專利名稱：基于電梯使用模式的來自多個(gè)源的電力的管理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)。更具體來說，本發(fā)明涉及用于根據(jù)電梯使用模式來管理電 梯系統(tǒng)中來自多個(gè)源的電力的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
用于操作電梯的電力需求的范圍從其中使用外部生成電力(例如從電力公用事 業(yè)生成)的正值至其中電梯中的負(fù)荷驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)因而它作為發(fā)電機(jī)而產(chǎn)生電的負(fù)值。電動(dòng) 機(jī)作為發(fā)電機(jī)用于產(chǎn)生電通常稱作再生。在常規(guī)系統(tǒng)中，如果再生能量沒有提供給電梯系 統(tǒng)的另一個(gè)組件或者返回給公用電網(wǎng)，則它通過動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻器或其它電氣負(fù)載來耗散。 在這種配置中，甚至在峰值功率條件(peak power condition)期間(例如，當(dāng)一個(gè)以上電 動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)時(shí)或者在高需求時(shí)段期間)，對(duì)電力公共事業(yè)仍保持向電梯系統(tǒng)供應(yīng)電力的 所有需求。因此，輸送來自電力公用事業(yè)的電力的電梯系統(tǒng)的組件需要確定大小以適應(yīng)電 力需求，這可能是成本更高的，并且要求更大空間。另外，耗散的再生能量未被使用，由此降 低電力系統(tǒng)的效率。另外，電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常設(shè)計(jì)成在電源的特定輸入電壓范圍進(jìn)行操作。驅(qū)動(dòng)的組 件的電壓和電流額定值允許驅(qū)動(dòng)在電源保持于指定輸入電壓范圍之內(nèi)時(shí)連續(xù)操作。在常規(guī) 系統(tǒng)中，當(dāng)公用事業(yè)電壓下跌到超過設(shè)計(jì)極限時(shí)，電梯系統(tǒng)發(fā)生故障。當(dāng)公用事業(yè)電力故障 發(fā)生或者在常規(guī)系統(tǒng)品質(zhì)低劣條件之下，電梯可能停在電梯豎井中的樓層之間，直到電源 返回到正常操作或者機(jī)修工干預(yù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及管理包括電梯起重電動(dòng)機(jī)、主電源和能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的電梯系統(tǒng)中的能 量。起重電動(dòng)機(jī)的預(yù)測使用模式根據(jù)電梯系統(tǒng)或者相似建筑物的電梯系統(tǒng)中的以往起重電動(dòng) 機(jī)電力需求來建立。能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)能量的目標(biāo)狀態(tài)(或存儲(chǔ)狀態(tài))則根據(jù)預(yù)測使用模 式來設(shè)置。在起重電動(dòng)機(jī)、主電源和能量存儲(chǔ)系統(tǒng)之間交換的電力被控制成解決(address) 起重電動(dòng)機(jī)的電力需求以及將能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)狀態(tài)保持在目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)附近。


圖1是包括用于管理來自多個(gè)源的電力的控制器的電梯電力系統(tǒng)的示意圖。圖2是用于根據(jù)能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)來控制對(duì)電梯系統(tǒng)的組件的電力 分配的驅(qū)動(dòng)控制器的框圖。圖3是用于根據(jù)目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)來管理在起重電動(dòng)機(jī)、主電源和能量存儲(chǔ)系統(tǒng)之間 交換的電力的過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1是電力系統(tǒng)10的示意圖，電力系統(tǒng)10包括主電源20、功率轉(zhuǎn)換器(powerconverter) 22、電力母線(power bus) 24、平滑電容器26、功率變換器(power inverter) 28> 電壓調(diào)節(jié)器30、電能或機(jī)械能存儲(chǔ)(EQ系統(tǒng)32、ES系統(tǒng)控制器34和驅(qū)動(dòng)控制器36。功 率轉(zhuǎn)換器22、DC母線24、平滑電容器沈和功率變換器28包含在再生驅(qū)動(dòng)四中。