專利名稱：電梯直流微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能量管理系統(tǒng)，尤其涉及一種電梯直流微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。
背景技術：
采用變頻技術驅動的垂直載客電梯運行過程中，存在兩個特殊的工作狀態(tài)輕載上行和重載下行。在這兩個特殊工況下，電梯的電機實際處于制動發(fā)電狀態(tài)，會產(chǎn)生一定量的再生電能。因為變頻器限制了能量的單相流動，故這部分再生電能不能回饋入電網(wǎng)。出于對器件的保護等目的，在實際應用中，這部分電能通常采用投入能耗制動電阻發(fā)熱而消耗掉。直接采用電阻發(fā)熱的方式，雖然技術簡單，成本低廉，但是電阻發(fā)熱不僅惡化了電梯機房的工作環(huán)境，而且浪費能量。此外，為維持機房的工作溫度，而采用空調降溫，還將額外消耗電能。因而，電梯再生能量回收利用技術，成為目前電梯節(jié)能領域的主要技術。由于電梯再生的能量為高壓直流電能，需要經(jīng)過轉化才能為其他電器使用。目前主要方法是將該電能逆變?yōu)橥ㄓ秒娔?，饋入電網(wǎng)或供給其他用電電器或給蓄電池充電存儲。隨著終端用戶新能源不斷引入，各種新能源發(fā)電系統(tǒng)互連成為必然，成為終端用戶的內部微電網(wǎng)。由于新能源發(fā)電通常具有不穩(wěn)定和隨機性等特點，各發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調控制，提高能源的整體利用率具有重要意義。由于建筑業(yè)的發(fā)展，電梯使用量增長迅速，對電梯的節(jié)能需求也在不斷增加。目前已出現(xiàn)使用太陽能光伏發(fā)電或風力發(fā)電的電能作為電梯的驅動能源，但是各種能源的合理轉換，目前還沒有合理的技術方案。
發(fā)明內容發(fā)明目的本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種電梯直流微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，采用該系統(tǒng)可以支持電梯使用多種能源供電，并合理分配各種能源，通過無線傳感器網(wǎng)絡，對能量管進行合理調度，也可通過以太網(wǎng)與上位機通訊，進行負荷和發(fā)電預測，提高能源分配和調度效果。技術方案為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型所采用的技術方案為一種電梯直流微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，包括直流微網(wǎng)和管理控制裝置，直流微網(wǎng)包括永磁同步電動機、雙PWM變流器、光伏組件、蓄電池、光伏控制器、電網(wǎng)和雙向DC/DC控制器， 具有雙向功率流動的雙PWM變流器包括通過直流母線連接的電機側PWM變流器和電網(wǎng)側 PWM變流器，電機側PWM變流器與永磁同步電動機連接，電網(wǎng)側PWM變流器與電網(wǎng)連接，雙向 DC/DC控制器一端連接蓄電池，另一端連接直流母線，光伏控制器一端連接光伏組件，另一端連接直流母線，管理控制裝置包括有機組合的能量管理器、管理計算機和人機控制界面， 直流微網(wǎng)和管理控制裝置通過無線傳感器無線連接。具有雙向功率流動的雙PWM變流器、 雙向功率流的雙向DC/DC變換器和光伏控制器之間組成直流微網(wǎng)，它們與管理控制裝置通過基于無線傳感器組成基于Zigbee的無線傳感器網(wǎng)絡，可通過管理控制裝置進行能量調度，從而達到各種能源互補和優(yōu)化利用得目的，也支持其他新能源的接入。所述的雙PWM變流器設置有用于協(xié)調控制的TMS320F28335浮點DSP芯片和實現(xiàn)
3無線傳感器網(wǎng)絡接口的JN5139芯片。利用JN5139芯片實現(xiàn)的無線傳感器網(wǎng)絡接口。所述的雙向DC/DC控制器設置有實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡接口 JN5139芯片。利用 JN5139芯片實現(xiàn)的無線傳感器網(wǎng)絡接口。所述的光伏控制器設置有實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡接口 JN5139芯片。利用JN5139芯片實現(xiàn)的無線傳感器網(wǎng)絡接口。所述的能量管理器設置有實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡接口 JN5139芯片、以太網(wǎng)控制芯片CP2200和TMS320F283;35接口。實現(xiàn)了與上位機Socket通訊，通過上位機獲取環(huán)境參數(shù)和氣象預測數(shù)據(jù)，為電能使用規(guī)劃提供基礎。有益效果本實用新型與現(xiàn)有技術相比，其有益效果是1、采用該系統(tǒng)可以給電梯提供多種能源供電，并合理分配各種能源；2、由具有雙向功率流動的雙PWM變流器、雙向功率流的雙向DC/DC控制器和光伏控制器之間組成直流微網(wǎng)，它們與管理控制裝置通過基于無線傳感器組成的無線傳感器網(wǎng)絡，可通過管理控制裝置進行能量調度，也可通過以太網(wǎng)與上位機通訊，進行負荷和發(fā)電預測，進一步提高能源分配和調度效果；3、由于采用直流母線，支持其他新能源的接入。

