CN106300403B - 一种吊机的能量控制方法及控制装置 - Google Patents

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    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means

Abstract

本发明公开了一种吊机的能量控制方法及控制装置，属于能量回馈控制技术领域。该控制方法包括实时监测直流母线上的电压、快速充电储能装置的电压，通过实时监测直流母线上的电压、快速充电储能装置的电压，当直流母线上的电压大于或等于快速充电储能装置的电压时，将快速充电储能装置与直流母线连接，对快速充电储能装置进行充电，当直流母线上的电压小于快速充电储能装置的电压时，将快速充电储能装置与直流母线连接，快速充电储能装置进行放电，此时将一套慢速放电储能装置与快速充电储能装置连接以对该慢速放电储能装置进行充电，同时另一套慢速放电储能装置向用电设备供电，从而避免了慢速放电储能装置一边充电一边放电而导致寿命缩短的问题。

Description

一种吊机的能量控制方法及控制装置
技术领域
本发明涉及能量回馈控制技术领域，特别涉及一种吊机的能量控制方法及控制装置。
背景技术
在能源形式日趋严峻的今天，节能减排已经成为社会和企业共同关注的话题。因为它不仅能够减少生产生活中的能源损耗，减轻环境的负担，而且能够增加企业的经济效益。吊机作为在生产生活中应用十分普遍，且能耗大的机械装置，节能减排是势在必行。
吊机在制动过程中，电机会将机械能转化为电能。目前有一种通过在直流母线上连接快速充电储能装置(例如超级电容)的方法，通过快速充电储能装置将这部分电能储存，并在吊机处于非制动状态时放电，将储存的电能提供给吊机的电机使用或是提供给其他用电设备(例如照明设备等)使用。由于通常的快速充电储能装置的充电速度很快，但是无法长时间储存电能，因此也同时会设置充电速度慢但可以长时间储存电能的慢速放电储能装置(例如蓄电池)，通过快速充电储能装置将一部分电能提供给慢速放电储能装置，由慢速放电储能装置储存电能，慢速放电储能装置则可以将电能提供给用电设备使用，但是由于快速充电储能装置会连续进行充电和放电，这使得慢速放电储能装置常常会处于一个边充电边放电的状态，会极大的缩短慢速放电储能装置的寿命。
发明内容
为了解决吊机中慢速放电储能装置的寿命短的问题，本发明实施例提供了一种吊机的能量控制方法及控制装置。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种吊机的能量控制方法，所述控制方法用于控制吊机中的快速充电储能装置和至少两个慢速放电储能装置工作，所述快速充电储能装置用于存储所述吊机的制动电能，所述至少两个慢速放电储能装置用于存储所述快速充电储能装置释放的电能，所述控制方法包括：
在所述吊机工作过程中，实时监测直流母线上的电压值Ua、所述快速充电储能装置两端的电压值Ub；
当所述直流母线上的电压值Ua大于或等于所述快速充电储能装置两端的电压值Ub时，将所述快速充电储能装置与所述直流母线电连接，将所述快速充电储能装置与各个所述慢速放电储能装置断开；
当所述直流母线上的电压值Ua小于所述快速充电储能装置两端的电压值Ub时，将所述快速充电储能装置与所述直流母线电连接，将所述至少两套慢速放电储能装置中的一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接，将所述至少两套慢速放电储能装置中的另一套慢速放电储能装置与用电设备电连接。
优选时，所述将所述至少两套慢速放电储能装置中的一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接，包括：
在所述吊机工作过程中，实时监测所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1和所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2；
当所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于所述一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10，所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2等于所述另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20时，将所述一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接；
当所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于所述另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20，所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1等于所述一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10时，将所述另一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接；
当所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于所述一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10，且所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于所述另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20时，将所述一套慢速放电储能装置和所述另一套慢速放电储能装置中的任意一个与所述快速充电储能装置电连接。
进一步地，在将所述一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接之后，所述控制方法还包括：
当所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于或等于所述另一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc2x时，将所述另一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接，并将所述另一套慢速放电储能装置与所述用电设备断开，将所述一套慢速放电储能装置与所述用电设备电连接，并将所述一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置断开；
在将所述另一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接之后，所述控制方法还包括：
