一種集群電梯再生電能直流微電網調度節能裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電梯節能裝置及方法，特別是涉及集群電梯/電梯群再生電能利用的節能裝置及方法。
【背景技術】
[0002]現有的建筑配電系統中，在考慮電梯的時候，僅僅是將電梯作為負載來進行使用的，為充分考慮由于電梯設備的電機工作于不同狀態時，實際也會表現為電源性，而且這部分的能量是很充足的。由于電網限制，技術設計缺陷等原因，通常工程上將此能量僅僅是浪費掉。
[0003]電梯的節能方案從不同角度取得了進展。電梯的四象限運行，如圖1所示。向上運行含3個工作狀態:電動、發電減速及正向回饋制動。向下運行也含3個工作狀態:電動、發電減速及正向回饋制動。
[0004](I)正向運行電動狀態特征:工作在第一象限，如A點。轉速與轉矩與參考正方向一致。能量從電網傳向電動機，電動機作正功。
[0005](2)正向減速發電制動狀態特征:工作在第二象限，如B點。轉速與參考正方向一致，電磁轉矩可能為負(發電)。
[0006](3)正向運行回饋發電狀態特征:工作在第二象限，如B點。轉速與參考正方向一致，電磁轉矩恒為負，為穩定發電狀態。三、四象限與一、二象限類似。電梯的四個象限運行中，二、四象限各有一個穩態發電狀態。
[0007]而且從電梯的運行周期來說，重載下行，和輕載上行都是發電狀態；其余的輕載下行和重載上行，才是耗電狀態。
[0008]變頻調速電梯的逆變主電路如圖2所示。該逆變器由三相全橋整流、電容濾波及逆變三部分組成。當電梯處于發電狀態時，發出的三相交流電通過逆變器中的反向二極管橋式整流向電容C充電。電梯檢測到電壓仏升高時開啟開關管V。，使電流通過電阻R。、開關管V。流向負極。這一過程中電能在電阻R。上能耗掉，否則電容C將被栗升壓擊穿。
[0009]目前，處理電梯再生電能的方法，一是制動單元或制動電阻發熱，將這部分能量消耗在電阻上浪費掉；二是再生電能回饋電網，把電梯系統存儲的機械能重新轉化為符合電網并網要求的交流電能回饋電網，供其他用電設備使用；三是將再生電能存儲起來，供電梯或其他設備再次利用。
[0010](I)制動單元或制動電阻發熱
[0011]目前98%以上的電梯采用再生電阻發熱的方式來消耗電容中存儲的直流電能。再生電阻外掛在直流母線回路上，當直流母線回路的電壓超過預先設定的值時，將再生電阻接入直流母線回路，電容中存儲的直流電能通過再生電阻發熱的方式而被消耗，直至直流母線回路的電壓低于預先設定值。該方式本身造成了能源浪費，還使機房溫度升高，機房還需安裝散熱裝置，造成了能源二次浪費。
[0012](2)再生電能回饋電網
[0013]電梯電能回饋將電容C中儲存的直流電能轉化成交流電回饋電網，具有明顯的節電效果。同時，由于無電阻發熱元件，機房溫度下降，可以節省機房空調和降溫設備的耗電量。電梯再生電能作為一種分布式能源，具有隨機性和間歇性的特點，會對電網的供電品質造成一定程度的沖擊；而且，電梯再生電能并于建筑配電網上運行，將可能改變傳統建筑配電系統單向潮流的特點；此外，專利201420286869.2將多臺電梯直流母線并聯，共用/共享一個電能回饋裝置，減少了施工量并降低了成本。總體看，電能回饋電網類技術方案，技術雖已成熟，但推廣應用并不多。
[0014](3)再生電能儲能及共用直流母線方法
[0015]將電梯再生電能存儲，然后直接供電梯或其他直流設備再次利用(如專利201010251559.9)，該方法較再生電能回饋電網方法，可避免逆變環節，利用效率更高，技術優勢明顯；但該方法，要將電梯再生電能全部存儲，其充放電電流大、速度較快，傳統蓄電池難以作為儲能裝置，需要超級電容等能夠快速充放電的儲能裝置(如專利201020607246.2)，而超級電容成本高昂。可見，該方法雖有技術優勢，但成本較高、用戶難以接受，市場鮮有該類產品應用。
[0016]此外，專利200910071820.9公開了一種電梯群節能裝置，其利用直流母線將多部電梯共用一個儲能組件，來降低儲能裝置的成本；專利200420110175.X和專利201420219696.2公開了多臺電梯共用直流母線的節能裝置，不設置儲能裝置，更加降低了成本。可見，該類技術是電梯節能技術的發展趨勢之一。
【實用新型內容】
[0017]本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種集群電梯再生電能直流微電網調度節能裝置，實現集群電梯(2臺/部及2臺/部以上)節能，擴展智能建筑直流微電網系統，靈活接入電動車充電等直流負載。
[0018]1、實現集群電梯節能。
[0019]我國建筑中電梯已經大量應用，占全球電梯銷售市場的80%左右，而在大型(超高層)建筑中電梯電耗占10-15%左右，利用直流微電網對電梯再生電能進行調度，可以實現低成本電梯系統節能。
[0020]2、擴展智能建筑直流微電網系統。
[0021]目前研究中的智能建筑直流微電網，從電源看，還僅僅是考慮分布式發電，如建筑光伏BIPV等；從負載看，家電需要改造為直流的，電動車直流充電是發展趨勢。而電梯作為特殊的裝置，其既是負載又是電源，電源和負載比較平衡/匹配，因此可以直接構建直流微網，可作為智能建筑直流微電網系統的子網。
[0022]3、靈活接入電動車充電等直流負載。
[0023]將電動車充電粧融入直流微電網，充分將能量提取和存儲靈活化，而且在直流微電網過程中，直流能量的直接存儲，減少了整流的轉換過程，提高了利用效率。
[0024]為解決上述技術問題，本實用新型采取了以下技術方案:
[0025]—種集群電梯再生電能直流微電網調度節能裝置，其特征是，將智能建筑中的多部電梯的變頻器中間直流環節的電壓正負兩端分別并聯，構建一直流微電網，直流微電網通過電能回饋模塊與電網相連接；
[0026]將智能建筑內的電梯所產生的再生電能通過直流微電網調度到用電的電梯，作為其電機運行的電源，多余電能通過電能回饋模塊回饋電網。
[0027]所述電梯為變頻調速電梯。
[0028]驅動所述電梯運行的電機包括異步電機和永磁同步電機。
[0029]所述直流微電網為并網型的直流微電網，直流微電網從作為電源的電梯獲取電能，通過直流微電網調度到作為負載的電梯，并將多余電能回饋電網。
[0030]所述直流微電網根據電壓變化采用滯環控制方式控制所述電能回饋模塊的啟停。
[0031]所述電能回饋模塊啟停的電壓取值范圍在所述直流微電網的電壓范圍以內。
[0032]所述直流微電網連接的負載還包括接入智能建筑中的直流負載；所述直流微電網連接的電源還包括建筑光伏一體化發電系統和/或燃料電池發電分布式發電電源。
[0033]—種集群電梯再生電能直流微電網調度節能方法，其特征是，將智能建筑中的多部電梯的變頻器中間直流環節的電壓正負兩端分別并聯，構建一直流微電網，直流微電網通過電能回饋模塊與電網相連接；
[0034]將智能建筑內的電梯所產生的再生電能通過直流微電網調度到用電的電梯，作為其電機運行的電源，多余電能