CN109095306A - 电梯能耗管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电梯能耗管理方法及系统，该方法包括：1）、收集电梯在轻载上行和重载下行以及电梯制动过程中曳引机产生出的再生电能，并将该电能返送至配电公网进行消纳；2）、采集该电梯的电力运行数据、电能质量指标数据、电梯再生电能数据，将数据通过网络传送至电梯能耗监测管理平台；3）、电梯能耗监测管理平台对上述数据进行存储、数据分析，并通过网络界面显示分析结果。本发明可以将电梯运行过程中的数据实时传输上网，实现网络监控和管理,能防止由于供电质量问题及机房高温而引起电梯的故障，减少电梯机房制动电阻耗电，节约空调和排风设施使用时的电能。完善电梯的能源分类分项计量，开展电梯能效测试与评价。

Description

电梯能耗管理方法及系统

技术领域

本发明涉及一种电梯能耗管理系统。

背景技术

电梯作为建筑中的升降式运输设备，由曳引系统带动轿厢沿垂直方向运行。目前的电梯大多采用变频调速技术，所谓变频调速就是采用变频器驱动电动机，再由电动机驱动轿厢运行。

在通常的电梯中，能量传递的方向是：电网→变频器←→曳引机，曳引机在重载上行和轻载下行的过程中耗电，在轻载上行和重载下行与制动的过程中发电，也就是说曳引机既会耗电，又经常会发电，曳引机和变频器之间的能量传递是双向的，但是变频器和电网之间的能量传递基本都是单向的，变频器无法将能量传递给电网。因此，当曳引机处于发电状态时，发出的能量就会储存在变频器上无法应用，这将引起变频器内的电压迅速升高。

由于电梯的这种运行方式，在发电时就只能使用制动电阻来解决，将变频器的内部电压施加到制动电阻上，使得变频器内部的电压不至于超出设定范围。此时的能源传递方向是：曳引机→变频器→制动电阻，发电的能量全部施加到制动电阻上，并全部转换为热量进行释放。只需要运行几个来回，制动电阻就会非常热，这导致供电系统还需要耗费电能，借助空调对制动电阻进行散热。

现有技术中，一些设备厂家通过电梯节能回馈装置将曳引机发出的电量转换成交流电，再同步输送到局部电网中，转换成一定的电流，与电网中其它用电器并联，为其它用电器提供一部分电能，这个叫做逆变并网，这个原理和广泛使用的太阳能发电并网原理是一样的。这种技术实现了从节能到“造能”的飞跃，是一种非常先进的技术，然而由于没有适应的电梯能耗管理平台，根本无从得知电梯的具体能耗情况及节能效果，也无法对电梯运行管理提出进一步的优化。

发明内容

针对上述存在的不足，本发明的目的是提供一种能够掌握电梯的具体耗能的电梯耗能管理方法及管理系统。

为了实现上述发明的目的，本发明采用如下电梯能耗管理方法，包括：

1）、收集电梯在轻载上行和重载下行以及电梯制动过程中曳引机产生出的再生电能，并将该电能经整流逆变处理后，返送至配电公网进行消纳；

2）、采集该电梯的电力运行数据、电能质量指标数据、电梯再生电能数据，将所述的电力运行数据和电能质量指标数据以及电梯再生能源数据通过网络传送至电梯能耗监测管理平台；

3）、电梯能耗监测管理平台对上述电力运行数据、电能质量指标数据以及电梯再生能源数据进行存储、数据分析，并通过网络界面显示分析结果。

本发明进一步地技术方案是：所述的电力运行数据包括：负荷、无功功率、功率因数、电压、电流，所述的电能质量指标数据至少包括电流谐波畸变率、电压偏差以及三相不平衡度。

优选的，所述的电梯能耗监测管理中预设有多项电力运行数据和电能质量指标数据的安全阈值，当实时采集的电力运行数据和电能质量指标数据超过安全阈值时，发出报警信息。

优选的，采用电梯节能回馈装置代替电梯的制动电阻。

优选的，所述的网络分析平台还用于存储电梯维修记录以及用电时段。

本发明还提供一种电梯能耗管理系统，包括：

电梯节能回馈装置，用于收集电梯在轻载上行和重载下行以及电梯制动过程中曳引机产生出的再生电能，并将该再生电能经整流逆变后返送至配电公网进行消纳；

能耗采集装置，包括智能电表、网络传输模块；所述的智能电表用于采集该电梯的电力运行数据、电能质量指标数据、电梯再生电能数据，所述的网络传输模块用于将所述的电力运行数据、电能质量指标数据和电梯再生电能数据通过网络上传；