当所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于或等于所述一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc1x时，将所述一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接，并将所述一套慢速放电储能装置与所述用电设备断开，将所述另一套慢速放电储能装置与所述用电设备电连接，并将所述另一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置断开。
可选地，当所述至少两套慢速放电储能装置中的每一套慢速放电储能装置两端的电压值都小于或等于对应的所述慢速放电储能装置的设定电压值时，将所述用电设备与供电线路连接。
优选地，当所述直流母线上的电压Ua达到所述快速充电储能装置的最大设定电压值Ub0时，断开所述快速充电储能装置与所述直流母线的电连接，将耗能电阻与所述直流母线电连接，当所述直流母线上的电压Ua降低到所述快速充电储能装置的最大设定电压值Ub0以下时，重新将所述快速充电储能装置与所述直流母线电连接，并将所述耗能电阻与所述直流母线断开。
另一方面，本发明实施例还提供了一种吊机的能量控制装置，所述控制装置用于控制吊机中的快速充电储能装置和至少两个慢速放电储能装置工作，所述快速充电储能装置用于存储所述吊机的制动电能，所述至少两个慢速放电储能装置用于存储所述快速充电储能装置释放的电能，其特征在于，所述控制装置包括：
电压监测模块，用于在所述吊机工作过程中，实时监测直流母线上的电压值Ua、所述快速充电储能装置两端的电压值Ub；
电压比较模块，用于比较所述直流母线上的电压值Ua和所述快速充电储能装置两端的电压值Ub的大小；
控制模块，用于当所述直流母线上的电压值Ua大于或等于所述快速充电储能装置两端的电压值Ub时，将所述快速充电储能装置与所述直流母线电连接，将所述快速充电储能装置与各个所述慢速放电储能装置断开；
当所述直流母线上的电压值Ua小于所述快速充电储能装置两端的电压值Ub时，将所述快速充电储能装置与所述直流母线电连接，将所述至少两套慢速放电储能装置中的一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接，将所述至少两套慢速放电储能装置中的另一套慢速放电储能装置与用电设备电连接。
优选地，所述电压监测模块还用于在所述吊机工作过程中，实时监测所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1和所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2；
所述电压比较模块还用于比较所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1和所述一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10的大小，比较所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2和所述另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20的大小；
所述控制模块还用于当所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于所述一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10，所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2等于所述另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20时，将所述一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接；
当所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于所述另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20，所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1等于所述一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10时，将所述另一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接；
当所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于所述一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10，且所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于所述另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20时，将所述一套慢速放电储能装置和所述另一套慢速放电储能装置中的任意一个与所述快速充电储能装置电连接。
可选地，所述电压比较模块还用于比较所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1和所述一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc1x的大小，比较所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2和所述另一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc2x的大小；
所述控制模块还用于在将所述一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接之后，当所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于或等于所述另一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc2x时，将所述另一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接，并将所述另一套慢速放电储能装置与所述用电设备断开，将所述一套慢速放电储能装置与所述用电设备电连接，并将所述一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置断开；
在将所述另一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接之后，当所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于或等于所述一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc1x时，将所述一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接，并将所述一套慢速放电储能装置与所述用电设备断开，将所述另一套慢速放电储能装置与所述用电设备电连接，并将所述另一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置断开。