主電 源 20 可以是電氣公用配電網(wǎng)(electrical utility power distribution grid)。ES 系 統(tǒng)32包括能夠存儲(chǔ)電能或機(jī)械能的裝置或多個(gè)裝置。電梯14包括電梯轎廂40和配重 (counterweight) 42，它們通過掛繩44連接到起重電動(dòng)機(jī)12。電梯14還包括負(fù)荷傳感器 46，它連接到驅(qū)動(dòng)控制器36，用于測量電梯轎廂40中的負(fù)荷的重量。正如本文將進(jìn)行描述，電力系統(tǒng)10配置成控制在電梯起重電動(dòng)機(jī)12、主電源20和 /或ES系統(tǒng)32之間交換的電力，以便解決起重電動(dòng)機(jī)12的電力需求，并且使ES系統(tǒng)32的 存儲(chǔ)狀態(tài)保持在目標(biāo)等級(jí)附近。目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)根據(jù)電梯起重電動(dòng)機(jī)12的使用模式以及例 如最小和最大電網(wǎng)使用的規(guī)范等其它因素來設(shè)置。使用模式可通過電力系統(tǒng)10的先前使 用期間的起重電動(dòng)機(jī)電力需求、通過相似建筑物的電梯系統(tǒng)中的起重電動(dòng)機(jī)電力需求或者 兩者的組合來建立。例如，當(dāng)電梯起重電動(dòng)機(jī)12的電力需求為正值時(shí)，電力系統(tǒng)10按照使 ES系統(tǒng)32的存儲(chǔ)狀態(tài)保持在目標(biāo)等級(jí)附近的比率從主電源20和ES系統(tǒng)32驅(qū)動(dòng)起重電 動(dòng)機(jī)12。作為另一個(gè)示例，當(dāng)電梯起重電動(dòng)機(jī)12的電力需求為負(fù)值時(shí)，電力系統(tǒng)10按照 使ES系統(tǒng)32的存儲(chǔ)狀態(tài)又增加到目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)附近的比率將電梯起重電動(dòng)機(jī)12所生成 的電力提供給電源20和ES系統(tǒng)32。由ES系統(tǒng)32所提供或者返回給ES系統(tǒng)32的電力的 比率可以是ES系統(tǒng)32的存儲(chǔ)狀態(tài)與目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)的接近性的函數(shù)。電力系統(tǒng)10還控制 當(dāng)電梯起重電動(dòng)機(jī)12的電力需求接近零時(shí)主電源20與ES系統(tǒng)32之間的電力分配以及在 主電源20故障的情況下ES系統(tǒng)32與電梯起重電動(dòng)機(jī)12之間的電力分配。功率轉(zhuǎn)換器22和功率變換器28通過DC母線M連接。平滑電容器沈橫跨DC母 線對(duì)連接(connected across DC bus 24) 主電源20向功率轉(zhuǎn)換器22提供電力。功率 轉(zhuǎn)換器22是三相功率變換器，它可操作以把來自主電源20的三相AC電力轉(zhuǎn)換成DC電力。 在一個(gè)實(shí)施例中，功率轉(zhuǎn)換器22包括多個(gè)功率晶體管電路，其中包括并聯(lián)晶體管50和二極 管52。各晶體管50可以是例如絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。各晶體管50的控制電極(即， 柵極或基極)連接到驅(qū)動(dòng)控制器36。驅(qū)動(dòng)控制器36控制功率晶體管電路把來自主電源20 的三相AC電力轉(zhuǎn)換成DC輸出電力。DC輸出電力由功率轉(zhuǎn)換器22在DC母線M上提供。 平滑電容器26使功率轉(zhuǎn)換器22在DC母線M上提供的整流電力平滑。重要的是要注意，雖 然主電源20示為三相AC電源，但是電力系統(tǒng)10可適合接收來自任何類型的電源的電力， 包括(但不限于)單相AC電源和DC電源。功率轉(zhuǎn)換器22的功率晶體管電路還允許DC母線M上的電力經(jīng)過轉(zhuǎn)化(invert) 并且提供給主電源20。在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)控制器36采用脈寬調(diào)制(PWM)來產(chǎn)生選通 脈沖，以便周期性地開關(guān)功率轉(zhuǎn)換器22的晶體管50，從而向主電源20提供三相AC電力信 號(hào)。與主電源20上的其它負(fù)荷一起，這種再生配置降低對(duì)主電源20的需求。功率變換器觀是三相功率變換器，它可操作以把來自DC母線M的DC電力轉(zhuǎn)化 為三相AC電力。功率變換器觀包括多個(gè)功率晶體管電路，其中包括并聯(lián)晶體管M和二極 管56。各晶體管M可以是例如絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。