CN221042361U - 一种储能式供电控制系统及应用该控制系统的起重机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种储能式供电控制系统及应用该控制系统的起重机，涉及起重机的技术领域，控制系统包括主机组、外接高压电路、储能单元、应急电源和功率管理系统；所述外接高压电路与主机组电性连接；储能单元通过连接母线与外接高压电路连接主机组的连接电路相通；应急电源与主机组电性连接；储能单元能够在功率控制系统的作用下进行充电或者放电；主机组在正常工作时，可以通过外接高压电路和储能单元进行供电，功率控制系统根据主机组的负载需求，合理调控储能单元和外接高压电路的供电输出量，便于实现主机组稳定运行，同时能够达到良好的节能目的；在供电发生故障时，启动应急电源，确保主机组应急操作顺利进行。

Description

一种储能式供电控制系统及应用该控制系统的起重机

技术领域

本实用新型属于起重机的技术领域，具体涉及一种储能式供电控制系统及应用该控制系统的起重机。

背景技术

现有的港口装备设备起重机通常采用外接高压电路供电，具体通过变频式电缆卷筒装置为起重机提供电能，经过主高压变压器、相序转换开关、中心受电器、主回路断路器和整流回馈单元，将电能输送到主机组，即起重机等设备的使用。当然，在作业时，如图2所示，外接高压电路出现故障或断电，为了安全及不影响其他设备作业，采用码头低压应急电路与外接高压电路电连接，通过低压控制回路，打开制动器，将货物缓慢下放，用外部机械设备将主机推到修理区域，这种故障导致处理时间长、协助麻烦、管理成本高及安全性要特别注意等问题。另外，采用外接高压电路和码头低压应急电路对主机组供电，不能达到节能的目的，供电成本高。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中的不足，提供一种储能式供电控制系统及应用该控制系统的起重机，能够达到良好的节能目的，且在正常工作的供电电路发生故障时，提供应急使用的电力。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，一种储能式供电控制系统，包括主机组、外接高压电路、储能单元、应急电源和功率管理系统；所述外接高压电路与主机组电性连接；所述储能单元通过连接母线与外接高压电路连接主机组的连接电路相通；所述应急电源与主机组电性连接；所述外接高压电路与主机组之间的连接电路上设有第一传感器；所述连接母线上设有第二传感器和双向变流器；所述第一传感器和第二传感器的输出端连接于功率管理系统，所述功率管理系统控制双向变流器的输出/输入方向、控制双向变流器和第一传感器的输出量以及在第一传感器和第二传感器输出量低于预设值时，控制应急电源与主机组的连通。

优选地，所述应急电源包括机下辅助电源和机上辅助电源；所述机下辅助电源与外接高压电路电性连接；所述机上辅助电源与主机组电性连接；所述机下辅助电源与外接高压电路连接电路上连接有第一辅助电源断路器；所述机上辅助电源与主机组之间的连接电路上设有第三辅助电源断路器；所述第一辅助电源断路器和第三辅助电源断路器为联动开关。

优选地，所述机下辅助电源与外接高压电路之间的连接电路上连接有辅助电源变压器、第二辅助电源断路器；所述第一辅助电源断路器和第二辅助电源断路器独立动作。

优选地，所述机上辅助电源与主机组之间的连接电路上还连接EPS电源；所述EPS电源连接于主机组与储能单元之间的连接母线上；所述EPS电源与功率管理系统电性连接。

优选地，所述外接高压电路包括依次电连接的电缆卷筒装置、主高压变压器、相序转换开关、中心受电器、主回路断路器和整流回馈单元。

优选地，所述主机组包括多个变频机组；各个所述变频机组均与外接高压电路、储能单元和应急电源电性连接；所述变频机组包括变频电机和变频器；所述功率管理系统与变频器电性连接，且能够控制每一所述变频器的输出量。