优选地，所述控制模块还用于当所述至少两套慢速放电储能装置中的每一套慢速放电储能装置两端的电压值都小于或等于对应的所述慢速放电储能装置的设定电压值时，将所述用电设备与供电线路连接。
优选地，所述控制模块还用于当所述直流母线上的电压Ua达到所述快速充电储能装置的最大设定电压值Ub0时，断开所述快速充电储能装置与所述直流母线的电连接，将耗能电阻与所述直流母线电连接，当所述直流母线上的电压Ua降低到所述快速充电储能装置的最大设定电压值Ub0以下时，重新将所述快速充电储能装置与所述直流母线电连接，并将所述耗能电阻与所述直流母线断开。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在吊机工作过程中，实时监测直流母线上的电压值Ua、快速充电储能装置两端的电压值Ub，当直流母线上的电压值Ua大于或等于快速充电储能装置两端的电压值Ub时，将快速充电储能装置与直流母线电连接，对快速充电储能装置进行充电，当直流母线上的电压值Ua小于快速充电储能装置两端的电压值Ub时，将快速充电储能装置与直流母线电连接，快速充电储能装置进行放电，此时将一套慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，以对一套慢速放电储能装置进行充电，同时通过另一套慢速放电储能装置向用电设备供电，从而避免了慢速放电储能装置一边充电一边放电而导致寿命缩短的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
图1是一种现有吊机的电路结构简图；
图2是本发明实施例提供的一种吊机的能量控制方法流程图；
图3是本发明实施例提供的一种吊机的能量控制装置的结构图；
图4是本发明实施例提供的一种吊机的电路结构简图；
图5是本发明实施例提供的另一种吊机的能量控制装置的结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
此处对吊机进行简单说明，以便于更好的了解本发明。吊机的工作过程至少包括起升机构的起升、下放过程，在具有变幅机构和回转机构的吊机中还包括增幅、减幅、加速回转、减速回转等过程，其中，起吊、减幅和加速回转过程中，相应机构的电机未制动，会消耗电能，下放、增幅、减速回转过程中，相应机构的电动机处于制动中，会将机械能转化为电能，起升机构、变幅机构和回转机构单独工作。对于单个电机而言，非制动状态指电机没有制动，正在将电能转化为机械能的状态，制动状态指电机制动，正在将机械能转化为电能的状态，对于整个吊机而言，非制动状态指，吊机的各机构消耗的电能之和大于转化的电能之和的状态，制动状态指，吊机的各机构消耗的电能之和小于转化的电能之和的状态。
图1是一种现有吊机的电路结构简图，如图1所示，该吊机的电路结构包括变频器2、逆变器3和电机4a，4b，4c，变频器2的输入端与供电线路1电连接，逆变器3与变频器2的输出端通过直流母线5连接，电机4a，4b，4c与逆变器3连接，其中三个电机4a，4b，4c分别为起升电机、变幅电机和回转电机，逆变器3包括三个逆变单元3a、3b、3c，三个逆变单元可以单独工作，彼此不受影响，在电机处于非制动状态时，逆变单元将直流母线5上的直流电转换为交流电，并将得到的交流电输送给对应的电机4a，4b，4c，在电机4a，4b，4c处于制动状态时，电机4a，4b，4c将制动产生的交流电输送到对应的逆变单元，逆变单元将制动产生的交流电转换为直流电。若三个电机4a，4b，4c中有部分电机处于制动状态，另一部分电机处于非制动状态，例如电机4a处于制动状态，电机4b和电机4c处于非制动状态，则电机4a制动产生的交流电输送到对应的逆变单元，逆变单元将转换得到的直流电提供给电机4b和电机4c使用，同时还对快速充电储能装置6充电，储存部分电能，快速充电储能装置6还与慢速放电储能装置7电连接，慢速放电储能装置7与用电设备8电连接，快速充电储能装置6在放电时候将部分电能储存到慢速放电储能装置7中，慢速放电储能装置7则可以为用电设备提供电能。
需要说明的是，慢速放电储能装置7上可以连接更多的用电装置，且用电装置可以是电灯或是扬声器等。
图2是本发明实施例提供的一种吊机的能量控制方法流程图，如图2所示，该控制方法用于控制吊机中的快速充电储能装置和至少两个慢速放电储能装置工作，快速充电储能装置用于存储吊机的制动电能，至少两个慢速放电储能装置用于存储快速充电储能装置释放的电能，控制方法包括：
S11：在吊机工作过程中，实时监测直流母线上的电压值Ua、快速充电储能装置两端的电压值Ub。
S12：比较直流母线上的电压值Ua和快速充电储能装置两端的电压值Ub。
当直流母线上的电压值Ua大于或等于快速充电储能装置两端的电压值Ub时，执行S13。
当直流母线上的电压值Ua小于快速充电储能装置两端的电压值Ub时，执行S14。
S13：将快速充电储能装置与直流母线电连接，将快速充电储能装置与各个慢速放电储能装置断开，并返回S11。
S14：将快速充电储能装置与直流母线电连接，将至少两套慢速放电储能装置中的一套慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，将至少两套慢速放电储能装置中的另一套慢速放电储能装置与用电设备电连接，并返回S11。
本发明实施例通过在吊机工作过程中，实时监测直流母线上的电压值Ua、快速充电储能装置两端的电压值Ub，当直流母线上的电压值Ua大于或等于快速充电储能装置两端的电压值Ub时，将快速充电储能装置与直流母线电连接，对快速充电储能装置进行充电，当直流母线上的电压值Ua小于快速充电储能装置两端的电压值Ub时，将快速充电储能装置与直流母线电连接，快速充电储能装置进行放电，此时将一套慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，以对一套慢速放电储能装置进行充电，同时通过另一套慢速放电储能装置向用电设备供电，从而避免了慢速放电储能装置一边充电一边放电而导致寿命缩短的问题。
在本实施例中，快速充电储能装置可以是超级电容或是超级电容组，其具有充电速度快，但电能只能短时间储存的特点，慢速放电储能装置可以是蓄电池或是蓄电池组，其具有充电速度慢，但电能可长时间储存的特点。
此外，在本实施例中只设置有两个慢速放电储能装置，在其他实施例中还可以设置更多的慢速放电储能装置。
优选地，在执行S14时，将至少两套慢速放电储能装置中的一套慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，可以包括：
S250：在吊机工作过程中，实时监测一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1和另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2。
由于慢速放电储能装置在工作过程中，其两端的电压值会发生变化，通过实时监测慢速放电储能装置两端的电压值可以判断慢速放电储能装置的工作状态。
具体地，在本实施例中，吊机中设置有第一慢速放电储能装置和第二慢速放电储能装置，通过电压的实时监测，得到第一慢速放电储能装置两端的电压值为Uc1，第二慢速放电储能装置两端的电压值为Uc2。