电梯能耗监测管理平台，包括中央处理器和存储器，用于接收并对上述电力运行数据、电能质量指标数据和电梯再生电能数据进行存储、数据分析以及输出分析结果。

优选的，所述的能耗采集装置还包括温度传感器，用于实时采集电梯运行的环境温度。

优选的，所述的电力运行数据包括：负荷、无功功率、功率因数、电压、电流，所述的电能质量指标数据至少包括电流谐波畸变率、电压偏差以及三相不平衡度。

优选的，所述的电梯能耗监测管理平台预设有多项电力运行数据和电能质量指标数据的安全阈值，当实时采集的电力运行数据和电能质量指标数据超过安全阈值时，发出报警信息。

优选的，所述的电梯能耗监测管理平台还用于存储电梯维修记录以及用电时段。

本发明与现有技术相比获得如下有益效果：本发明的电梯能耗管理系统，通过能耗采集装置实时监测电梯回路的电力运行数据以及电能质量指标数据，并将采集到的各项数据信息通过网络传输模块传输至网络平台，并通过网络管理平台进行分析，根据分析结果得出电梯的实时耗能情况并直观的显示，以便于管理者给出针对性的电梯节能方案。

附图说明

附图1为现有技术中的电梯电路原理框图；

附图2为本发明的电路原理框图；

附图3为本发明的原理示意图；

附图4为本发明的电梯能耗监测管理平台原理框图。

具体实施方式

为详细说明发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

本发明公开了一种电梯能耗管理系统，其包括：电梯节能回馈装置、能耗采集装置和电梯能耗监测管理平台。

电梯节能回馈装置，安装在电梯供电电路中，用于收集电梯在轻载上行和重载下行过程中曳引机产生的再生电能，并将再生电能整流逆变后返送至配电公网进行消纳，参见附图1，电梯节能回馈装置，分别与电梯的直流母线、供电电网连接，所述的直流母线分别与逆变电路、整流电路连接以及制动电阻连接，所述的逆变电路与曳引机连接，所述的整流电路与供电电网连接，所述的制动电阻还与内置制动单元连接，其中，所述的逆变电路，用于为所述的曳引机提供直流电以及将所述曳引机产生的再生电传输给所述的直流母线。传统电梯中的制动电阻在本发明的技术方案中被电梯节能回馈装置取代，用于接收所述制动电阻接收的再生能量，从而减少发热能量消耗；所述的整流电路，将所述供电电网提供的交流电转化为直流电传输至所述的直流母线。

能耗采集装置，安装在电梯电源柜内，接入电梯供电主回路中，包括智能电表、网络传输模块、温度传感器等，用于采集该电梯的电力运行数据、电能质量指标数据、电梯再生电能数据等信息，所述的网络传输模块用于将电力运行数据、电能质量指标数据、电梯再生电能数据通过网络上传，温度传感器用于采集电梯运行环境温度，电力运行数据包括负荷、无功功率、功率因数、电压、电流，电能质量指标数据包括电流谐波畸变率、电压偏差以及三相不平衡度。

谐波电压、谐波电流带来的负面作用也叫电网谐波污染，它和功率因数降低、电磁干扰统称为三大电力公害。谐波污染会增加电网中各个元件的附加损耗，降低输电、用电效率；会对继电保护装置、自动控制装置等形成干扰甚至造成误动；可能会在电网局部引起串联谐振或并联谐振，严重威胁电气设备安全并诱发事故；电气测量仪表会因谐波产生计量误差，给供电部门和用户造成直接经济损失。线缆温度过高更是造成火灾隐患及设备故障的主要原因。通过对电梯电路的电能质量和环境温度进行监测，能够对电梯的电气运行情况分析提供数据支持，辅助做出判断，预防故障问题，及时的处理问题，避免事故的发生，保障电梯安全运行。

电梯能耗监测管理平台，包括中央处理器和存储器，用于对上述电力运行数据、电能质量指标数据、电梯再生电能数据进行存储、数据分析以及输出分析结果。电梯能耗监测管理平台包括电梯运行监测模块、数据分析模块、统计报表模块、设备管理模块等，电梯运行监测模块用于对电梯的运行情况进行监测，监测指标包括电梯的电力指标和电能质量指标；数据分析模块用于记录电梯监测历史数据，并提供多种数据分析工具，对电梯运行情况进行系统分析；统计报表模块用于根据监测数据自动生成数据报表，使电梯运行情况更加直观的显示，为分析提供数据支撑；设备管理模块用于记录保存电梯的基本信息资料、运行维护记录等，提升电梯运行管理水平，降低管理成本。

通过电梯能耗监测管理平台可以记录并分析上述数据，同时还能够直观显示出电梯的各项运行参数、完成日常设备管理。

电梯能耗监测管理平台中预设有多个参数的安全阈值，中央处理器通过将实时采集的数据与安全阈值比较，发现异常数据并报警，同时记录包括超额运行指标类型、报警时间、报警值以及具体情况说明等内容。从而能够在事故发生之前通过数据监测分析，提前预防提前处理，实现对电梯的运行情况进行更加精细化的管理，提高电梯安全性能。