各晶體管M的控制電極(即， 柵極或基極)連接到驅(qū)動(dòng)控制器36，該驅(qū)動(dòng)控制器36控制功率晶體管電路以將DC母線M 上的DC電力轉(zhuǎn)化為三相AC輸出電力。將功率變換器觀的輸出處的三相AC電力提供給起重電動(dòng)機(jī)12。在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)控制器36采用PWM來產(chǎn)生選通脈沖，以便周期性地開 關(guān)功率變換器觀的晶體管54，從而向起重電動(dòng)機(jī)12提供三相AC電力信號(hào)。驅(qū)動(dòng)控制器36 可通過調(diào)整送往晶體管M的選通脈沖的頻率和時(shí)長，來改變電梯14移動(dòng)的速度和方向。另外，功率變換器M的功率晶體管電路可操作以對(duì)在電梯14驅(qū)動(dòng)起重電動(dòng)機(jī)12 時(shí)生成的電力進(jìn)行整流。例如，如果起重電動(dòng)機(jī)12正生成電力，則驅(qū)動(dòng)控制器36控制功率 變換器觀的晶體管54，以便允許所生成電力經(jīng)過轉(zhuǎn)換并且提供給DC母線M。平滑電容器 26使功率變換器觀在DC母線M上提供的轉(zhuǎn)換電力平滑。DC母線M上的再生電力可用 于對(duì)ES系統(tǒng)32的存儲(chǔ)元件再充電，可如上所述返回給主電源20，或者可在動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻器 (未示出)中耗散。起重電動(dòng)機(jī)12控制電梯轎廂40與配重42之間的移動(dòng)速度和方向。驅(qū)動(dòng)起重電 動(dòng)機(jī)12所需的電力隨電梯14的加速度和方向以及電梯轎廂40中的負(fù)荷而變化。例如，如 果電梯轎廂40正被加速，以大于配重42的重量的負(fù)荷(即，重負(fù)荷)上行，或者以小于配 重42的重量的負(fù)荷(即，輕負(fù)荷)下行，則要求最大電力量來驅(qū)動(dòng)起重電動(dòng)機(jī)12。在這種 情況下，起重電動(dòng)機(jī)12的電力需求為正值。如果電梯轎廂40以重負(fù)荷下行或者以輕負(fù)荷 上行，則電梯轎廂40驅(qū)動(dòng)起重電動(dòng)機(jī)12，從而再生能量。在負(fù)電力需求的這種情況下，起重 電動(dòng)機(jī)12生成三相AC電力，該三相AC電力由功率變換器觀在驅(qū)動(dòng)控制器36的控制下轉(zhuǎn) 換成DC電力。如上所述，可將經(jīng)轉(zhuǎn)換的DC電力返回給主電源20，用于對(duì)ES系統(tǒng)32再充 電，和/或在橫跨DC母線M連接的動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻器中耗散。如果電梯14正采用平衡負(fù)荷 以固定速度調(diào)平或運(yùn)行，則它可使用較小電力量。如果起重電動(dòng)機(jī)12既沒有電動(dòng)回轉(zhuǎn)也沒 有生成電力(S卩，空閑(idle))，則起重電動(dòng)機(jī)12的電力需求接近零。應(yīng)當(dāng)注意，雖然單個(gè)起重電動(dòng)機(jī)12示為連接到電力系統(tǒng)10，但是電力系統(tǒng)10可修 改為對(duì)多個(gè)起重電動(dòng)機(jī)12供電。例如，多個(gè)功率變換器觀可橫跨DC母線M并聯(lián)，以便向 多個(gè)起重電動(dòng)機(jī)12提供電力。另外，雖然ES系統(tǒng)32示為連接到DC母線M，但是ES系統(tǒng) 32可以備選地連接到功率轉(zhuǎn)換器22的三相輸入的一相。ES系統(tǒng)32可包括能夠存儲(chǔ)電能的串聯(lián)或并聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)裝置。當(dāng)ES系統(tǒng)32 存儲(chǔ)電能時(shí)，存儲(chǔ)狀態(tài)可稱作充電狀態(tài)(state-Of-Charge，S0C)。在一些實(shí)施例中，ES系統(tǒng) 32包括至少一個(gè)超級(jí)電容器，它可包括對(duì)稱或不對(duì)稱超級(jí)電容器。在其它實(shí)施例中，ES系 統(tǒng)32包括至少一個(gè)輔助或可再充電電池，它可包括下列任一個(gè)鎳鎘(NiCd)、鉛酸、鎳金屬 氫化物(NiMH)、鋰離子(Li-ion)、鋰離子聚合物(Li-Poly)、鐵電極、鎳鋅、二氧化鋅/堿/ 錳、鋅溴流、釩流和鈉硫電池。在其它實(shí)施例中，ES系統(tǒng)32是機(jī)械能量存儲(chǔ)系統(tǒng)。例如，諸如飛輪等機(jī)械裝置可 用于存儲(chǔ)動(dòng)能。圖2是連接到再生驅(qū)動(dòng)四和ES系統(tǒng)控制器34的驅(qū)動(dòng)控制器36的框圖。驅(qū)動(dòng)控 制器36包括處理器60、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置模塊62和起重電動(dòng)機(jī)操作模塊64。驅(qū)動(dòng)控制器36 還可包括圖2中沒有具體示出的其它組件。