近年来，能源紧缺已成为日益突出的社会性问题。我国是继美国、日本之后的电梯生产大国，也是电梯使用**大国，电梯已成为生产、生活中的严重耗电设备之一，电梯节能迫在眉睫。
据中国电梯协会统计，如果中国每部电梯都加装电梯储能装置的话，每年可节省电量达到350亿kWh以上，相当于三峡电站半年的发电量。
现阶段国内的大部分电梯在制动过程中均使用耗能电阻进行耗能，同时由于制动过程中大量热量的产生而不得不在电梯机房增设空调等散热设备，这就进一步增加了电能的浪费以及电梯的运营成本。
因此广大电梯用户迫切希望有一种电梯节能系统能够回收利用电梯制动过程中产生的能量，减少能源的浪费。节能减排目前已成为电梯行业的一个重要议程。
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大功率双向DCDC需要保证足够的电流容量以回收能量，同时要做到功率双向性，以便对超级电容储能单元进行充放电，同时还需要瞬时响应保护系统的触发信号，及时停止对超级电容储能单元的充放电动作以保护超级电容的安全及用户的设备安全。当电梯遇到软故障或电梯供电系统故障时，电梯3秒内启动，以0.1m/s的速度运行至就近楼层后开门，等待乘客逃生，避免发生困人事件或造成较大安全事故。
|
序号 |
电气类目 |
详细类目 |
规格 |
|
1 |
直流电压 |
高压侧直流电压（V） |
450-750 |
|
低压侧直流电压（V） |
LM040-xxx：70-90 |
||
|
LM060-xxx：90-135 |
|||
|
2 |
直流电流 |
高压端直流电流（A） |
≤30 |
|
低压端直流电流（A） |
LM040-080A: ≤80 |
||
|
LM040-120A: ≤120 |
|||
|
LM060-080A: ≤80 |
|||
|
LM060-120A: ≤120 |
|||
|
3 |
转换效率 |
大于95%（实验条件下取得） |
|
|
4 |
**变比 |
高压电压：低压电压 |
10:1 |
|
5 |
功率 |
LM-040系列（KW） |
LM040-080A: 额定7 |
|
LM040-120A: 额定10 |
|||
|
LM-060系列（KW） |
LM060-080A: 额定10 |
||
|
LM060-120A: 额定16 |
|||
|
6 |
工作模式 |
充电模式 |
恒流模式 |
|
放电模式 |
恒流模式 |
||
|
7 |
电压稳定度 |
静态 |
±1% |
|
动态 |
±5% |
||
|
8 |
电流稳定度 |
静态 |
±1% |
|
动态 |
±5% |
||
储能式节能系统
工作原理图
产品拓扑图
现场实景图
储能式电梯节能系统控制策略安全可靠，不会对电梯本身正常作业有任何影响。
该电梯节能系统集电梯逃生与节能一体，填补了电梯势能回收利用的空白，**潮流。
此设备可用于国内其他电梯设备势能回收利用，实现节能。
节能效果显著，此新型储能式节能系统可用10年以上，所以节能效果非常理想，获得一致好评。
背 景
港口作为我国对外开放的窗口和现代物流供应链中的重要环节，日益成为集运输、配送、仓储、加工、包装、增值服务等功能于一体的综合性物流平台，其能源消耗在整个交通行业中占有很大的比重，港口行业的节能降耗是我国交通行业节能工作的重点。而港口大量使用的门座机、龙门吊等起重设备势能产生的电能能否被吸收利用，目前已成为港口节能减排的一个重点，被各大港口提上议事日程！
方 案
二
龙门吊或者门座机等起重设备在使用过程中，吊具下降时，电机在吊具拖动下发电，势能转化为电能，传统方式是利用耗能电阻消耗掉；稳利达电力电子研发的大功率双向DCDC模块借助超级电容大容量储能单元，推出的势能回收节能系统彻底解决这一问题，电机发电时对电能进行存储，电机用电时对这一部分电能释放利用！
吊具上升时，大功率双向DCDC模块将超级电容储能单元里的电能释放到变频器直流母线侧的超级电容储能单元里，减少市电供电能量，势能被充分利用回收。
双向大功率DC/DC的主要性能要求
三
|
序号 |
电气类目 |
详细类目 |
规格 |
|
1
|
直流电压 |
