羅志群， 萬(wàn)健如， 黃紹倫， 韓偉偉

(1．天津大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院，天津300072;2．廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院，廣東廣州501655)

超級(jí)電容儲(chǔ)能式電梯應(yīng)用研究

羅志群1，2， 萬(wàn)健如1， 黃紹倫2， 韓偉偉1

(1．天津大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院，天津300072;2．廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院，廣東廣州501655)

針對(duì)現(xiàn)有的回饋并網(wǎng)型電梯節(jié)能技術(shù)存在的并網(wǎng)諧波及干擾的不足，設(shè)計(jì)了基于超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)能式電梯系統(tǒng)。通過(guò)雙向DC－DC變換器實(shí)現(xiàn)電梯回饋能量的存儲(chǔ)與再利用;同時(shí)針對(duì)電梯系統(tǒng)，對(duì)超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置的參數(shù)設(shè)計(jì)并給出了分析方法。仿真及樣機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)回饋能量的有效利用，節(jié)能效果達(dá)到26%，并且保持原轉(zhuǎn)矩和速度的平穩(wěn)性，超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置未對(duì)原有電梯系統(tǒng)的舒適性和安全性造成影響。

超級(jí)電容;電梯;儲(chǔ)能;節(jié)能;參數(shù)選擇

0引言

據(jù)國(guó)家特種設(shè)備主管部門近期的統(tǒng)計(jì)，截止到2013年第一季度我國(guó)電梯在用量已達(dá)250萬(wàn)臺(tái)，是全球在用電梯最多的國(guó)家。2012年全國(guó)生產(chǎn)電梯43多萬(wàn)臺(tái)，產(chǎn)量居世界第一;近幾年我國(guó)電梯年均增長(zhǎng)率在20%以上，我國(guó)已成為全球最大的電梯市場(chǎng)、最大的電梯制造基地、最大的電梯出口國(guó)。隨著新裝電梯數(shù)量的高速增長(zhǎng)，巨大的電梯能耗已經(jīng)受到各國(guó)政府及相關(guān)部門的重視，如何提高電梯節(jié)能水平，已成為國(guó)家和電梯業(yè)界共同關(guān)注的課題。

電梯作為一種特殊的“垂直交通工具”，本身特點(diǎn)就具有節(jié)能潛質(zhì):在輕載上行、重載下行時(shí)兩種工況下處于再生發(fā)電狀態(tài)，能夠“回饋電能”。國(guó)外根據(jù)電梯能否有效利用這部分能量，將電梯分為“耗能型”和“回饋型”。中國(guó)電梯協(xié)會(huì)曾根據(jù)2006年國(guó)內(nèi)的電梯現(xiàn)狀進(jìn)行了預(yù)測(cè)，如果80%的電梯采用節(jié)能電梯，全年能夠節(jié)省約122億kWh的電能;到2015年，如果所有電梯均采用節(jié)能電梯，全年能夠節(jié)省約800億kWh的電能，相當(dāng)于三峽大壩一年總發(fā)電量。因此，電梯具有巨大的節(jié)能潛力，開(kāi)展電梯節(jié)能技術(shù)研究，具有特別重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)意義。

目前“回饋節(jié)能型”電梯采用的技術(shù)是加裝能量回饋裝置，將電梯的再生能量通過(guò)逆變裝置回饋電網(wǎng)中，以達(dá)到節(jié)約電能的目的［1］。目前市場(chǎng)上已經(jīng)推出幾種功率等級(jí)的產(chǎn)品:如德國(guó)西門子公司推出了電機(jī)四象限運(yùn)行的電壓型交－直－交變頻器;日本富士公司推出了RHR系列、FRENJC列電源再生單元，把有源逆變單元從變頻器中分離出來(lái)，直接作為變頻器的一個(gè)外設(shè)裝置，并聯(lián)到變頻器的直流側(cè)，將再生能量回饋到電網(wǎng)中。這些產(chǎn)品雖然能夠?qū)㈦娞葜苿?dòng)的能量回饋到電網(wǎng)，但回饋電能的并網(wǎng)問(wèn)題仍然沒(méi)有很好解決，會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成一定的負(fù)面影響［2］，在國(guó)內(nèi)推廣受到限制。