起重電動(dòng)機(jī)操作模塊64向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置模塊 62提供輸入，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置模塊62向處理器60提供輸入。根據(jù)來自數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置模塊62 的輸入，處理器60生成控制再生驅(qū)動(dòng)四和ES系統(tǒng)控制器34的操作的信號(hào)。圖3是用于根據(jù)目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)來管理在電梯起重電動(dòng)機(jī)12、主電源20和ES系統(tǒng) 32之間交換的電力的過程的流程圖。在這個(gè)示例中，ES系統(tǒng)32存儲(chǔ)電能，并且存儲(chǔ)狀態(tài)是充電狀態(tài)(SOC)。預(yù)測使用模式首先根據(jù)預(yù)見起重電動(dòng)機(jī)需求(forecast hoist motor demand)來建立(步驟70)，預(yù)見起重電動(dòng)機(jī)需求可包括以往或預(yù)測需求或者它們兩者的組 合。起重電動(dòng)機(jī)操作模塊64監(jiān)測電梯起重電動(dòng)機(jī)12的使用特性，并且將與這些使用特性 相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置模塊62中。在一些實(shí)施例中，使用特性包括電梯起重電動(dòng) 機(jī)12的每次運(yùn)行之間的時(shí)間和每次運(yùn)行的電力需求。使用特性還可包括例如每次運(yùn)行期 間傳送的乘客數(shù)量、每次運(yùn)行期間的電梯轎廂40中的負(fù)荷(由負(fù)荷傳感器46所測量)以 及每次運(yùn)行的時(shí)長等信息。建筑物時(shí)間表(building schedule)也可被認(rèn)為是制訂預(yù)測使 用模式的一部分。將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置模塊62中的數(shù)據(jù)提供給處理器60，處理器60分析使用 特性以確定使用模式。在一些實(shí)施例中，處理器62采用對(duì)數(shù)據(jù)的順序數(shù)據(jù)分析，其中當(dāng)數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置模塊62時(shí)為模式分析數(shù)據(jù)。處理器62可在各電梯運(yùn)行之后更新預(yù) 測使用模式，以便確保模式基于盡可能多的數(shù)據(jù)點(diǎn)。然后，處理器60根據(jù)預(yù)測使用模式來設(shè)置ES系統(tǒng)32的目標(biāo)SOC(步驟7 。具 體來說，對(duì)于預(yù)測使用模式中的各點(diǎn)，建立目標(biāo)S0C，它使ES系統(tǒng)32中存儲(chǔ)的能量的量為 最大，同時(shí)使主電源20保持為低于電流和電壓極限，并且使ES系統(tǒng)32保持在存儲(chǔ)容量極 限之內(nèi)。要在給定時(shí)間設(shè)置ES系統(tǒng)30的目標(biāo)S0C，處理器60監(jiān)測電梯14的當(dāng)前使用特 性(current usage characteristic)，并且將這些使用特性與預(yù)測使用模式相關(guān)。當(dāng)建立 相對(duì)預(yù)測使用模式的當(dāng)前使用狀態(tài)時(shí)，設(shè)置當(dāng)前使用狀態(tài)的目標(biāo)S0C。通過確定電梯14相 對(duì)預(yù)測使用模式的當(dāng)前使用狀態(tài)，處理器60可預(yù)測未來能量需求，并且相應(yīng)地調(diào)整ES系統(tǒng) 32的目標(biāo)SOC。通過觀測主電源20的電力極限，對(duì)主電源20的總電力需求降低，這準(zhǔn)許將電力從 主電源20輸送給電力系統(tǒng)10的組件的尺寸減小。另外，當(dāng)ES系統(tǒng)32的SOC保持在目標(biāo) SOC附近時(shí)，可通過控制ES系統(tǒng)32的擺動(dòng)充電極限(swing charge limit)來延長ES系統(tǒng) 32的壽命。雖然在所述實(shí)施例中建立使用模式和設(shè)置目標(biāo)SOC由驅(qū)動(dòng)控制器36的處理器 60來進(jìn)行，但是這些功能也可由控制電梯14的調(diào)度的處理器或者由連接到驅(qū)動(dòng)控制器36 的獨(dú)立專用處理器來執(zhí)行。作為一個(gè)示例，預(yù)測使用模式可指明，在周一至周五早晨時(shí)間段，大量乘客乘坐電 梯上升至其樓層，并且電梯一般空載返回到主層。在那個(gè)時(shí)間段期間，預(yù)計(jì)將存在電梯電動(dòng) 機(jī)對(duì)電力的正需求，并且較低再生(負(fù)需求)發(fā)生。