S251：当一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10，另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2等于另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20时，将一套慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接。
具体地，第一慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于第一慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10，而第二慢速放电储能装置两端的电压值Uc2等于第二慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20，则将第一慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，由于第一慢速放电储能装置两端的电压值为Uc1小于第一慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10，因此可以说明第一慢速放电储能装置还没有充满电能，此时可以对第一慢速放电储能装置进行充电。
实现时，将第一慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，将第二慢速放电储能装置与用电设备电连接，以对第一慢速放电储能装置进行充电，并由第二慢速放电储能装置放电，向用电设备提供电能，从而避免了对同一个慢速放电储能装置一边充电一边放电，延长了慢速放电储能装置的使用寿命。
S252：当另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20，一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1等于一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10时，将另一套慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接。
具体地，第二慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于第一慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20，而第一慢速放电储能装置两端的电压值Uc1等于第一慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10，则将第二慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，由于第二慢速放电储能装置两端的电压值为Uc2小于第二慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20，因此可以说明第二慢速放电储能装置还没有充满电能，此时可以对第二慢速放电储能装置进行充电。
实现时，将第二慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，将第一慢速放电储能装置与用电设备电连接，以对第二慢速放电储能装置进行充电，并由第一慢速放电储能装置放电，向用电设备提供电能，从而避免了对同一个慢速放电储能装置一边充电一边放电，延长了慢速放电储能装置的使用寿命。
S253：当一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10，且另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20时，将一套慢速放电储能装置和另一套慢速放电储能装置中的任意一个与快速充电储能装置电连接。
具体地，第一慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于第一慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10，且第二慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于第一慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20，将第一慢速放电储能装置和第二慢速放电储能装置中的任意一个与快速充电储能装置电连接，将剩下的一个与用电设备电连接，此时第一慢速放电储能装置和第二慢速放电储能装置均没有充满电能，因此可以将其中任意一个与快速充电储能装置电连接，以进行充电，而剩下的一个可以暂时用来对用电设备进行供电。
在本实施例中，在将第一慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接之后，当第一慢速放电储能装置两端的电压值Uc1等于第一慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10时，将第二慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，将第一慢速放电储能装置与用电设备电连接，其中饱和电压值Uc10是指第一慢速放电储能装置充满电能时两端的电压值，此时第一慢速放电储能装置已经不需要继续进行充电，可以想到的是，采用不同的第一慢速放电储能装置，其饱和电压值Uc10也可能不同。
由于将第一慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接后，快速充电储能装置开始对第一慢速放电储能装置进行充电，而在第一慢速放电储能装置充电的过程中，第二慢速放电储能装置在向用电设备供电，随着第一慢速放电储能装置储存的电量的增加，第一慢速放电储能装置两端的电压值逐渐升高，当第一慢速放电储能装置两端的电压值上升到饱和电压值Uc10时，已不需要继续进行充电，此时可以将第一慢速放电储能装置与用电设备电连接，由第一慢速放电储能装置向用电设备供电，以维持用电设备继续正常工作，而将第二慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，对第二慢速放电储能装置进行充电。
在将第二慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接之后，当第二慢速放电储能装置两端的电压值Uc2等于第二慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20时，将第一慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，将第二慢速放电储能装置与用电设备电连接，其中饱和电压值Uc20是指第二慢速放电储能装置充满电能时两端的电压值，此时第二慢速放电储能装置已经不需要继续进行充电。