高压侧直流电压 （Vdc） |
550-750 (可设置) |
|
低压侧直流电压 （Vdc） |
200-540 (可设置) |
||
|
2 |
直流电流 |
低压端直流电流 （A） |
额定1000A |
|
高压端直流电流 （A） |
额定1000A |
||
|
3 |
功率流通 |
双向 |
可以分时对超级电容充电和放电 |
|
4 |
额定功率 |
输出功率 （输出电压500V） |
额定500KW，最大功率550KW |
双向DC/DC需要保证足够的电流容量以回收能量，同时要做到功率双向性，以便对超级电容储能单元进行充放电，同时还需要瞬时响应保护系统的触发信号，及时停止对超级电容储能单元的充放电动作以保护超级电容的安全以及用户设备的安全。
保护系统要求
四
|
序号 |
电气类目 |
详细类目 |
规格 |
|
1 |
高压端保护 |
变频器 母线电压 |
高压过压、 高压欠压 |
|
2 |
超级电容模组保护 |
每一个模组 单体 |
模组单体过热保护、 模组单体过压保护 |
|
3 |
DC/DC保护 |
过流保护、过热保护 |
|
|
4 |
超级电容端 保护 |
超级电容模组组合体过压、欠压保护、均压保护 |
|
应用案例
因港口开展节能减排工作，我们有幸与国内某港口合作，经过对港口实地考察，针对25吨门座机进行了动能及势能回收的设计。
01
原理图
02
结构图
经过一年的运行，节能前后数据我们进行了对比
03
系统配置
|
产品 型号 |
门坐机 吨位 |
节 能 单 位 |
模组数量166F/48V |
120A· DC/DC 数量 |
节 能 率 |
|
WCD-25 |
25 |
2 |
22 |
4 |
≥20% |
|
4 |
22 |
6 |
≥23% |
||
|
5 |
22 |
7 |
≥25% |
04
运行周期用电量与节电量
|
节能测试结果 |
|||
|
工况 |
测试结果 |
使用 制动电阻 |
使用 200A 超级 电容 充放电 控制 系统 |
|
装煤 （单周期） （满载） |
电能消耗值 （Wh） |
6348 |
4691 |
|
节电率 |
26.1% |
||
|
卸煤 （5周期） （满载） |
电能消耗值 （Wh） |
1515 |
1078 |
|
节电率 |
28.8 % |
||
|
垂直升降 （5周期） （8吨） |
电能消耗值 （Wh） |
4185 |
2407 |
|
节电率 |
42.5% |
||
|
旋转 （5周期） （空载） |
电能消耗值 （Wh） |
966 |
657 |
|
节电率 |
32% |
||
05
门座机30天运行周期用电量
|
起重机 |
起 重 机 汇 总
|
操作吨 |
功耗 （KWH) |
工作 台时 |
工作 效率 |
千吨 单耗 |
每 小 时 耗 电 |
是否有节能设备 |
|
1#70 |
211192 |
39328 |
551.8 |
382.73 |
186.22 |
|
是 |
|
|
2#71 |
226113 |
41975 |
547.4 |
413.07 |
185.64 |
|
是 |
|
|
平均值 |
|
40651 |
549.6 |
|
|
73.96 |
|
|
|
3#72 |
217226 |
49663 |
513.1 |
423.36 |
228.62 |
|
否 |
|
|
4#73 |
176799 |
40272 |
417.7 |
423.27 |
227.78 |
|
否 |
|
|
5#74 |
176343 |
44900 |
430.4 |
409.72 |
254.62 |
|
否 |
|
|
6#75 |
198278 |
45558 |
465.3 |
426.13 |
229.77 |
|
否 |
|
|
7#76 |
184839 |
47769 |
432.2 |
427.67 |
258.44 |
|
否 |
|
|
8#77 |
214162 |
56707 |
532.6 |
402.11 |
264.79 |
|
否 |
|
|
9#78 |
219656 |
48571 |