在那個(gè)時(shí)間段中，目標(biāo)SOC可能較高， 使得再生和電網(wǎng)提供電力(在空閑時(shí)間期間)用于對(duì)ES 32充電。通過計(jì)算已經(jīng)上行的 乘客數(shù)量并且與乘客的預(yù)測模式進(jìn)行比較，可比僅使用日時(shí)完成目標(biāo)SOC的更準(zhǔn)確設(shè)置(a more accurate setting of target SOC can be made then is only time of day were used) 0如果SOC目標(biāo)導(dǎo)致電流高于設(shè)計(jì)極限，則調(diào)度器可調(diào)整電梯停止位置的時(shí)間，以便 在滿足SOC要求的同時(shí)允許較低等級(jí)的電流。在這個(gè)示例中，在周一至周五的傍晚，大多數(shù)乘客將下行到主層，并且較少人上 行。因此，預(yù)計(jì)比正需求更多的再生(負(fù)需求)將發(fā)生。在那個(gè)時(shí)間段期間，目標(biāo)SOC可減 小，因?yàn)樵诳臻e周期中將不太需要對(duì)ES系統(tǒng)32充電。大多數(shù)再充電可通過再生來提供。驅(qū)動(dòng)控制器36控制在起重電動(dòng)機(jī)12、主電源20和ES系統(tǒng)32之間交換的電力， 以便解決起重電動(dòng)機(jī)12的電力需求，并且使ES系統(tǒng)32的SOC保持在目標(biāo)SOC附近(步驟 74)。電壓調(diào)節(jié)器30 (圖1)建立電梯起重電動(dòng)機(jī)12的電力需求，并且向驅(qū)動(dòng)控制器36提供與這個(gè)需求相關(guān)的信號(hào)。當(dāng)起重電動(dòng)機(jī)12的電力需求為正值時(shí)，電力至少部分從ES系 統(tǒng)32提供給起重電動(dòng)機(jī)12，同時(shí)ES系統(tǒng)的SOC處于或高于目標(biāo)S0C。由ES系統(tǒng)32所提 供的電力的比例也可以是SOC與目標(biāo)SOC的接近性的函數(shù)。更具體來說，當(dāng)ES系統(tǒng)32的 SOC接近目標(biāo)SOC時(shí)，電力的較小部分可由ES系統(tǒng)32提供給起重電動(dòng)機(jī)12。驅(qū)動(dòng)控制器 36控制再生驅(qū)動(dòng)四和ES系統(tǒng)控制器34，以便按照適當(dāng)比率向起重電動(dòng)機(jī)12提供電力。當(dāng)起重電動(dòng)機(jī)12的電力需求為負(fù)值時(shí)，來自起重電動(dòng)機(jī)12的再生電力可輸送給 ES系統(tǒng)32，同時(shí)ES系統(tǒng)32的SOC低于目標(biāo)S0C。當(dāng)ES系統(tǒng)32的SOC在負(fù)起重電動(dòng)機(jī)電 力需求周期中處于或高于目標(biāo)SOC時(shí)，來自起重電動(dòng)機(jī)12的再生電力可輸送給主電源20。 在負(fù)電力需求周期中從起重電動(dòng)機(jī)12輸送給ES系統(tǒng)32的電力的比例也可以是SOC與目 標(biāo)SOC的接近性的函數(shù)，并且提供系統(tǒng)使用壽命與能量效率目標(biāo)之間的設(shè)計(jì)折衷。驅(qū)動(dòng)控 制器36控制再生驅(qū)動(dòng)四和ES系統(tǒng)控制器34，以便按照適當(dāng)比率從起重電動(dòng)機(jī)12向電源 20和ES系統(tǒng)32輸送電力。當(dāng)起重電動(dòng)機(jī)12的電力需求接近零時(shí)，處理器60可控制再生驅(qū)動(dòng)四和ES系統(tǒng) 控制；34以便將電力從主電源20輸送給ES系統(tǒng)32，同時(shí)ES系統(tǒng)32的SOC低于目標(biāo)S0C。 這將ES系統(tǒng)32再充電到目標(biāo)SOC附近，這確保有效地解決起重電動(dòng)機(jī)12的預(yù)計(jì)電力需求 (根據(jù)預(yù)測使用模式)。通過使ES系統(tǒng)32的SOC保持在目標(biāo)SOC附近，ES系統(tǒng)32還可在主電源20故障 的情況下解決起重電動(dòng)機(jī)12的電力需求。目標(biāo)SOC設(shè)置成使得當(dāng)起重電動(dòng)機(jī)12正再生電 力時(shí)電力可被輸送給ES系統(tǒng)32，而無需耗散任何能量。另外，目標(biāo)SOC高到足以在主電源 20故障之后允許起重電動(dòng)機(jī)12的擴(kuò)展正電力需求操作。在主電源20故障期間，ES系統(tǒng)32解決起重電動(dòng)機(jī)12的電力需求。因此，如果起 重電動(dòng)機(jī)12的電力需求為正值，則ES系統(tǒng)32提供該需求，以及如果起重電動(dòng)機(jī)12的電力 需求為負(fù)值，則ES系統(tǒng)32存儲(chǔ)由起重電動(dòng)機(jī)12再生的電力。