通过S251～S253可以使得第一慢速放电储能装置和第二慢速放电储能装置轮流向用电设备供电，且轮流与快速充电储能装置电连接进行充电，当其中一个慢速放电储能装置电量充满后，将充满后的慢速放电储能装置与用电设备电连接，以向用电设备供电，同时将另一个慢速放电储能装置与用电设备断开，并与快速充电储能装置电连接，以进行充电，避免了对同一个慢速放电储能装置一边充电一边放电，延长了慢速放电储能装置的使用寿命。
此外，当第一慢速放电储能装置两端的电压值Uc1等于第一慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10，且第二慢速放电储能装置两端的电压值Uc2等于第二慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20时，将第一慢速放电储能装置和第二慢速放电储能装置都与快速充电储能装置断开连接，由于可能出现用电设备并没有用电的情况，因此与用电设备电连接的慢速放电储能装置的电压并不会下降，因此可以避免在此情况下，第一慢速放电储能装置和第二慢速放电储能装置受到损坏。
进一步地，在执行S14时，在将一套慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接之后，控制方法还包括：
S254：当另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于或等于另一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc2x时，将另一套慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，并将另一套慢速放电储能装置与用电设备断开，将一套慢速放电储能装置与用电设备电连接，并将一套慢速放电储能装置与快速充电储能装置断开。
具体地，在本实施例中，在将第一慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接之后，当第二慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于或等于第二慢速放电储能装置的设定电压值Uc2x时，将第二慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，并将第二慢速放电储能装置与用电设备断开，将第一慢速放电储能装置与用电设备电连接，并将第一慢速放电储能装置与快速充电储能装置断开，其中设定电压值Uc2x是指第二慢速放电储能装置电能不足，不能位置用电设备继续正常工作时候的电压值，可以想到的是，在向不同的用电设备供电时，设定电压值Uc2x也可能不同，设定电压值Uc2x可以通过人工的方式进行设定。
由于将第一慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接后，快速充电储能装置开始对第一慢速放电储能装置进行充电，而在第一慢速放电储能装置充电的过程中，第二慢速放电储能装置在向用电设备供电，随着第二慢速放电储能装置储存的电量的降低，第二慢速放电储能装置两端的电压值逐渐降低，当第二慢速放电储能装置两端的电压值降低到一定程度时，不足以维持用电设备的正常工作，此时可以将第一慢速放电储能装置与用电设备电连接，由第一慢速放电储能装置向用电设备供电，以保证用电设备的正常工作，而将第二慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，对第二慢速放电储能装置进行充电。
相应地，在执行S14时，在将另一套慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接之后，控制方法还包括：
S255：当一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于或等于一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc1x时，将一套慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，将另一套慢速放电储能装置与用电设备电连接。
具体地，在将第二慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接之后，当第一慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于或等于第一慢速放电储能装置的设定电压值Uc1x时，将第一慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，将第二慢速放电储能装置与用电设备电连接，其中设定电压值Uc1x是指第一慢速放电储能装置电能不足，不能位置用电设备继续正常工作时候的电压值。
此外，在执行S14时，当至少两套慢速放电储能装置中的每一套慢速放电储能装置两端的电压值都小于或等于对应的慢速放电储能装置的设定电压值时，将用电设备与供电线路连接。
具体地，在第一慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于或等于一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc1x，且第二慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于或等于第二慢速放电储能装置的设定电压值Uc2x时，将用电设备之间与供电线路电连接，由供电线路向用电设备提供电能，以位置供电设备的正常工作。
需要说明的是，由于在慢速放电储能装置长时间不使用时，其两端的电压值也会降低，因此在较长时间不使用之后再次使用时，可能出现两个慢速放电储能装置都不能够维持用电设备正常工作的情况，此时，可以将第一慢速放电储能装置或者第二慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，以进行充电，而将用电设备与供电线路连接，待第一慢速放电储能装置或者第二慢速放电储能装置中的一个充满电后，将用电设备与供电线路断开，并将用电设备与充满电的第一慢速放电储能装置或者第二慢速放电储能装置电连接，将没有充电的慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接。
优选地，在与用电设备电连接的慢速放电储能装置两端的电压值低于设定电压值时，发出提示信息，以提醒工作人员该慢速放电储能装置电量过低。
进一步地，在将两端的电压值低于设定电压值的慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接后，停止发出提示信息，以告知工作人员已切换了为用电设备供电的慢速放电储能装置。
在本实施例中，提示信息可以是但不限于是声音、灯光或是声音和灯光的组合。
通过S254～S255可以使得第一慢速放电储能装置和第二慢速放电储能装置轮流向用电设备供电，且轮流与快速充电储能装置电连接进行充电，当其中一个慢速放电储能装置电量不足后，将电量不足的慢速放电储能装置与用电设备断开，并与快速充电储能装置电连接，以进行充电，同时将另一个慢速放电储能装置与快速充电储能装置断开，并与用电设备电连接，以向用电设备供电，避免了对同一个慢速放电储能装置一边充电一边放电，延长了慢速放电储能装置的使用寿命。