隨著超級(jí)電容技術(shù)的興起，儲(chǔ)能技術(shù)在電梯節(jié)能上的應(yīng)用成為新的研究熱點(diǎn)。超級(jí)電容因其具有壽命長(zhǎng)、充放電速率快、高低溫性能好、能量管理簡(jiǎn)單、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，在新能源、電力系統(tǒng)、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域已經(jīng)得到了應(yīng)用，而在電梯上的應(yīng)用研究國(guó)內(nèi)尚處理論研究階段，超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際節(jié)能效果及對(duì)電梯系統(tǒng)的影響應(yīng)用研究鮮有報(bào)道。

基于上述背景，為進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)電梯節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，提高電梯節(jié)能降耗水平，筆者以國(guó)內(nèi)占電梯總數(shù)80%的垂直升降的客梯為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)并研制了超級(jí)電容儲(chǔ)能式電梯，對(duì)超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置參數(shù)選擇進(jìn)行了研究，通過(guò)超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置將電梯回饋的電能儲(chǔ)存，并在需要時(shí)向電梯及其輔助裝置供電，一方面實(shí)現(xiàn)回饋電能的實(shí)時(shí)循環(huán)利用，節(jié)能降耗;另一方面減少對(duì)電網(wǎng)的諧波污染，達(dá)到潔凈節(jié)能的目的［3］;另外，超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置可以作為EPS能源使用，在突然斷電的情況下為電梯提供必要電能使其就近平層，實(shí)現(xiàn)有效的緊急救援。為進(jìn)一步驗(yàn)證超級(jí)電容儲(chǔ)能式電梯的實(shí)際運(yùn)行效果，對(duì)2.5m/s的電梯進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。

1 建模及參數(shù)設(shè)計(jì)

1.1 超級(jí)電容儲(chǔ)能式電梯結(jié)構(gòu)及功能

超級(jí)電容儲(chǔ)能式電梯原理結(jié)構(gòu)圖如圖1所示［4］。與現(xiàn)有電梯區(qū)別是，在直流母線電容與交流電網(wǎng)之間加裝了超級(jí)電容儲(chǔ)能式裝置。

為了更合理的利用電能，對(duì)超級(jí)電容設(shè)置了儲(chǔ)能上、下限閾值，設(shè)計(jì)的超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)功能主要有:

1)回饋電能存儲(chǔ):當(dāng)電梯處于再生電能工況時(shí)，回饋到DC Bus的再生能量快速儲(chǔ)存到超級(jí)電容器組中，在此過(guò)程中，控制使得直流母線電壓udc始終穩(wěn)定在510～680 V內(nèi)。在這個(gè)過(guò)程中，如果檢測(cè)到超級(jí)電容器組端電壓越過(guò)上限，則立即關(guān)閉雙向DC－DC，并打開(kāi)并聯(lián)在變頻器直流母線的泄放電路，將多余能量進(jìn)行泄放。

2)功率輸出補(bǔ)償:當(dāng)電梯處于耗能運(yùn)行工況時(shí)，超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置向直流母線輸出功率，將儲(chǔ)存的能量輸出進(jìn)行功率補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)回饋電能儲(chǔ)存的再利用，同時(shí)控制直流母線電壓udc始終穩(wěn)定在510～680 V內(nèi)。在此過(guò)程中，如果檢測(cè)到超級(jí)電容器組端電壓降至輸出下限值時(shí)，立即關(guān)閉雙向DC－DC，退出功率補(bǔ)償狀態(tài)。

3)輔助系統(tǒng)供電及EPS緊急救援:當(dāng)電梯運(yùn)行過(guò)程中突發(fā)電網(wǎng)停電，超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)充當(dāng)EPS應(yīng)急電源［5］，向電梯輸出功率實(shí)現(xiàn)就近平層及開(kāi)關(guān)門，實(shí)現(xiàn)緊急救援，并由超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出能量，轉(zhuǎn)換為220 V交流電供給照明、通風(fēng)、控制等輔助系統(tǒng)。