ES系統(tǒng)32可控制成作為ES 系統(tǒng)32的SOC的函數(shù)并且僅當(dāng)ES系統(tǒng)32的SOC處于某個(gè)范圍之內(nèi)時(shí)才解決起重電動(dòng)機(jī) 電力需求。總之，本發(fā)明涉及管理包括電梯起重電動(dòng)機(jī)、主電源和電能存儲(chǔ)(EQ系統(tǒng)的電梯 系統(tǒng)中的電力。起重電動(dòng)機(jī)的預(yù)測使用模式根據(jù)以往起重電動(dòng)機(jī)電力需求來建立。ES系統(tǒng) 的目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)(例如S0C)則根據(jù)預(yù)測使用模式來設(shè)置。在起重電動(dòng)機(jī)、主電源和ES系 統(tǒng)之間交換的電力被控制成解決起重電動(dòng)機(jī)的電力需求以及將ES系統(tǒng)的存儲(chǔ)狀態(tài)保持在 目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)附近。通過根據(jù)以往運(yùn)輸量(traffic)和電力需求模式來控制ES系統(tǒng)的存 儲(chǔ)狀態(tài)，可使ES系統(tǒng)中存儲(chǔ)的能量為最大，同時(shí)將其保持在從主電源所汲取的峰值功率的 約束和ES系統(tǒng)的存儲(chǔ)極限之內(nèi)，并且使耗散再生電力的需要為最小。另外，當(dāng)ES系統(tǒng)的存 儲(chǔ)狀態(tài)保持在目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)附近時(shí)，可通過控制ES系統(tǒng)的擺動(dòng)充電極限來延長ES系統(tǒng)的 壽命ο雖然參照優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)知道，可在形式和 細(xì)節(jié)方面進(jìn)行變更，而沒有背離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于管理包括電梯起重電動(dòng)機(jī)、主電源和能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的電梯系統(tǒng)中的電力分 配的方法，所述方法包括下列步驟至少部分根據(jù)起重電動(dòng)機(jī)需求數(shù)據(jù)來建立預(yù)測使用模式；根據(jù)所述預(yù)測使用模式來設(shè)置所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)；以及控制在所述起重電動(dòng)機(jī)、所述主電源和所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)之間交換的電力，以便解決 所述起重電動(dòng)機(jī)的電力需求以及將所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的所述存儲(chǔ)狀態(tài)保持在所述目標(biāo)存 儲(chǔ)狀態(tài)附近。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，建立預(yù)測使用模式包括存儲(chǔ)電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)，其中包括運(yùn)行之間的時(shí)間和每次運(yùn)行的電力需求；以及分析所述電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)以確定使用模式。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，分析所述電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)包括進(jìn)行所述電梯運(yùn)行數(shù) 據(jù)的順序分析。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述控制步驟包括按照作為所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)狀態(tài)與所述目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)的接近性的函數(shù)的比例， 采用所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)來解決起重電動(dòng)機(jī)電力需求。