进一步地，当直流母线上的电压Ua达到快速充电储能装置的最大设定电压值Ub0时，断开快速充电储能装置与直流母线的电连接，将耗能电阻与直流母线电连接，当直流母线上的电压Ua降低到快速充电储能装置的最大设定电压值Ub0以下时，重新将快速充电储能装置与直流母线电连接，并将耗能电阻与直流母线断开，快速充电储能装置的最大设定电压值Ub0是指快速充电储能装置所能承受的最大电压值，当直流母线上的电压Ua超过最大设定电压值Ub0时，快速充电储能装置和直流母线有可能被损坏，将耗能电阻与直流母线电连接后，可以通过耗能电阻发热，降低直流母线上的电压，避免直流母线上电压过高而烧毁。
优选地，在与快速充电储能装置电连接的慢速放电储能装置两端的电压值达到饱和电压值时，发出提示信息，以提醒工作人员该慢速放电储能装置电已充满。
此外，当直流母线上的电压Ua达到快速充电储能装置的最大设定电压值Ub0时，发出提示信息，以提醒工作人员直流母线上的电压过高。
在本实施例中，提示信息可以是但不限于是声音、灯光或是声音和灯光的组合。
图3是本发明实施例提供的一种吊机的能量控制装置的结构图，图4是本发明实施例提供的一种吊机的电路结构简图，结合图3和图4，该控制装置用于控制吊机中的快速充电储能装置6和至少两个慢速放电储能装置(图4中的第一慢速放电储能装置7a和第二慢速放电储能装置7b)工作，快速充电储能装置6用于存储吊机的制动电能，至少两个慢速放电储能装置用于存储快速充电储能装置释放的电能，该控制装置包括：电压监测模块10、电压比较模块20和控制模块30，电压监测模块10用于在吊机工作过程中，实时监测直流母线5上的电压值Ua、快速充电储能装置6两端的电压值Ub，电压比较模块20用于比较直流母线5上的电压值Ua和快速充电储能装置6两端的电压值Ub的大小，控制模块30用于当直流母线5上的电压值Ua大于或等于快速充电储能装置6两端的电压值Ub时，将快速充电储能装置6与直流母线5电连接，将快速充电储能装置6与各个慢速放电储能装置断开；当直流母线5上的电压值Ua小于快速充电储能装置6两端的电压值Ub时，将快速充电储能装置6与直流母线5电连接，将至少两套慢速放电储能装置中的一套慢速放电储能装置与快速充电储能装置6电连接，将至少两套慢速放电储能装置中的另一套慢速放电储能装置与用电设备8电连接。
本发明实施例通过在吊机工作过程中，实时监测直流母线上的电压值Ua、快速充电储能装置两端的电压值Ub，当直流母线上的电压值Ua大于或等于快速充电储能装置两端的电压值Ub时，将快速充电储能装置与直流母线电连接，对快速充电储能装置进行充电，当直流母线上的电压值Ua小于快速充电储能装置两端的电压值Ub时，将快速充电储能装置与直流母线电连接，快速充电储能装置进行放电，此时将一套慢速放电储能装置与快速充电储能装置电连接，以对一套慢速放电储能装置进行充电，同时通过另一套慢速放电储能装置向用电设备供电，从而避免了慢速放电储能装置一边充电一边放电而导致寿命缩短的问题。
在本发明的一种实施例中，电压监测模块10还用于在吊机工作过程中，实时监测一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1和另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2；电压比较模块20还用于比较一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1和一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10的大小，比较另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2和另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20的大小；控制模块30还用于根据一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1和一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10的大小关系和另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2和另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20的大小关系控制慢速放电储能装置、快速充电储能装置6、用电设备8之间的电连接关系，具体控制方法可以参照前述方法实施例，此处不再赘述。
进一步地，电压比较模块20还用于比较一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1和一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc1x的大小，比较另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2和另一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc2x的大小，控制模块还用于根据一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1和一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc1x的大小关系，比较另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2和另一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc2x的大小关系控制慢速放电储能装置、快速充电储能装置6、用电设备8之间的电连接关系，其具体控制方法可以参照前述方法实施例，此处不再赘述。
此外，控制模块30还用于当至少两套慢速放电储能装置中的每一套慢速放电储能装置两端的电压值都小于或等于对应的慢速放电储能装置的设定电压值时，将用电设备8与供电线路1电连接，其具体控制方法可以参照前述方法实施例，此处不再赘述。
图5是本发明实施例提供的另一种吊机的能量控制装置的结构图，如图5所示，该控制装置还可以包括提示模块40，以在与用电设备8电连接的慢速放电储能装置两端的电压值低于设定电压值时，发出提示信息，以提醒工作人员该慢速放电储能装置电量过低。
进一步地，提示模块40也可以在与快速充电储能装置6电连接的慢速放电储能装置两端的电压值达到饱和电压值时，发出提示信息，以提醒工作人员该慢速放电储能装置电已充满。
此外，提示模块40也可以在当直流母线上的电压Ua达到快速充电储能装置6的最大设定电压值Ub0时，发出提示信息，以提醒工作人员直流母线上的电压过高。
在本实施例中，提示模块40可以是但不限于是嗡鸣器、闪光灯或是嗡鸣器和闪光灯的组合。
优选地，该控制装置还可以包括保护模块50，控制模块30可以在当直流母线上的电压Ua达到快速充电储能装置6的最大设定电压值Ub0时，断开快速充电储能装置6与直流母线5的电连接，将保护模块50与直流母线5电连接，当直流母线5上的电压Ua降低到快速充电储能装置6的最大设定电压值Ub0以下时，重新将快速充电储能装置6与直流母线5电连接，并将保护模块50与直流母线5断开，其中快速充电储能装置6的最大设定电压值Ub0是指快速充电储能装置6所能承受的最大电压值。
