[实用新型]一种港口吊机储能型再生制动能量回收结构

说明书

本实用新型涉及储能技术技术领域，尤其涉及一种港口吊机储能型再生制动能量回收结构，包括输入开关保险单元，主储能电单元，双向DC/DC变换器1，辅助储能单元，双向DC/DC变换器2，控制单元，滤波电容C1、C2、L1，所述输入开关保险单元起过流保护及开关隔离作用。主储能单元和辅助储能单元，可由超级电容或锂电池组成，双向DC/DC变换器1和双向DC/DC变换器2为非隔离结构BUCK/BOOST结构，控制单元实现对双向DC/DC变换器1和双向DC/DC变换器2的控制,采用PWM控制。本实用新型中双向DC/DC变换器的变换功率较通用的全功率结构方式有极大降低，变换功率是经典结构变换功率的20‑30%。实现产品制造成本降低，提高系统总体效率。

技术领域

本实用新型涉及储能技术技术领域，尤其涉及一种港口吊机储能型再生制动能量回收结构。

背景技术

码头吊机供电系统当中，交流电网与备用发电机共同为吊车提供电能（或交流电网及发电机单独供电）。采用变频器驱动电机时，一般将交流电整流成直流电（直流母线）后，给各变频器供电，驱动电机。

码头集装箱吊车工作过程当中，起吊时，集装箱重量对于电网来讲，属于冲击负载，为了满足吊装负载的需求，往往电网容量（或发电机容量）需要按最大负载状况来配置。另一方面，在集装箱下落过程当中，吊车电机处于发电状态，其发电能量无法处理，一般都通过制动电阻消耗掉。

为了解决集装箱起吊和落吊过程当中负载对电网的冲击，可利用储能单元超级电容（或电池）进行能量平衡，即起吊时，将超级电容（或电池）当中的能量释放出来，减少电网的能量需求。在非起吊（落吊）时，给储能单元充电。

基于超级电容（或其他储能电池组）的储能型冲击负载补偿方式能够实现全功率范围内的能量平衡，且超级电容充电速度快,功率密度高,温度范围宽等优点,最能符合吊车起吊时间短,冲击功率大的特点,是目前码头集装箱吊装供电系统的重要研究方向。但在超级电容储能及释放过程当中，双向DC/DC变换器是必不可少的。参见图2，当供电直流母线电压升高时，通过双向DC/DC变换器向超级电容充电，将直流母线电压能量传递给超级电容。当直流直流母线电压降低时，通过双向DC/DC变换器再将超级电容能量输出到直流母线上。在此过程当中，双向DC/DC变换器承担着所有的功率调节。

直流母线输出经DC/DC变换器后，将其能量传递给储能模组，DC/DC变换器所承担的变换功率是直流母线转移的所有功率（P1=U1*I1），DC/DC变换器一般采用BUCK/BOOST升降压电路结构。由于直流母线电压较高,且DC/DC变换器变换功率很大。实际应用当中，DC/DC变换器开关频率只能在2kHz左右，体积庞大，价格高。提出新的储能模组能量回收结构，降低DC/DC变换器功率，提高开关频率，提高系统总体效率，是码头吊机再生制动能量回收方法关键技术之一。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种港口吊机储能型再生制动能量回收结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种港口吊机储能型能量吸收与回馈结构，包括输入开关保险单元，主储能电单元，双向DC/DC变换器1，辅助储能单元，双向DC/DC变换器2，控制单元，滤波电容C1、C2、L1，所述输入开关保险单元起过流保护及开关隔离作用，主储能单元和辅助储能单元，可由超级电容或锂电池组成，双向DC/DC变换器1和双向DC/DC变换器2为非隔离结构BUCK/BOOST结构，控制单元实现对双向DC/DC变换器1和双向DC/DC变换器2的控制,采用PWM控制；

直流母线正极（Ubus+）通过输入开关保险单元连接主储能单元正极，主储能单元负极连接双向DC/DC变换器1的A+极，双向DC/DC变换器1的A-极接参考地，滤波电容C2并联到双向DC/DC变换器1的A+极和A-极两端；

所述双向DC/DC变换器1的B+极接辅助储能单元正极，双向DC/DC变换器1的B-极和辅助储能单元负极接参考地；