优选地，所述储能单元和外接高压电路的供电功率之和大于主机组最大功率值；所述储能单元的供电功率大于外接高压电路的供电功率。

优选地，所述储能单元为可再生能源储能结构。

第二方面，提供一种起重机，应用第一方面中任一项所述的储能式供电控制系统。

本实用新型的有益效果是：

储能单元能够在功率管理系统的作用下进行充电或者放电；主机组在正常工作时，可以通过外接高压电路和储能单元进行供电，功率管理系统根据主机组的负载需求，合理调控储能单元和外接高压电路的供电输出量，便于实现主机组稳定运行，同时能够达到良好的节能目的，大大降低供电成本；在外接高压电路和储能单元供电发生故障时，功率管理系统启动应急电源，应急电源能够为主机组提供应急使用的电力，从而保证整个系统的应急操作。

附图说明

图1是本实用新型的起重机储能式供电控制系统的电路结构示意图；

图2是现有技术的起重机储能式供电控制系统的电路结构示意图。

图中标记为：1为外接高压电路，2为主机组，3为第一传感器，4为功率管理系统，5为双向变流器，6为储能单元，7为第二传感器，8为连接母线，11为电缆卷筒装置，12为主高压变压器，13为相序转换开关，14为中心受电器，15为主回路断路器，16为整流回馈单元，21为变频机组，211为变频器，212为变频电机，91为机下辅助电源，92为第一辅助电源断路器，93为辅助电源变压器，94为第二辅助电源断路器，101为机上辅助电源，102为第三辅助电源断路器，103为EPS电源。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型。

需要注意的是，实用新型中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

在一个实施例中，提供了一种储能式供电控制系统，包括主机组2、外接高压电路1、储能单元6、应急电源和功率管理系统4；所述外接高压电路1、储能单元6和应急电源均与主机组2电性连接；所述储能单元6通过连接母线8与外接高压电路1连接主机组2的连接电路相通；所述外接高压电路1与主机组2之间的连接电路上设有第一传感器3；所述储能单元6与主机组2之间的连接电路上设有第二传感器7和双向变流器5；所述第一传感器3和第二传感器7的输出端连接于功率管理系统4；具体地，第一传感器3和第二传感器7都可以是罗氏线圈；所述功率管理系统4控制双向变流器5的输出/输入方向，控制双向变流器5和第一传感器3的输出量，以及在第一传感器3和/或第二传感器7输出量低于预设值时，控制应急电源与主机组2的连通，即在第一传感器3和第二传感器7输出量为0时，电路故障时，控制应急电源和主机组2的连通，当然也可以在第一传感器3输出量为0，控制应急电源与主机组2的连通，或者在第二传感器7输出量为0时，控制应急电源和主机组2的连通；也就是说，在正常工作状态下，主机组2的电源通过主机组2和外接高压电路1来提供。

具体地，功率管理系统4能够控制双向变流器5的方向，即当主机组2正常作业时，主机组2由外接高压电路1和储能单元6共同提供电力，功率管理系统4可以为PLC控制系统，功率管理系统4给双向变流器5输出能量指令(即放电)，同时，检测主机组2需要的能量值及储能单元6的能量状况，通过功率管理系统4的内部计算，向双向变流器5发送放电DC-DC模拟信号，控制双向变流器5的能量输出大小，不足部分由外部补充，达到功率补偿目的，当主机组2在回馈工况时，即主机组2停止工作时，功率管理系统4向双向变流器5输入能量指令(即充电)，同时，功率管理器系统检测储能单元6能量状况，通过功率管理系统4的内部计算，并向双向变流器5发送充电DC-DC模拟信号，为设备下次需要动力提供能量，通过这样的方式，便于实现主机组2稳定运行工作，同时也能够达到良好的节能目的，大大地降低了供电成本，对储能单元6的充电可以使用外接高压电路1或者单独的充电模块；在主机组2所需的供电水平足够低时，可以仅使用储能单元6对主机组2进行供电，进一步提高了节能效果。

在一些其他的实施例中，所述储能单元6和外接高压电路1的供电功率之和大于主机组2最大功率值；所述储能单元6的供电功率大于外接高压电路1的供电功率，即两部分功率分配可根据设备工况及技术参数确定，即外接高压电路1可以小容量功率配置，储能单元6则以较大功率配置。