1.2 超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建模

為實(shí)現(xiàn)上述三種功能，筆者設(shè)計(jì)的超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

由于超級(jí)電容器組在充、放電過(guò)程中，端電壓變化范圍很大，充放電電流大小也需要限制。為此，設(shè)計(jì)了雙向DC－DC變換電路，通過(guò)升降壓控制實(shí)現(xiàn)電壓變換及電流限幅。為實(shí)現(xiàn)輔助系統(tǒng)供電及緊急救援時(shí)的功能，設(shè)計(jì)EPS模塊:當(dāng)電網(wǎng)正常時(shí)，由電網(wǎng)向輔助系統(tǒng)供電;當(dāng)市電斷電且儲(chǔ)能系統(tǒng)電量充裕時(shí)，控制器啟動(dòng)逆變器，由市電供電狀態(tài)切換到逆變器供電狀態(tài);當(dāng)市電恢復(fù)或儲(chǔ)能系統(tǒng)電能低于儲(chǔ)能下限閾值，切換到市電供電狀態(tài)。

雙向DC－DC變換器的拓?fù)渲饕蟹歉綦x型和隔離型兩種。從控制閾值角度看，儲(chǔ)能裝置對(duì)電壓增益要求不是很苛刻，因此選擇低成本且控制高效的非隔離型雙向DC－DC變換器進(jìn)行建模及應(yīng)用研究。對(duì)于超級(jí)電容來(lái)說(shuō)，常用的數(shù)學(xué)模型有德拜電池模型、傳輸線模型、集總參數(shù)電路模型等［6］。其中集總參數(shù)模型，將超級(jí)電容器等效為一個(gè)理想電容器CF與一個(gè)阻值較大的等效電阻Rep并聯(lián)之后再串聯(lián)一個(gè)阻值較小的等效電阻Res［7］，適合建模分析?；陔p向DC－DC變換器的超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)電路模型如圖3所示。

為實(shí)現(xiàn)電壓控制及電流限幅，對(duì)于雙向DC－DC變換器采用雙環(huán)控制方法，外環(huán)為電壓環(huán)，控制直流母線電壓恒定;內(nèi)環(huán)為電流環(huán)，在加快充放電動(dòng)態(tài)響應(yīng)的同時(shí)對(duì)電流進(jìn)行限幅控制［8］。

1.3 超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)

超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)的參數(shù)選擇需要從兩個(gè)角度考慮:一是成本;二是應(yīng)用場(chǎng)合。

設(shè)超級(jí)電容電壓上下限閾值分別為:Umax、Umin，為使超級(jí)電容獲得較高的充放電效率，減少深度充放電造成的超級(jí)電容壽命縮短，充放電深度D應(yīng)滿足式(1)

考慮到雙向DC－DC變換器與超級(jí)電容器組配合問(wèn)題，為降低儲(chǔ)能系統(tǒng)成本同時(shí)保證變換器工作在高效狀態(tài)［9］，兩閾值應(yīng)滿足式(2)，其中Udc為直流母線電壓:

實(shí)現(xiàn)緊急救援功能時(shí)的超級(jí)電容輸出功率Pc、對(duì)應(yīng)的超級(jí)電容器組的輸出電流Ic以及曳引機(jī)拖動(dòng)轎廂就近平層的輸出功率Py應(yīng)滿足式(3)

對(duì)于單梯系統(tǒng)，超級(jí)電容器組總?cè)萘緾sc按照功率補(bǔ)償空間能夠滿足回收電梯空載上行、滿載下行一個(gè)行程周期所產(chǎn)生全部再生能量的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，如式(4)

式中:η1為超級(jí)電容充放電效率及變換器轉(zhuǎn)換效率的等效系數(shù);η2為曳引電機(jī)發(fā)電效率、逆變器轉(zhuǎn)換效率、機(jī)械系統(tǒng)效率以及加減速動(dòng)能損耗等的等效系數(shù);W為電梯空載上行、滿載下行一個(gè)行程周期理論上能夠產(chǎn)生的最大再生能量。