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)所述起重電動(dòng)機(jī)的電力需求為負(fù)值時(shí)，所述控制 步驟包括把來自所述起重電動(dòng)機(jī)的再生電力輸送給所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，同時(shí)所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng) 的所述存儲(chǔ)狀態(tài)低于所述目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)；以及把來自所述起重電動(dòng)機(jī)的再生電力輸送給所述主電源，同時(shí)所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的所述 存儲(chǔ)狀態(tài)處于或高于所述目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)所述起重電動(dòng)機(jī)的電力需求接近零時(shí)，所述控制 步驟包括把來自所述主電源的電力輸送給所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，同時(shí)所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的所述存 儲(chǔ)狀態(tài)低于所述目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)所述起重電動(dòng)機(jī)的電力需求為正值時(shí)，所述控制 步驟包括將電力至少部分從所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)提供給所述起重電動(dòng)機(jī)，同時(shí)所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng) 的所述存儲(chǔ)狀態(tài)處于或高于所述目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)測使用模式部分基于預(yù)測建筑物時(shí)間表。
9.一種用于采用主電源和能量存儲(chǔ)系統(tǒng)來解決起重電動(dòng)機(jī)的電力需求的方法，所述方 法包括監(jiān)測與所述起重電動(dòng)機(jī)需求相關(guān)的使用特性；將所述使用特性與所存儲(chǔ)的使用模式相關(guān)；根據(jù)所述使用特性和所述使用模式來設(shè)置所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)；以及控制在所述起重電動(dòng)機(jī)、所述主電源和所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)之間交換的電力，以便解決 所述起重電動(dòng)機(jī)的電力需求以及將所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的所述存儲(chǔ)狀態(tài)保持在所述目標(biāo)存 儲(chǔ)狀態(tài)附近。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述使用特性包括所述起重電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行之間的時(shí)間和每次運(yùn)行的電力需求。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述控制步驟包括按照作為所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)狀態(tài)與所述目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)的接近性的函數(shù)的比例， 采用所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)來解決起重電動(dòng)機(jī)電力需求。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，當(dāng)所述起重電動(dòng)機(jī)的電力需求為負(fù)值時(shí)，所述控 制步驟包括把來自所述起重電動(dòng)機(jī)的再生電力輸送給所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，同時(shí)所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng) 的所述存儲(chǔ)狀態(tài)低于所述目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)；以及把來自所述起重電動(dòng)機(jī)的再生電力輸送給所述主電源，同時(shí)所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的所述 存儲(chǔ)狀態(tài)處于或高于所述目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，當(dāng)所述起重電動(dòng)機(jī)的電力需求接近零時(shí)，所述控 制步驟包括把來自所述主電源的電力輸送給所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，同時(shí)所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的所述存 