在一些其他的实施例中，所述储能单元6为可再生能源储能结构，可以将再生能量在本设备内部自循环使用，自动储存电能，如太阳能、风能、潮汐能等，对环境清洁，污染少。

具体地，所述应急电源包括机下辅助电源91和机上辅助电源101；所述机下辅助电源91与外接高压电路1电性连接；所述机上辅助电源101与主机组2电性连接；所述机下辅助电源91与外接高压电路1连接电路上连接有第一辅助电源断路器92；所述机上辅助电源101与主机组2之间的连接电路上设有第三辅助电源断路器102；所述第一辅助电源断路器92和第三辅助电源断路器102为联动开关，功率管理系统4能够联动控制第一辅助电源断路器92和第二辅助电源断路器94的开合；在外接高压电路1或者储能单元6中至少一路供电出现故障或者断电的情况下，通过应急模式开关的选择，应急电源能够快速为主机组2进行供电，从而进行临时应急作业；采用机下辅助电源91和机上辅助电源101，两路联动控制的方式，能够进一步保证在紧急情况下的供电安全和通畅，以及提高应急供电的响应速度。

在一些其他的实施例中，所述机下辅助电源91与外接高压电路1之间的连接电路上连接有辅助电源变压器93、第二辅助电源断路器94；所述第一辅助电源断路器92和第二辅助电源断路器94独立动作，即第一辅助电源断路器92和第二辅助电源断路器94共同作用控制机下辅助电源91的通断，当第二辅助电源断路器94处于闭合状态，且第一辅助电源断路器92和第三辅助电源断路器102联动闭合时，机下辅助电源91和机上辅助电源101同时接入主机组2中进行应急供电；当第二辅助电源断路器94处于打开状态，第一辅助电源断路器92和第三辅助电源断路器102联动闭合时，仅机上辅助电源101接入主机组2中进行应急供电，从而可以根据不同使用需求，进行选择，提高适用性。

具体地，所述机上辅助电源101和机下辅助电源91还通过第二中心受电器14(图中有显示但没有标注)电连接。

具体地，所述机上辅助电源101与主机组2之间的连接电路上还连接EPS电源103；所述EPS电源103连接于主机组2与储能单元6之间的连接母线8上；所述EPS电源103与功率管理系统4电性连接，EPS(Emergency Power Supply)是一种集中消防应急供电电源，就在市电故障和异常时，能够继续向负载供电，确保不停电，以保护人民生命和财产的安全。EPS电源103按用途可分为应急照明、混合动力和动力变频三大类，主要应用于岸边集装箱起重机工作、道路交通照明、场馆照明、楼宇消防逃生照明、消防泵、喷淋泵等设备，EPS电源103为应急电源的一个供电单元。

在一些其他的实施例中，所述外接高压电路1包括依次电连接的电缆卷筒装置11、主高压变压器12、相序转换开关13、中心受电器14、主回路断路器15和整流回馈单元16。

具体地，所述主机组2包括多个变频机组21；各个所述变频机组21均与高压电路、储能单元6和应急电源电性连接；所述变频机组21包括变频电机212和变频器211；所述功率管理系统4与变频器211电性连接，且能够控制每一所述变频器211的输出量，从而能够根据变频机组21的运转情况和运转需求，控制外接高压电路1和储能单元6的输出量，更加的节能；变频器211的数量为1，2,3…n,对应的变频电机212的数量也为1，2,3…n，可以达到多台设备同时作业的效果。

工作原理：主机组2的供电一部分由外接高压电路1提供，另一部分由储能单元6提供，两部分供电功率之和略大于主机额定工况最大功率值，两部分功率分配可根据设备工况及技术参数确定，即外接高压电路1可以小容量功率配置，储能单元6则较大功率配置。

