一种利用超级电容的重力势能回收系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种利用超级电容的重力势能回收系统，包括起重设备和电容储能工作站，所述起重设备上设置有超级电容，超级电容连接于电容储能工作站，电容储能工作站上连接有风力发电系统

【技术实现步骤摘要】
一种利用超级电容的重力势能回收系统


[0001]本技术涉及一种利用超级电容的重力势能回收系统，属于重力势能

。

技术介绍

[0002]在港口散杂货以及集装箱装卸运输设备中，门式起重机
、
轮胎式集装箱门式起重机
、
岸边集装箱起重机等设备在工作时，其起升机构在载运货物下降过程中再生制动产生大量的电能，而这部分能量通常以热能的形式耗散掉或将其返回至交流电网，再生能量并不能在设备内各机构间相互利用
。
若能充分回收起重机构下降所产生的势能并将这部分能量供起重机构上升或其他负载使用，可节约大量用电成本，降低能源损耗，提高港口经济效益
。
目前以超级电容器为储能介质的门式起重机
(
以下简称门机
)
势能再回收系统，已得到了广泛的应用，利用超级电容器大电流快速充放电的特点，有效存储起升机构下降的势能，并供起升机构上升或载荷突增时使用，平稳直流母线电压
。
但超级电容储能只应用于单台设备，申请号为
CN201821314362.8
的专利提出的超级电容储能装置在充满电时，若电压持续增加，则需要外接电阻来消耗能量，浪费电能
。
[0003]起重机电机在制动时会产生大量的热能，必须将这一部分再生能量进行处理
。
起重机制动时处理产生再生能量传统的方法是在变频器中的直流侧串联不同阻值的电阻，将这一部分再生能量以热能的形式消耗掉，这浪费了大量的能源；另一方面，起重机中的电机对散热性能要求较高，电机所处环境过高会直接影响集装箱起重机的工作寿命，这种方法已不再使用
。
[0004]再生能量返网是现今常用的一种处理再生能量的方法
。
这种方法在很大程度上节约电力资源，但在应用过程中，这种方式容易对电网产生很大影响
。
同时，在能量返回电网过程中，弱势逆变波没有达到要求
、
电功率因数过小
、
波形变形大等都会对电网产生严重的污染，已经越来越不能满足现实的需要
。
因此，需要一个能够高效的回收起重设备势能的装置，已实现节能减排的目的
。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于，提供一种利用超级电容的重力势能回收系统，本技术合理安排设备上的超级电容与电容储能工作站的运行策略，通过大容量电容储能与小容量电容储能相结合的方式，能够保证运行的平稳性，降低起重设备的装卸功耗，节约电能
。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用如下的技术方案：一种利用超级电容的重力势能回收系统，包括起重设备和电容储能工作站，所述起重设备上设置有超级电容，超级电容连接于电容储能工作站，电容储能工作站上连接有风力发电系统
、
光伏发电系统
、
直流高压母线和控制系统，超级电容
、
风力发电系统和光伏发电系统均与控制系统连接，控制系统上连接有电网
。
[0007]前述的一种利用超级电容的重力势能回收系统，所述直流高压母线上设置有变频
器
。
[0008]前述的一种利用超级电容的重力势能回收系统，所述起重设备包括有卷筒装置，卷筒装置上连接有交流三相电机，交流三相电机与超级电容连接
。
[0009]前述的一种利用超级电容的重力势能回收系统，所述超级电容与电容储能工作站之间设置有
DC
‑
DC
模块驱动变流器
。
[0010]前述的一种利用超级电容的重力势能回收系统，所述变频器与电容储能工作站连接
。
[0011]前述的一种利用超级电容的重力势能回收系统，所述
DC
‑
DC
模块驱动变流器与直流高压母线连接；充分利用超级电容大功率快速充放电的特性，通过双向
DC
‑
DC
模块驱动变流器快速回收起重机构的下降势能，并作为起重设备上升时所需的能量补给，可降低起重设备工作能耗，提高能量利用率，达到节能降耗的目的
。
[0012]前述的一种利用超级电容的重力势能回收系统，所述起重设备包括多台集装箱起重机
、
多台场桥
。
[0013]与现有技术相比，本技术将风电
、
光伏等新能源发电站产生的富余电量存储在电容储能工作站，由控制系统控制设备用电的
。
通过控制系统将设备上的小型超级电容与该电容储能站相连，当小型超级电容内存储的电量不足以支撑设备使用时，由电容储能站对起升设备补充电量
。
合理安排设备上的超级电容与电容储能工作站的运行策略，通过大容量电容储能与小容量电容储能相结合的方式，能够保证运行的平稳性，节约电能
。
附图说明
[0014]图1是本技术的控制结构示意图；
[0015]图2是本技术中直流高压母线
、
变频器
、
交流三相电机
、
超级电容
、DC
‑
DC
模块驱动变流器
、
电容储能工作站之间的连接关系示意图；
[0016]图3是本技术中卷筒装置与交流三相电机
、
超级电容之间的连接关系示意图
。
[0017]附图标记：1‑
电容储能工作站，2‑
超级电容，3‑
直流高压母线，4‑
控制系统，5‑
电网，6‑
变频器，7‑
卷筒装置，8‑
交流三相电机，9‑
DC
‑
DC
模块驱动变流器
。
[0018]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的说明
。
具体实施方式
[0019]本技术的实施例1：一种利用超级电容的重力势能回收系统，包括起重设备和电容储能工作站1，其特征在于，所述起重设备上设置有超级电容2，超级电容2连接于电容储能工作站1，电容储能工作站1上连接有风力发电系统
、
光伏发电系统
、
直流高压母线3和控制系统4，超级电容
2、
风力发电系统和光伏发电系统均与控制系统4连接，控制系统4上连接有电网
5。
[0020]本技术的实施例2：一种利用超级电容的重力势能回收系统，包括起重设备和电容储能工作站1，其特征在于，所述起重设备上设置有超级电容2，超级电容2连接于电容储能工作站1，电容储能工作站1上连接有风力发电系统
、
光伏发电系统
、
直流高压母线3和控制系统4，超级电容
2、
风力发电系统和光伏发电系统均与控制系统4连接，控制系统4上连接有电网5；所述直流高压母线3上设置有变频器
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种利用超级电容的重力势能回收系统，包括起重设备和电容储能工作站
(1)
，其特征在于，所述起重设备上设置有超级电容
(2)
，超级电容
(2)
连接于电容储能工作站
(1)
，电容储能工作站
(1)
上连接有风力发电系统
、
光伏发电系统
、
直流高压母线
(3)
和控制系统
(4)
，超级电容
(2)、
风力发电系统和光伏发电系统均与控制系统
(4)
连接，控制系统
(4)
上连接有电网
(5)。2.
根据权利要求1所述的一种利用超级电容的重力势能回收系统，其特征在于，所述直流高压母线
(3)
上设置有变频器
(6)。3.
根据权利要求2所述的一种利用超级电容的重力势能回收系统，其特征在于，所述起重设备包括有卷筒装置
(7)
，卷筒装置
(7)
上连接有交流三相...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖强，赵迎九，邱兆国，徐桂鹏，吕燕楠，王泽宇，黄法瑞，陈煜，刘江浩，陈朝，
申请(专利权)人：华电蓝科科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：