[发明专利]起重系统混合能量储能装置、系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种起重系统混合能量储能装置、系统及控制方法，其中，该装置包括：DC保护分断单元、混合能量储能单元以及BMS系统控制单元；混合能量储能单元分别与DC保护分断单元及BMS系统控制单元电连接；BMS系统控制单元根据采集的混合能量储能单元、直流母线以及电网的电压控制混合能量储能单元进行充电/放电，混合能量储能单元通过DC保护分断单元吸收直流母线电连接的动力系统所产生的回馈能量实现充电，或通过DC保护分断单元向与直流母线连接的动力系统供电实现放电。本发明能够实现双动力混合供电，使动力系统稳定工作；对动力系统反馈的回馈能量进行回收并且能够循环利用，降低变压器的容量，达到节能的效果。

技术领域

本发明涉及新能源应用技术领域，尤其涉及一种起重系统混合能量储能装置、系统及控制方法，应用于集装箱码头港机设备动力系统，具体为轨道式岸边桥式起重机、橡胶轮胎门式起重机及门座式起重机中。

背景技术

目前，传统岸桥起重机动力系统采用单一市电电网为动力，由两台大容量的变压器组成给动力系统及辅助系统动力供电，通常主变压器容量≥2500KVA，辅助变压器≥250KVA，整体动力系统效率不足40％。主要原因如下：

a)装机容量大：考虑到必须满足岸桥动力系统短时的最高负荷需求，变压器容量功率必须按岸桥动力系统峰值需求匹配，比岸桥平均功率大2倍以上，导致岸桥供电系统的投资大、运行成本高；

b)电能效率低：受岸桥作业时能耗需求峰谷波动差异的影响，岸桥变压器功率因数较低，导致岸桥整体电能效率低；

c)制动能量回收功能：岸桥采用的能量回馈系统是在岸桥起升机构下降、小车运行和大车行走机构减速制动时，将回馈能量直接由主回路经岸桥的变压器回馈市电电网，由于回馈电能存在谐波及电能质量较不稳定，且输电线路较长部分回馈电能转化热能损耗，导致回馈的能量无法得到存储及更好的重复循环利用；

d)岸桥通常采用单一电源供电方式，当港口变电所突发停电或电压波动较大导致市电电源无法对岸桥作业提供电力供应时，岸桥自身没有应急电源装置，导致岸桥在港口作业存在安全隐患。

有鉴于此，有必要提出对目前的岸桥起重机动力系统结构进行进一步的改进。

发明内容

为解决上述至少一技术问题，本发明的主要目的是提供一种起重系统混合能量储能装置、系统及控制方法。

为实现上述目的，本发明采用的第一个技术方案为：提供一种起重系统混合能量储能装置，包括：DC保护分断单元、混合能量储能单元以及BMS系统控制单元；所述混合能量储能单元分别与DC保护分断单元及BMS系统控制单元电连接；

所述BMS系统控制单元根据采集的混合能量储能单元、直流母线以及电网的电压控制混合能量储能单元进行充电/放电，所述混合能量储能单元通过DC保护分断单元吸收直流母线电连接的动力系统所产生的回馈能量实现充电，或通过DC保护分断单元向与直流母线连接的动力系统供电实现放电。

为实现上述目的，本发明采用的第二个技术方案为：提供一种起重系统混合能量储能装置，包括：DC/DC双向变换器、DC保护分断单元、混合能量储能单元以及BMS系统控制单元，所述DC/DC双向变换器与DC保护分断单元电连接，所述DC保护分断单元与混合能量储能单元电连接，所述混合能量储能单元与BMS系统控制单元电连接；

所述BMS系统控制单元根据采集的混合能量储能单元、直流母线以及电网的电压控制混合能量储能单元进行充电/放电，所述混合能量储能单元依次通过DC保护分断单元及DC/DC双向变换器吸收直流母线电连接的动力系统所产生的回馈能量实现充电，或依次通过DC保护分断单元及DC/DC双向变换器向与直流母线连接的动力系统供电实现放电。