圖1為本實用新型的框圖；圖2為管理控制裝置框圖；圖3為TMS320M8335芯片的端子圖；圖4為TPS767D301芯片的端子圖；圖5為14腳DIP插件的端子圖；圖6為CP2200芯片的端子圖；圖7為HR911103A的原理圖；圖8為JN5139芯片的端子圖；1、永磁同步電動機，2、電機側PWM變流器，3、直流母線，4、電網(wǎng)側PWM變流器，5、電網(wǎng)，6、蓄電池，7、雙向DC/DC控制器，8、光伏控制器，9、光伏組件，10、能量管理器，11、管理計算機，12、人機控制界面。
具體實施方式
以下結合附圖，通過一個最佳實施例，對本實用新型技術方案進行詳細說明，但是本實用新型的保護范圍不局限于所述實施例。如圖1和圖2所示，一種電梯直流微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，包括直流微網(wǎng)和管理控制裝置，直流微網(wǎng)包括永磁同步電動機1、雙PWM變流器13、光伏組件9、蓄電池6、光伏控制器8、 電網(wǎng)5和雙向DC/DC控制器7，具有雙向功率流動的雙PWM變流器13包括通過直流母線3 連接的電機側PWM變流器2和電網(wǎng)側PWM變流器4，電機側PWM變流器2與永磁同步電動機 1連接，電網(wǎng)側PWM變流器4與電網(wǎng)5連接，雙向DC/DC控制器7 —端連接蓄電池6，另一端連接直流母線3，光伏控制器8 —端連接光伏組件9，另一端連接直流母線3，管理控制裝置包括有機組合的能量管理器10、管理計算機11和人機控制界面12，直流微網(wǎng)和管理控制裝置通過無線傳感器連接，所述的雙PWM變流器13設置有用于協(xié)調控制的TMS320F28335浮點DSP芯片和實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡接口的JN5139芯片，所述的雙向DC/DC控制器7設置有實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡接口 JN5139芯片，所述的光伏控制器8設置有實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡接口 JN5139芯片，所述的能量管理器10設置有實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡接口 JN5139芯片、以太網(wǎng)控制芯片CP2200和TMS320F283!35接口。電機側PWM變流器2和電網(wǎng)側PWM變流器4具有雙向功率流動特性，既可工作在整理狀態(tài)，也可工作在逆變狀態(tài)，其調制方式采用空間矢量調制(SVM)，它們組成電機的雙 PWM變流器，并具有無線傳感器網(wǎng)絡接口，雙PWM變流器13由TMS320F28335DSP統(tǒng)一控制， 其目的是統(tǒng)一采集電機側PWM變流器2的功率Ps、電網(wǎng)側PWM變流器4的功率P以及直流母線3注入至雙PWM變流器13的功率PD，這樣便于雙PWM變流器13協(xié)調控制上述三種功率的平衡，以提高電網(wǎng)5和永磁同步電動機1之間雙向功率流動的響應速度和直流母線3 電壓的穩(wěn)定。蓄電池6可通過雙向DC/DC控制器7向直流母線3供電，也可從直流母線3吸收能量進行充電。光伏組件9通過光伏控制器8也可向直流母線3供電。在所有模式中且在電網(wǎng)5不斷電的情況下，電網(wǎng)側PWM變流器4均參與工作，實現(xiàn)能量平衡，當能量不足時運行在整流狀態(tài)，從電網(wǎng)吸收能量；能量多余時運行在逆變狀態(tài)，將能量回饋給電網(wǎng)5。能量管理器10是這個系統(tǒng)的核心，其控制通過無線傳感器網(wǎng)絡協(xié)調進行，它除管理無線傳感器網(wǎng)絡外，具有無線通訊和以太網(wǎng)通訊接口，可與上位機連接，接收更高層次的管理調度。DSP芯片Ul采用圖3所示的TMS320F283;35芯片，經(jīng)過DSP Ul處理的信號通過其 UART 口輸出到無線傳感器芯片U6，無線傳感器芯片U6采用JN5139芯片，信號經(jīng)過無線芯片TO的處理，通過發(fā)射接收天線發(fā)射信號。發(fā)射接收天線同時接收來自其他傳感器節(jié)點的信號。Ul通過IO 口與以太網(wǎng)控制芯片雙向通訊，并通過RJ45接口與上位機通訊。電源芯片U2采用圖4所示的TPS767D301，將5V電源轉換成DSP需要的3. 3V和 1. 9V以及參考電壓。