根據(jù)實(shí)際電梯系統(tǒng)，由式(1)～式(4)選擇超級(jí)電容器組容量。

對(duì)于雙向DC－DC變換電路，如圖3所示，儲(chǔ)能電感L的作用是限制充電電流峰值、減少開(kāi)關(guān)損耗，儲(chǔ)能電感L的選擇由式(5)選取，當(dāng)電感電流臨界連續(xù)時(shí)有

式中:P為超級(jí)電容最大有功功率，即電梯運(yùn)行所需最大功率;fs為開(kāi)關(guān)頻率;D2取變換器工作在Boost電路模式下開(kāi)關(guān)管VT2的最小占空比［10］。

對(duì)于直流母線電容C，由于充放電所引起的電壓變化公式為

D2取變換器工作在Boost電路模式下開(kāi)關(guān)管VT2的最小占空比［10］，結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)余量，由式(5)、式(6)設(shè)計(jì)儲(chǔ)能電感和直流母線電容值。

2 仿真及實(shí)驗(yàn)研究

2.1 仿真分析

為驗(yàn)證超級(jí)電容儲(chǔ)能式電梯功能，在SIMULINK中搭建了電梯系統(tǒng)模型。仿真參數(shù)見(jiàn)表1。

分別模擬電梯輕載、重載上下行過(guò)程，在重載下行、輕載上行時(shí)，電梯處于再生能量回饋狀態(tài)，雙DC工作在Buck模式下，VT2始終關(guān)斷，VT1在調(diào)制后的占空比下周期性的開(kāi)通與關(guān)斷，其中載波頻率為20 kHz，采用超級(jí)電容電壓外環(huán)與充電電流內(nèi)環(huán)雙閉環(huán)控制，外環(huán)PI參數(shù)為:100，1;內(nèi)環(huán)PI參數(shù)為: 0.1，100，設(shè)異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為－60 N·m，仿真波形如圖4所示。

如圖4電梯重載下行、輕載上行仿真波形所示，0～8.9 s，曳引機(jī)處于能量回饋狀態(tài)，回饋的能量以50A的電流向超級(jí)電容充電，同時(shí)維持直流母線電壓為540 V左右。8.9 s時(shí)，超級(jí)電容電壓到達(dá)220V，雙DC電路停止工作，因此8.9～14 s時(shí)，回饋的能量經(jīng)電梯的泄放電路被消耗掉，直流母線電壓為580V左右。

在重載上行、輕載下行時(shí)，電梯處于電動(dòng)耗能狀態(tài)，雙DC工作在Boost模式下，VT1始終關(guān)斷，VT2在調(diào)制出的占空比下周期性的開(kāi)通與關(guān)斷，其中載波頻率為20 kHz，采用直流側(cè)電壓外環(huán)與放電電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制。電壓外環(huán)PI參數(shù)為:0.1，50;電流內(nèi)環(huán)PI參數(shù)為:0.8，100。負(fù)載轉(zhuǎn)矩為60N·m，仿真時(shí)間為14 s，仿真波形如圖5所示。

如圖5電梯重載上行、輕載下行仿真波形所示，在0～0.4 s內(nèi)，電梯處在啟動(dòng)加速狀態(tài)，啟動(dòng)電流較大，曳引機(jī)從變頻器汲取較大的啟動(dòng)能量，因此電梯變頻器直流母線電壓出現(xiàn)較大波動(dòng)。在0～9.8 s內(nèi)，電梯啟動(dòng)、加速再到勻速，曳引機(jī)此時(shí)處于電動(dòng)狀態(tài)，超級(jí)電容以55 A的電流向直流母線放電，同時(shí)維持直流母線電壓在510～540 V。9.8 s時(shí)，超級(jí)電容電壓下降到180 V，雙DC－DC電路停止工作，因此9.8～14 s時(shí)，電梯消耗的能量全部來(lái)源于電網(wǎng)，直流母線電壓為510～540 V。