513.9 |
427.43 |
221.12 |
|
否 |
|
|
10#79 |
188774 |
42492 |
449.1 |
420.34 |
225.09 |
|
否 |
|
|
11#80 |
169362 |
39203 |
432.4 |
391.68 |
231.47 |
|
否 |
|
|
平均值 |
|
46126 |
465.1 |
|
|
99.17 |
|
|
|
节电量 |
25.21 |
|||||||
|
节电率 |
25.21/99.17=25.4% |
|||||||
06
节能经济效益分析
|
每天用电（度） |
电费 （度/元） |
节 电 率 |
天 数 |
每度电需要消耗的 标准煤(吨） |
每吨标准煤 补贴金额 （元） |
|
2380 |
0.763 |
25% |
360 |
0.0004 |
300 |
|
总节电费用(元)：2380*0.763*25%*360=163434.6 |
|||||
|
按照300天算：2380*0.763*25%*300=136195.5 |
|||||
07
投入回收期测算
|
设备投入成本（元） |
每年节电费用元（300天） |
回收期（年） |
|
250000 |
136195 |
1.83 |
|
回收周期(年)：250000/136195=1.83 |
||
08
项目总结
1
门座机节能设备控制策略安全可靠，不会对门座机正常作业有任何影响。
2
受安装空间限制，早期设计通气不足，设备通风散热不够，设备出现过温保护停止运行，降温后恢复启动 ，造成实际节电率数据偏差 ， 现已解决 。
3
此设备可用于码头其他设备势能回收利用，实现节能。
4
节能效果明显，港口门座机30万左右，一年节能12万左右，大概3年即可回本，新型储能式节能系统可用10年以上，所以节能效果非常理想，获得一致好评。
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系统介绍
1.1、系统简介
多端口直流电能路由器系统，是一款高功率因数高精度可编程的IGBT式直流供电系统，直流输出具有高精度和高动态特性，DCDC变换柜采用高频电路，输出响应快，输出电压范围可调，可通过上位机指令或协议策略为负载提供支持。系统拓扑图如下：
1.2 、系统拓扑图
功率柜一 功率柜二
1.3、电气原理图
1.4功率柜（一）一次回路图
1.5 功率柜（二）一次回路图
1.3、功率柜充配有触摸屏，触摸屏可以监测内部模块运行状态，也可通过触摸屏实时设置模块运行相应参数。
主要技术指标和规格
|
序号 |
模块编号 |
电气类目 |
详细类目 |
规格 |
|
1 |
DCDC1（ID1） |
光伏侧输入 |
额定电压 |
300-500Vdc |
|
额定功率 |
10KW(根据光伏实际另行计算) |
|||
|
额定电流 |
＜40A |
|||
|
MPPT路数 |
1路 |
|||
|
MPPT效率 |
99% |
|||
|
光伏接入方式 |
汇流后接入铜排 |
|||
|
运行模式 |
模式4 低压MPPT |
|||
|
母线输出 |
额定电压 |
额定750Vdc |
||
|
额定电流 |
＜15A |
|||
|
接入方式 |
接入750V母线 |
|||
|
2 |
DCDC2（ID2） |
母线输入 |
额定电压 |
额定750Vdc |
|
额定功率 |
30KW |
|||
|
额定电流 |
＜15A |
|||
|
接入方式 |
接入750V母线 |
|||
|
运行模式 |
模式2 恒流恒压 |
|||
|
制氢输出 |
额定电压 |
100-150Vdc |
||
|
额定电流 |
＜80A |
|||
|
接入方式 |
接入制氢装置母线 |
|||
|
3 |
DCDC3（ID3） |
母线输入 |
额定电压 |
750Vdc |
|
额定功率 |
100KW |
|||
|
额定电流 |
＜10A |
|||
|
接入方式 |
接750V母线 |
|||
|
运行模式 |
模式2（恒流恒压） |
|||
|
铅炭电池输出 |
额定电压 |