JTAG接口 U3采用圖5所示的14腳DIP插件，分別連接DSP調試接口和仿真器。以太網(wǎng)控制芯片U4采用圖6所示的CP2200，其比傳統(tǒng)的微機中使用的以太網(wǎng)控制芯片管腳少，連線方便。其中ADO AD7為以太網(wǎng)與DSP的數(shù)據(jù)傳輸接口，采用并行通訊方式，提高傳輸速度。INT、RD、WR為U4控制引腳，與DSP的IO腳相連。RX+、RX-，TX+、 TX-分別為以太網(wǎng)接收和發(fā)送引腳，與RJ45接口引腳相連。RJ45接口件采用如圖7所示的 HR911103A,內嵌隔離變壓器和LED指示燈，GLEDA和YLEDA分別為LED控制接口，與DSP IO 腳相連。TO為無線傳感器芯片，主芯片采用圖8所示的JN5139。J5為調試接口，DI06和 DI07與U6相應IO腳相連，GPI022、GPI023與DSP的UART腳相連，將無線傳感器網(wǎng)絡傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)傳送至DSP，供處理和向上位機發(fā)送。
權利要求1.一種電梯直流微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，其特征在于包括直流微網(wǎng)和管理控制裝置，直流微網(wǎng)包括永磁同步電動機(1)、雙PWM變流器(13)、光伏組件(9)、蓄電池(6)、光伏控制器(8)、電網(wǎng)(5)和雙向DC/DC控制器(7)，具有雙向功率流動的雙PWM變流器(13)包括通過直流母線(3)連接的電機側PWM變流器⑵和電網(wǎng)側PWM變流器(4)，電機側PWM變流器⑵與永磁同步電動機⑴連接，電網(wǎng)側PWM變流器⑷與電網(wǎng)(5)連接，雙向DC/DC控制器(7) —端連接蓄電池(6)，另一端連接直流母線(3)，光伏控制器(8) —端連接光伏組件(9)，另一端連接直流母線(3)，管理控制裝置包括有機組合的能量管理器(10)、管理計算機(11)和人機控制界面(12)，直流微網(wǎng)和管理控制裝置通過無線傳感器連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的電梯直流微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，其特征在于所述的雙PWM變流器(13)設置有用于協(xié)調控制的TMS320F28335浮點DSP芯片和實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡接口的JN5139芯片。
3.根據(jù)權利要求1所述的電梯直流微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，其特征在于所述的雙向DC/DC 控制器(7)設置有實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡接口 JN5139芯片。
4.根據(jù)權利要求1所述電梯直流微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，其特征在于所述的光伏控制器 (8)設置有實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡接口 JN5139芯片。
5.根據(jù)權利要求1所述電梯直流微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，其特征在于所述的能量管理器(10)設置有實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡接口 JN5139芯片、以太網(wǎng)控制芯片CP2200和 TMS320F28335 接口。
專利摘要本實用新型公開了一種電梯直流微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。該能量管理系統(tǒng)包括直流微網(wǎng)和管理控制裝置，直流微網(wǎng)包括永磁同步電動機、雙PWM變流器、光伏組件、蓄電池、光伏控制器、電網(wǎng)和雙向DC/DC控制器，具有雙向功率流動的雙PWM變流器包括通過直流母線連接的電機側PWM變流器和電網(wǎng)側PWM變流器，雙向DC/DC控制器一端連接蓄電池，另一端連接直流母線，光伏控制器一端連接光伏組件，另一端連接直流母線，管理控制裝置包括有機組合的能量管理器、管理計算機和人機控制界面，直流微網(wǎng)和管理控制裝置通過無線傳感器連接。采用該方案，可以支持電梯使用多種能源供電，合理分配各種能源，通過無線網(wǎng)絡對能量管進行合理調度，提高能源分配和調度效果。
文檔編號B66B1/06GK202046767SQ20112008430
公開日2011年11月23日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權日2011年3月28日
發(fā)明者史旺旺, 楊鵬, 謝曉紀, 陳曉進 申請人:江蘇通用電梯有限公司