本发明所采用的电梯能耗管理方法如下：

1）、采用电梯节能回馈装置替代电梯制动电阻，收集电梯在轻载上行和重载下行过程中曳引机发生的再生电能，并将该再生电能整流逆变后返送至配电公网进行消纳；

2）、采集该电梯的电力运行数据、电能质量指标数据、电梯再生电能数据，并将这些数据通过网络传送至电梯能耗监测管理平台；

3）、电梯能耗监测管理平台是一个网络平台，其对上述电力指标和电能质量指标数据进行存储、数据分析，并通过网络界面显示分析结果。

其中，所述的电力指标包括：负荷、无功功率、功率因数、电压、电流，所述的电能质量指标至少包括电流谐波畸变率、电压偏差以及三相不平衡度。

电梯能耗监测管理平台中预设有多项电力指标和电能质量指标数据的安全阈值，当实时集的电力指标和电能质量指标数据超过安全阈值时，发出报警信息。电梯能耗监测管理平台还用于存储电梯维修记录以及用电时段。

以1台18.5kw的电梯为例，该电梯每天运行8小时,每天大概耗电60度。安装能耗采集装置并入网管理后，电梯机房的制动电阻可取消或实现不再发热，同时将曳引机产生的再生电能进行回收利用，回馈到局域电网，供其它设备使用，直接节电率在20%-45%左右。同时由于机房无制动电阻不再发热，机房空调和排风设备可暂停或减少使用，同时节约了空调和排风设施使用时的电能。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电梯能耗管理方法，其特征是，它包括：

1）、收集电梯在轻载上行和重载下行以及电梯制动过程中曳引机产生出的再生电能，并将该电能经整流逆变处理后，返送至配电公网进行消纳；

2）、采集该电梯的电力运行数据、电能质量指标数据、电梯再生电能数据，将所述的电力运行数据和电能质量指标数据以及电梯再生能源数据通过网络传送至电梯能耗监测管理平台；

3）、电梯能耗监测管理平台对上述电力运行数据、电能质量指标数据以及电梯再生能源数据进行存储、数据分析，并通过网络界面显示分析结果。

2.根据权利要求1所述的电梯能耗管理方法，其特征是：所述的电力运行数据包括：负荷、无功功率、功率因数、电压、电流，所述的电能质量指标数据至少包括电流谐波畸变率、电压偏差以及三相不平衡度。

3.根据权利要求1所述的电梯能耗管理方法，其特征是：所述的电梯能耗监测管理中预设有多项电力运行数据和电能质量指标数据的安全阈值，当实时采集的电力运行数据和电能质量指标数据超过安全阈值时，发出报警信息。

4.根据权利要求1所述的电梯能耗管理方法，其特征是：采用电梯节能回馈装置代替电梯的制动电阻。

5.根据权利要求1所述的电梯能耗管理方法，其特征是：所述的网络分析平台还用于存储电梯维修记录以及用电时段。

6.一种电梯能耗管理系统，其特征在于，包括：

电梯节能回馈装置，用于收集电梯在轻载上行和重载下行以及电梯制动过程中曳引机产生出的再生电能，并将该再生电能经整流逆变后返送至配电公网进行消纳；

能耗采集装置，包括智能电表、网络传输模块；所述的智能电表用于采集该电梯的电力运行数据、电能质量指标数据、电梯再生电能数据，所述的网络传输模块用于将所述的电力运行数据、电能质量指标数据和电梯再生电能数据通过网络上传；

电梯能耗监测管理平台，包括中央处理器和存储器，用于接收并对上述电力运行数据、电能质量指标数据和电梯再生电能数据进行存储、数据分析以及输出分析结果。

7.根据权利要求6所述的电梯能耗管理系统，其特征在于，所述的能耗采集装置还包括温度传感器，用于实时采集电梯运行的环境温度。

8.根据权利要求6所述的电梯能耗管理系统，其特征在于，所述的电力运行数据包括：负荷、无功功率、功率因数、电压、电流，所述的电能质量指标数据至少包括电流谐波畸变率、电压偏差以及三相不平衡度。

9.根据权利要求6所述的电梯能耗管理系统，其特征在于，所述的电梯能耗监测管理平台预设有多项电力运行数据和电能质量指标数据的安全阈值，当实时采集的电力运行数据和电能质量指标数据超过安全阈值时，发出报警信息。

10.根据权利要求6所述的电梯能耗管理系统，其特征在于，所述的电梯能耗监测管理平台还用于存储电梯维修记录以及用电时段。