[发明专利]一种起重机组能量回收利用系统及控制方法

说明书

一种起重机组能量回收利用系统及控制方法，方法通过对储能电池的电能中值、电网用电量峰值、双向逆变器能量双向流动时效率，起重机组下降时变频器回流发电功率之和，起重机组上升时变频器输入功率之和，起重机回收功率之和，储能电池额定充电功率的参数进行数据融合分析后控制储能电池和双向逆变器连接开关的开通和关断，并约束电能分配，实现起重机组能量回收与循环利用，并设计了该方法所对应的一种基本的起重机组系统结构。

技术领域

本发明涉及起重机领域，尤其涉及一种起重机组能量回收与循环利用系统及智能控制算法。

背景技术

现在港口，建筑工地等场合一般都配有多台起重机，当某台起重机下降时，会把重力势能变为电能，驱动电机此时处于发电运行状态，有效回收这部分电能有利于提高起重机的节能效果。目前采取的方法主要有两种：一种是把起重机的发电的电能回馈到电网；另外一种是把电能储存到储能电池中去，起重机进行起重作业时优先使用储能电池中的电能。第一种方法由于起重机通过变频器进行回流，对电网的冲击比较大，也会给电网带来额外的污染；第二种方法会导致储能电池反复进行充放电操作，影响储能电池的寿命。

对配有多台起重机的场合，有效利用起重机下行发电对其它上行起重机充电，可以有效减少储能电池的充放电次数，有利于提高电池使用寿命，有效合理分配起重机回收电能对电网也可以起到消峰填谷的作用。

发明内容

本发明公开一种起重机组能量回收利用系统及控制方法，该发明应用于电网中集中装备的多台起重机频繁工作的场合，当某台起重机下降发电时，通过连接在起重机变频器直流母线电容上的双向DC/DC模块把电能输送到正在需要消耗电能处于上升阶段的起重机驱动电机变频器的输入端的直流母线上去，如果此时没有起重机在做上行运动，则多于电能储存在储能电池或回馈到电网中。

本发明设计的一种起重机组能量回收与循环利用系统，其特征在于：每台起重机驱动前级与市电连接整流单元模块，把三相交流市电整流为直流电；整流单元模块后级连接直流母线电容；直流母线电容后面接入变频器把直流电逆变为设定频率的交流电，再连接对应的起重机驱动电机；每台起重机直流母线电容上也连接一个能量可以双向流动的DC/DC模块，DC/DC模块输出端连接公共的储能电池；直流母线电容上也连接开关及一个发热功率电阻。

一种起重机组能量回收利用控制方法，其特征在于：

步骤1：设定储能电池的电能中值、电网用电量峰值、双向逆变器能量双向流动时效率η₀；

步骤2：计算起重机组下降时变频器回流发电功率之和为∑P_r，起重机组上升时变频器输入功率之和为∑P_o；

步骤3：将判断电网当前用电量T是否大于等于电网用电量峰值T_f，以及储能电池当前储存的电能E_NOW是否大于等于设定的电能中值E_MED，和起重机回收功率之和∑η₁P_r是否大于等于变频器输入功率之和∑P_o，上述3种判断的真假结果组成8种处理分支，8种处理分支的选择条件表见表1；

表1：8种处理分支的选择条件表