200-500Vdc |
||
|
额定电流 |
＜40A |
|||
|
输出功率 |
10KW |
|||
|
充电桩接入方式 |
接充铅炭电池母线 |
|||
|
4 |
DCDC4（ID4） |
母线输入 |
额定电压 |
750Vdc |
|
额定电流 |
＜15A |
|||
|
最大功率 |
30KW |
|||
|
接入方式 |
接750V母线 |
|||
|
运行模式 |
模式2（低压恒压） |
|||
|
低压负载侧 |
额定电压 |
额定220Vdc |
||
|
额定电流 |
＜40A |
|||
|
最大功率 |
10KW |
|||
|
低压母线接入方式 |
接负载母线 |
|
序号 |
模块编号 |
电气类目 |
详细类目 |
规格 |
|
|
5 |
DCDC5（ID5） |
光伏侧输入 |
额定电压 |
300-500Vdc |
|
|
额定功率 |
10KW(根据光伏实际另行计算) |
||||
|
额定电流 |
＜40A |
||||
|
MPPT路数 |
1路 |
||||
|
MPPT效率 |
99% |
||||
|
光伏接入方式 |
汇流后接入铜排 |
||||
|
运行模式 |
模式4 低压MPPT |
||||
|
制氢侧输出 |
额定电压 |
100-150Vdc |
|||
|
最大电流 |
＜80A |
||||
|
接入方式 |
接制氢装置 |
||||
|
6 |
DCDC6（ID6） |
母线侧输入 |
额定电压 |
额定750V |
|
|
额定电流 |
40A |
||||
|
额定功率 |
30KW |
||||
|
接入方式 |
接750V母线 |
||||
|
负载侧输出 |
额定电压 |
200-450Vdc |
|||
|
额定电流 |
80A |
||||
|
接入方式 |
接超级电容母线 |
||||
|
7 |
DCDC7（ID8） |
母线侧输入 |
额定电压 |
额定750V |
|
|
额定电流 |
30A |
||||
|
额定功率 |
20KW |
||||
|
超级电容接入方式 |
接750V母线 |
||||
|
燃料电池侧输入 |
额定电压 |
60-120Vdc |
|||
|
额定电流 |
200A |
||||
|
铅炭电池接入 |
接燃料电池母线 |
||||
|
8 |
PCS1（ID1） |
PCS |
交流侧 |
额定电流 |
120A |
|
接线制式 |
3W+N+PE |
||||
|
额定电流 |
75A |
||||
|
额定频率 |
50/60Hz |
||||
|
频率范围 |
±2Hz |
||||
|
功率因数 |
-0.9～0.9 |
||||
|
额定功率 |
50KW |
||||
|
直流侧 |
额定电压 |
680-850Vdc |
|||
|
额定电流 |
85A |
||||
|
7 |
隔离类型 |
非隔离 |
|||
|
9 |
通讯操作 |
人机交互 |
触摸屏 |
||
|
外部通讯 |
支持RS485接口，标准modbus，RTU协议 |
||||
|
10 |
保护措施 |
储能侧光伏侧 |
过/欠压、过流、过热保护等 |
||
|
风电侧 |
过/欠压、过流、过热保护等 |
||||
|
充电桩 |
过/欠压、过流、过热保护等 |
||||
|
储能侧 |
过/欠压、过流、过热保护等 |
||||
|
负载侧 |
过/欠压、过流、过热保护等 |
||||
|
交流侧 |
过/欠压、过/欠频、过流、过热、相序保护等 |
||||
|
序号 |
电气类目 |
详细类目 |
规格 |
||
|
11 |
运行环境 |
防护等级 |
IP20 |
||
|
冷却方式 |
强制风冷 |
||||
|
工作温度 |
-25-45℃ |
||||
|
相对湿度 |
10-95%（非凝结） |
||||
|
噪音 |
<65dB |
||||
|
12 |
安装要求 |
辅助供电电源 |
AC220V |
||
|
移动方式 |
带吊环 |
||||
|
安装尺寸 |
功率柜（一）800*800*2100（宽*深*高） （不含附件） |
||||