由上述仿真波形可以看出，超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置能夠?qū)崿F(xiàn)電梯回饋能量的存儲(chǔ)與再利用，當(dāng)裝置工作時(shí)，直流母線電壓能夠保持在規(guī)定范圍內(nèi)(510～600 V)，當(dāng)超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)電壓超過(guò)設(shè)定的上下限閾值時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的保護(hù)，而且在超級(jí)電容的投入和退出時(shí)，曳引機(jī)的轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩基本仍能保持平穩(wěn)，因此超級(jí)電容的引入不會(huì)影響電梯的舒適感和穩(wěn)定性。通過(guò)仿真研究可知，此方案可行。

2.2 實(shí)驗(yàn)研究

為驗(yàn)證超級(jí)電容儲(chǔ)能式電梯實(shí)際運(yùn)行效果，設(shè)計(jì)并研制了一臺(tái)樣機(jī)，樣機(jī)控制柜實(shí)物如圖6所示。

實(shí)驗(yàn)電梯額定載荷量為1 000 kg，電梯速度為2.5m/s，曳引機(jī)額定功率16.3 kW，提升高度為69m。設(shè)定直流母線電壓為580 V，結(jié)合式(1)～式(4)，取Umax=240 V、Umin=175 V，η1=0.9，η2=0.8，計(jì)算得到Csc=45F，考慮樣機(jī)儲(chǔ)能余量，取超級(jí)電容器組總?cè)萘緾sc=75F。結(jié)合式(5)、式(6)，開(kāi)關(guān)頻率取10 kHz，D2取0.3，并保留余量，取儲(chǔ)能電感 L= 0.5mH，直流母線電容C=0.22mF。

滿載情況下，使超級(jí)電容儲(chǔ)能式電梯做上下往返運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)裝置波形如圖7所示。

從實(shí)驗(yàn)波形可以看出，樣機(jī)實(shí)際波形與仿真波形一致。滿載上行時(shí)，電梯處于耗能狀態(tài)，超級(jí)電容端電壓降低，輸出電能進(jìn)行功率補(bǔ)償，當(dāng)降低到設(shè)定的下限閾值時(shí)，雙DC－DC變換器關(guān)閉，暫停功率補(bǔ)償;滿載下行時(shí)，電梯處于再生能量回饋狀態(tài)，直流母線電壓升高，回饋到直流母線的電能通過(guò)雙DCDC變換器存儲(chǔ)到超級(jí)電容中，超級(jí)電容器組端電壓升高。

采用參考行程法進(jìn)行50次實(shí)驗(yàn)，分別對(duì)超級(jí)電容儲(chǔ)能式電梯和加裝能量回饋裝置的電梯能耗進(jìn)行測(cè)量，并與不加裝節(jié)能裝置的電梯能耗進(jìn)行對(duì)比，如表2、表3所示。

對(duì)比可以看出，超級(jí)電容儲(chǔ)能式電梯總體節(jié)能效果可達(dá)26%，與加裝能量回饋裝置的電梯相比，總體節(jié)能效果提高6.6%，這是由于DC－DC的轉(zhuǎn)換效率比DC－AC高。

加裝超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)前后電網(wǎng)A相電流頻譜分析如表4所示。

1)仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)能量存儲(chǔ)、功率補(bǔ)償及輔助系統(tǒng)供電和緊急救援功能;

2)樣機(jī)能耗實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，超級(jí)電容儲(chǔ)能式電梯能夠?qū)崿F(xiàn)電梯回饋能量的有效利用，總體節(jié)能效果達(dá)到26%;

3)與能量回饋電網(wǎng)節(jié)能型電梯相比，超級(jí)電容儲(chǔ)能式電梯節(jié)能效果提高6.6%，同時(shí)避免了并網(wǎng)時(shí)給電網(wǎng)帶來(lái)的諧波干擾，而且從諧波分析來(lái)看，超級(jí)電容儲(chǔ)能式電梯在功率補(bǔ)償時(shí)對(duì)諧波有一定的改善作用，可作為進(jìn)一步研究方向;