实现时，保护模块50可以是图4中的耗能电阻9，该耗能电阻9可以单独设计，以适应实际的吊机，同时，耗能电阻9也可以是现有变频器中的制动电阻，直接利用变频器中的结构对电路进行保护，可以降低制作成本。
此外，在实现时，直流母线5与快速充电储能装置6之间还可以设置双向直流-直流变换器，以调节快速充电储能装置输入和输出的电压，快速充电储能装置6与慢速充电储能装置7之间可以设置直流-直流变换器，以调节慢速充电储能装置的输入电压。
需要说明的是：上述实施例提供的吊机的能量控制装置在控制吊机中的快速充电储能装置和至少两个慢速放电储能装置工作时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的吊机的能量控制装置与吊机的能量控制方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种吊机的能量控制方法，其特征在于，所述控制方法用于控制吊机中的快速充电储能装置和至少两个慢速放电储能装置工作，所述快速充电储能装置用于存储所述吊机的制动电能，所述至少两个慢速放电储能装置用于存储所述快速充电储能装置释放的电能，所述控制方法包括：
在所述吊机工作过程中，实时监测直流母线上的电压值Ua、所述快速充电储能装置两端的电压值Ub；
当所述直流母线上的电压值Ua大于或等于所述快速充电储能装置两端的电压值Ub时，将所述快速充电储能装置与所述直流母线电连接，将所述快速充电储能装置与各个所述慢速放电储能装置断开；
当所述直流母线上的电压值Ua小于所述快速充电储能装置两端的电压值Ub时，将所述快速充电储能装置与所述直流母线电连接，将所述至少两套慢速放电储能装置中的一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接，将所述至少两套慢速放电储能装置中的另一套慢速放电储能装置与用电设备电连接，
所述慢速放电储能装置还用于连接用电装置，所述用电装置为电灯或扬声器。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述将所述至少两套慢速放电储能装置中的一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接，包括：
在所述吊机工作过程中，实时监测所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1和所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2；
当所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于所述一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10，所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2等于所述另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20时，将所述一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接；
当所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于所述另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20，所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1等于所述一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10时，将所述另一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接；
当所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于所述一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10，且所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于所述另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20时，将所述一套慢速放电储能装置和所述另一套慢速放电储能装置中的任意一个与所述快速充电储能装置电连接。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在将所述一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接之后，所述控制方法还包括：
当所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于或等于所述另一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc2x时，将所述另一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接，并将所述另一套慢速放电储能装置与所述用电设备断开，将所述一套慢速放电储能装置与所述用电设备电连接，并将所述一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置断开；
在将所述另一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接之后，所述控制方法还包括：
当所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于或等于所述一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc1x时，将所述一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接，并将所述一套慢速放电储能装置与所述用电设备断开，将所述另一套慢速放电储能装置与所述用电设备电连接，并将所述另一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置断开。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：当所述至少两套慢速放电储能装置中的每一套慢速放电储能装置两端的电压值都小于或等于对应的所述慢速放电储能装置的设定电压值时，将所述用电设备与供电线路连接。
5.根据权利要求1～4任一项所述的控制方法，其特征在于，当所述直流母线上的电压Ua达到所述快速充电储能装置的最大设定电压值Ub0时，断开所述快速充电储能装置与所述直流母线的电连接，将耗能电阻与所述直流母线电连接，当所述直流母线上的电压Ua降低到所述快速充电储能装置的最大设定电压值Ub0以下时，重新将所述快速充电储能装置与所述直流母线电连接，并将所述耗能电阻与所述直流母线断开。
