漸增多，這類大型室內(nèi)照明場(chǎng)所中的LED照明負(fù)荷有著可觀的控制容量，對(duì)其進(jìn)行合理的調(diào)光控制能夠有效提高LED燈具成為非旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)備的能力。

針對(duì)LED照明負(fù)荷作為運(yùn)行儲(chǔ)備和參與電力系統(tǒng)優(yōu)化的研究，文獻(xiàn)[2]采用效用理論和凸優(yōu)化方法評(píng)估了建筑照明系統(tǒng)成為運(yùn)行儲(chǔ)備的能力，證明了智能照明系統(tǒng)能夠響應(yīng)負(fù)荷請(qǐng)求并在參與需求響應(yīng)方面有巨大潛力。文獻(xiàn)[3-4]結(jié)合源-荷模型以及LED照明負(fù)荷的頻率特性，提出不同的系統(tǒng)優(yōu)化模型，在緩解供電需求的同時(shí)設(shè)計(jì)了分散式響應(yīng)策略。文獻(xiàn)[5]以商業(yè)用戶一日用電成本為目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)需求響應(yīng)的決策優(yōu)化模型指定負(fù)荷控制策略。上述文獻(xiàn)研究的控制策略適用于集中控制或分散控制，雖然控制效率較高，但由于節(jié)點(diǎn)數(shù)量龐大導(dǎo)致的計(jì)算量大、網(wǎng)絡(luò)壓力大等因素，容易對(duì)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成影響。對(duì)于可控負(fù)荷還有分布式控制的方式，節(jié)點(diǎn)間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，結(jié)合控制節(jié)點(diǎn)設(shè)定的目標(biāo)以及節(jié)點(diǎn)自身的算法進(jìn)行調(diào)節(jié)[6]。文獻(xiàn)[7]提出了一種分布式趨同控制方法，能夠調(diào)度聚合空調(diào)負(fù)荷參與配電網(wǎng)的電壓優(yōu)化。文獻(xiàn)[8]使用了一種分層控制的分布式控制方式調(diào)控多組聚合器的負(fù)載，以穩(wěn)定配電網(wǎng)中的電壓。與集中式控制相比，分布式控制雖然耗時(shí)較長(zhǎng)，但有更靈活、更穩(wěn)定和易于拓展的優(yōu)點(diǎn)，更適合應(yīng)用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的多智能體場(chǎng)景[9-11]。

本文提出一種結(jié)合藍(lán)牙Mesh分布式控制和平均一致性算法的智慧照明系統(tǒng)，并自主完成該系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)和研發(fā)。建立了大型室內(nèi)照明場(chǎng)所中室內(nèi)LED照明模型，以用戶舒適度和功率儲(chǔ)備作為目標(biāo)，將平均一致性算法應(yīng)用到大批量燈具的調(diào)光控制中，實(shí)現(xiàn)了在完成運(yùn)行儲(chǔ)備的同時(shí)所有燈具亮度均勻讓用戶舒適度達(dá)到一致的功能。并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明本文提出的系統(tǒng)可以滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

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作者信息：

劉永欣1，崔佳冬1，何登強(qiáng)1，2，張俊杰1，2

（1.杭州電子科技大學(xué) 新型電子器件與應(yīng)用研究所，浙江 杭州 310018；2.永馨智慧科技（杭州）有限公司，浙江 杭州 311100）