当主机组2正常作业时，主机组2由外接高压电路1和储能单元6共同提供，功率管理系统4给双向变流器5输出能量指令(即放电)，同时，检测主机组2需要的能量值及储能单元6的能量状况，通过功率管理系统4的内部计算，向双向变流器5发送放电DC-DC模拟信号，控制双向变流器5的能量输出大小，不足部分由外部补充，达到功率补偿目的，当主机组2在回馈工况时，即主机组2停止工作时，功率管理系统4向双向变流器5输入能量指令(即充电)，同时，功率管理器系统检测储能单元6能量状况，通过功率管理系统4的内部计算，并向双向变流器5发送充电DC-DC模拟信号，控制储能单元6自动充电以及回收全部能量，为设备下次需要动力提供能量。若两部分供电回路其中一路若出现故障或断电的情况，只通过应急模式开关选择，应急电源为主机组2提供电能，实现主机组2的临时应急作业。

在另一实施例中，提供一种起重机，应用上述实施例中中任一项所述的储能式供电控制系统。

关于上述供电控制系统更加具体的过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种储能式供电控制系统，其特征在于，包括主机组(2)、外接高压电路(1)、储能单元(6)、应急电源和功率管理系统(4)；

所述外接高压电路(1)与主机组(2)电性连接；所述储能单元(6)通过连接母线(8)与外接高压电路(1)连接主机组(2)的连接电路相通；所述应急电源与主机组(2)电性连接；

所述外接高压电路(1)与主机组(2)之间的连接电路上设有第一传感器(3)；所述连接母线(8)上设有第二传感器(7)和双向变流器(5)；

所述第一传感器(3)和第二传感器(7)的输出端连接于功率管理系统(4)，所述功率管理系统(4)控制双向变流器(5)的输出/输入方向、控制双向变流器(5)和第一传感器(3)的输出量以及在第一传感器(3)和第二传感器(7)输出量低于预设值时，控制应急电源与主机组(2)的连通。

2.根据权利要求1所述的储能式供电控制系统，其特征在于，所述应急电源包括机下辅助电源(91)和机上辅助电源(101)；所述机下辅助电源(91)与外接高压电路(1)电性连接；所述机上辅助电源(101)与主机组(2)电性连接；所述机下辅助电源(91)与外接高压电路(1)连接电路上连接有第一辅助电源断路器(92)；所述机上辅助电源(101)与主机组(2)之间的连接电路上设有第三辅助电源断路器(102)；所述第一辅助电源断路器(92)和第三辅助电源断路器(102)为联动开关。

3.根据权利要求2所述的储能式供电控制系统，其特征在于，所述机下辅助电源(91)与外接高压电路(1)之间的连接电路上连接有辅助电源变压器(93)、第二辅助电源断路器(94)；所述第一辅助电源断路器(92)和第二辅助电源断路器(94)独立动作。

4.根据权利要求2所述的储能式供电控制系统，其特征在于，所述机上辅助电源(101)与主机组(2)之间的连接电路上还连接EPS电源(103)；所述EPS电源(103)连接于主机组(2)与储能单元(6)之间的连接母线(8)上；所述EPS电源(103)与功率管理系统(4)电性连接。

5.根据权利要求1所述的储能式供电控制系统，其特征在于，所述外接高压电路(1)包括依次电连接的电缆卷筒装置(11)、主高压变压器(12)、相序转换开关(13)、中心受电器(14)、主回路断路器(15)和整流回馈单元(16)。

6.根据权利要求1所述的储能式供电控制系统，其特征在于，所述主机组(2)包括多个变频机组(21)；各个所述变频机组(21)均与外接高压电路(1)、储能单元(6)和应急电源电性连接；所述变频机组(21)包括变频电机(212)和变频器(211)；所述功率管理系统(4)与变频器(211)电性连接，且能够控制每一所述变频器(211)的输出量。

7.根据权利要求1所述的储能式供电控制系统，其特征在于，所述储能单元(6)和外接高压电路(1)的供电功率之和大于主机组(2)最大功率值；所述储能单元(6)的供电功率大于外接高压电路(1)的供电功率。

8.根据权利要求1所述的储能式供电控制系统，其特征在于，所述储能单元(6)为可再生能源储能结构。

9.一种起重机，其特征在于，应用权利要求1-8中任一项所述的储能式供电控制系统。