4)超級(jí)電容通過(guò)雙DC－DC掛接到變頻器的直流母線上，且超級(jí)電容有獨(dú)立的充放電控制電路，并沒(méi)有改變?cè)械碾娞菘刂齐娐罚诳刂瞥?jí)電容充放電時(shí)，要保證直流母線的電壓與加裝超級(jí)電容之前在同一個(gè)范圍內(nèi)，為了進(jìn)一步確保電梯運(yùn)行的可靠性，保留了電梯原有的泄放電路。因此超級(jí)電容作為儲(chǔ)能元件加載到直流母線上，不會(huì)對(duì)電梯原有運(yùn)行性能造成影響，也不會(huì)影響電梯的可靠性。

5)考慮到電梯安全等因素，超級(jí)電容儲(chǔ)能式電梯保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及電磁兼容問(wèn)題是未來(lái)研究的重點(diǎn)。

通過(guò)諧波頻譜分析可以看出，當(dāng)電梯處于發(fā)電運(yùn)行工況(重載下行、輕載上行)時(shí)，加裝超級(jí)電容儲(chǔ)能裝置后THD值較高，但此時(shí)電網(wǎng)輸出電流較小，對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的影響不大;當(dāng)電梯處于耗能運(yùn)行工況時(shí)(重載上行、輕載下行)，加裝超容系統(tǒng)后諧波變小。

3結(jié)論

對(duì)超級(jí)電容儲(chǔ)能式電梯進(jìn)行了建模仿真及實(shí)驗(yàn)研究，得到以下研究結(jié)論:

［1］ HE Jinping，MAO Chengxiong，LU Jiming．Design and implementation of an energy feedback digital device used in elevator［J］．IEEE TRANSACTIONSON INDUSTRIALELECTRONICS，2011，58(10):4636－4642．

［2］ LI Bin，Wan Jianru，LIMingshui，et al．Research on elevator drive device with super capacitor for energy storage［C］//2011 4th International Conference on Power Electronics Systems and Applications，Hong Kong，China，2011:1－5．

［3］ 楊惠．基于雙向DC－DC變換器的超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)研究，

西安理工大學(xué)學(xué)報(bào)［J］．2011，27(4):456－460．

YANG Hui．Research on a super capacitor energy storage system based on bi-directional DC－DC converter［J］．Journal of Xi’an U-niversity of Technology，2011，27(4):456－460．

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［5］ Wei Songlin，Chen Hongzheng．Energymanagementof a fuel cell/ ultracapacitor hybrid power system using an adaptive optimalcontrolmethod［J］．Journal of Power Sources，2011，196(6): 3280－3289．

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(編輯:劉素菊)

Research and app lication to super-capacitor for elevator energy-saving

LUO Zhi-qun1，2， WAN Jian-ru1， HUANG Shao-lun2， HANWei-wei1
(1．School of Electrical Engineering and Automation，Tianjin University，Tianjin 300072，China; 2．Guangdong Institute of Special Equipment Inspection and Research，Guangzhou 501655，China)

To solve the problem of harmonics and interference when the elevator energy feedback device was applied，an elevator energy-storage system with super-capacitor was studied and designed．The feedback energy can be stored and reused by using bi-directional DC-DC converter．Based on this elevator system，the parameter designmethod of super-capacitor energy-storage devicewas discussed in detail and a specific principlewas proposed．Simulation and experimental results show that this designed system realizes the effective feedback energy，and 26%considerable energy-saving is reached．Furthermore，there is no negative impact on either comfortable sensation or safety．

super-capacitor;elevator;energy storage;energy-saving;parameter design

10．15938/j．emc．2015．06．009

TM 921.4

A

1007－449X(2015)06－0055－07

2013－07－07

國(guó)家質(zhì)檢總局公益性行業(yè)科研專項(xiàng)資助項(xiàng)目(201310153)

羅志群(1970—)，男，博士研究生，教授級(jí)高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娏﹄娮优c電力傳動(dòng);

萬(wàn)健如(1950—)，男，博士生導(dǎo)師，教授，研究方向?yàn)殡娏﹄娮优c電力傳動(dòng);

黃紹倫(1988—)，男，碩士，助理工程師，研究方向?yàn)殡娏﹄娮幼儞Q技術(shù);

韓偉偉(1990—)，男，碩士，研究方向?yàn)槌?jí)電容協(xié)同控制電梯節(jié)能方法研究。

萬(wàn)健如