儲(chǔ)狀態(tài)低于所述目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，當(dāng)所述起重電動(dòng)機(jī)的電力需求為正值時(shí)，所述控 制步驟包括將電力至少部分從所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)提供給所述起重電動(dòng)機(jī)，同時(shí)所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng) 的所述存儲(chǔ)狀態(tài)處于或高于所述目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括在起重電動(dòng)機(jī)運(yùn)行之后更新所述使用模式。
16.一種電梯系統(tǒng)，包括電梯起重電動(dòng)機(jī)，可操作以控制電梯轎廂的移動(dòng)；電梯電力系統(tǒng)，連接到所述電梯起重電動(dòng)機(jī)，可操作以解決所述電梯起重電動(dòng)機(jī)的電 力需求，所述電梯電力系統(tǒng)連接成接收來自主電源的電力，并且包括能量存儲(chǔ)系統(tǒng)；以及控制器，可操作以根據(jù)所述電梯起重電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前使用特性和預(yù)測使用模式來設(shè)置所 述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)，其中所述控制器還可操作以控制所述起重電動(dòng)機(jī)、所述 主電源和所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)之間交換的電力，以便解決所述起重電動(dòng)機(jī)的電力需求并且使 所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的所述存儲(chǔ)狀態(tài)保持在所述目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)附近。
17.如權(quán)利要求16所述的電梯系統(tǒng)，其中，所述控制器按照作為所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的 存儲(chǔ)狀態(tài)與所述目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)的接近性的函數(shù)的比例，采用所述能量存儲(chǔ)系統(tǒng)來解決起重 電動(dòng)機(jī)電力需求。
18.如權(quán)利要求16所述的電梯系統(tǒng)，其中，所述控制器存儲(chǔ)包括所述起重電動(dòng)機(jī)的運(yùn) 行之間的時(shí)間和每次運(yùn)行的電力需求的電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)，并且分析所述電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)以確定 使用模式。
19.如權(quán)利要求16所述的電梯系統(tǒng)，其中，所述控制器在起重電動(dòng)機(jī)運(yùn)行之后更新所 述預(yù)測使用模式。
20.如權(quán)利要求16所述的電梯系統(tǒng)，其中，所述當(dāng)前使用特性包括所述起重電動(dòng)機(jī)的 運(yùn)行之間的時(shí)間和每次運(yùn)行的電力需求。
全文摘要
在包括電梯起重電動(dòng)機(jī)(12)、主電源(20)和能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(32)的電梯系統(tǒng)中管理電力分配。起重電動(dòng)機(jī)的預(yù)測使用模式根據(jù)電梯系統(tǒng)或者相似建筑物的相似電梯系統(tǒng)中的以往起重電動(dòng)機(jī)電力需求來建立。能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)則根據(jù)預(yù)測使用模式來設(shè)置。在起重電動(dòng)機(jī)、主電源和能量存儲(chǔ)系統(tǒng)之間交換的電力被控制成解決起重電動(dòng)機(jī)的電力需求以及將能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)狀態(tài)保持在目標(biāo)存儲(chǔ)狀態(tài)附近。
文檔編號(hào)B66B1/30GK102143902SQ200880131030
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2008年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月4日
發(fā)明者S·M·奧吉亞努, W·A·維羅尼斯 申請(qǐng)人:奧蒂斯電梯公司