6.一种吊机的能量控制装置，所述控制装置用于控制吊机中的快速充电储能装置和至少两个慢速放电储能装置工作，所述快速充电储能装置用于存储所述吊机的制动电能，所述至少两个慢速放电储能装置用于存储所述快速充电储能装置释放的电能，其特征在于，所述控制装置包括：
电压监测模块，用于在所述吊机工作过程中，实时监测直流母线上的电压值Ua、所述快速充电储能装置两端的电压值Ub；
电压比较模块，用于比较所述直流母线上的电压值Ua和所述快速充电储能装置两端的电压值Ub的大小；
控制模块，用于当所述直流母线上的电压值Ua大于或等于所述快速充电储能装置两端的电压值Ub时，将所述快速充电储能装置与所述直流母线电连接，将所述快速充电储能装置与各个所述慢速放电储能装置断开；
当所述直流母线上的电压值Ua小于所述快速充电储能装置两端的电压值Ub时，将所述快速充电储能装置与所述直流母线电连接，将所述至少两套慢速放电储能装置中的一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接，将所述至少两套慢速放电储能装置中的另一套慢速放电储能装置与用电设备电连接。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，
所述电压监测模块还用于在所述吊机工作过程中，实时监测所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1和所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2；
所述电压比较模块还用于比较所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1和所述一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10的大小，比较所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2和所述另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20的大小；
所述控制模块还用于当所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于所述一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10，所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2等于所述另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20时，将所述一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接；
当所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于所述另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20，所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1等于所述一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10时，将所述另一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接；
当所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于所述一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc10，且所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于所述另一套慢速放电储能装置充电饱和时的饱和电压值Uc20时，将所述一套慢速放电储能装置和所述另一套慢速放电储能装置中的任意一个与所述快速充电储能装置电连接。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，
所述电压比较模块还用于比较所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1和所述一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc1x的大小，比较所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2和所述另一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc2x的大小；
所述控制模块还用于在将所述一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接之后，当所述另一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc2小于或等于所述另一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc2x时，将所述另一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接，并将所述另一套慢速放电储能装置与所述用电设备断开，将所述一套慢速放电储能装置与所述用电设备电连接，并将所述一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置断开；
在将所述另一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接之后，当所述一套慢速放电储能装置两端的电压值Uc1小于或等于所述一套慢速放电储能装置的设定电压值Uc1x时，将所述一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置电连接，并将所述一套慢速放电储能装置与所述用电设备断开，将所述另一套慢速放电储能装置与所述用电设备电连接，并将所述另一套慢速放电储能装置与所述快速充电储能装置断开。
9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，
所述控制模块还用于当所述至少两套慢速放电储能装置中的每一套慢速放电储能装置两端的电压值都小于或等于对应的所述慢速放电储能装置的设定电压值时，将所述用电设备与供电线路连接。
10.根据权利要求6～9任一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括耗能电阻，所述控制模块还用于当所述直流母线上的电压Ua达到所述快速充电储能装置的最大设定电压值Ub0时，断开所述快速充电储能装置与所述直流母线的电连接，将所述耗能电阻与所述直流母线电连接，当所述直流母线上的电压Ua降低到所述快速充电储能装置的最大设定电压值Ub0以下时，重新将所述快速充电储能装置与所述直流母线电连接，并将所述耗能电阻与所述直流母线断开。
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