|
功率柜（二）6800*800*2100（宽*深*高） （不含附件） |
|||||
|
重量 |
＜220kg（功率柜一） |
||||
|
＜220kg（功率柜一） |
|||||
关键点
1、系统包含交流网、直流网，属于交直流混网应用；
2、其中直流网包含750V直流网、375V直流网、220V直流供电等多种混合型直流网，属于多种直流组网；
3、直流网由7台大功率双向DCDC组成，涵盖了锂电、铅酸、光伏、氢能等多种新能源和储能，是分布式新能源使用的典型；
4、系统为氢能发电提供了良好的平台，对氢能的应用与研究都很有意义；
5、光伏DCDC直接通过直流变流器将光伏能量储存到电池池中，为光储提供典型应用，作为光储的实现形式值得深入研究；
6、储能部分大胆设计了多种电池，为混合储能提供了实际可行的实践；
7、整个交直流混合微网以电能能量路由器的形式呈现，能量可以自由调度，实现柔性发电和组网。
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系统介绍
DC/DC：即直流到直流的变换。
双向：即能量可以分时实现双向流动。
典型的应用是在储能系统中。高压端接直流母线，低压端接储能装置。
需要储能时，通过降压，将能量从高压母线充电到储能端。
需要释能时，通过升压，将能量从储能端放电到高压母线。
1. 适用范围
适用于需要完成充放电过程的 DC/DC 应用中，储能设备可以是各种电池，或是超级电容等。
2. 系统图
高压端 / 低压端可接：
直流母线：太阳能电池板；铅酸电池等各种储能电池；超级电容；各种直流负载等。
系统简介
本系统采用数字化处理器，对系统的电压、电流、温度进行采样、监控。具有过压、欠压、过流、过热等多种保护，保护参数及其他参数可以通过 RS485 或者CAN通讯进行读取和修改，详见附件CAN通讯协议和RS485通讯协议。
DC/DC 变换采用全数字化 PWM 模式，抗干扰能力强，转换效率高。
主要技术指标和规格
|
序号 |
电器类目 |
详细类目 |
规格 |
|
1 |
直流电压 |
高压端直流电压 |
650-800VDC（额定750V） |
|
低压端直流电压 |
100V-380VDC |
||
|
2 |
直流电流 |
高压端直流电流 |
≤20A |
|
低压端直流电流 |
≤40A |
||
|
3 |
转换效率 |
输出效率 |
额度输入>95%,@半载至满载 |
|
4 |
**直流电压变比 |
高压电压：低压电压 |
10:1 |
|
5 |
工作模式 |
模式2 |
恒流恒压 调试参照调试示例9 |
|
6 |
额定功率 |
输出功率（额定电压） |
额定功率10kW |
|
7 |
输出电压稳定度 |
静态 |
±1% |
|
动态 |
±5% |
||
|
8 |
输出电流稳定度 |
静态 |
±1% |
|
动态 |
±5% |
||
|
9 |
隔离 |
非隔离型 |
|
|
10 |
通信 |
支持RS485接口或CAN接口，标准modbus，RTU协议 |
|
|
11 |
预充系统 |
低压带预充系统 调试参照调试示例4 |
|
|
12 |
供电电源 |
低压端取电 |
|
|
13 |
尺寸 |
275mm*185mm*240mm |
|
|
14 |
重量 |
10kg |
|
关键点
1. 光伏侧自取电，DCDC无需额外辅助电源。
2. 两侧均支持MPPT，设置好工作模式后会自动检测光照、自动工作。
3. MPPT追踪效率**99.9%。
4.限功率值：限制光伏发电最大功率，超过此限值后，DCDC放弃MPPT，执行弃光。
5. 扰动电压：采样电压扰动发追踪MPPT。
6.MPPT、恒压自动切换：在某些需要限制功率场合，会自动进入恒压，执行弃光。
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系统介绍
DC/DC：即直流到直流的变换。
典型的应用是在储能系统中。低压端接储能装置，高压端接直流母线。需要储能时，通过降压，将能量从高压端存储到储能装置；需要释能时，通过升压将能量从低压端送到高压端。
1. 适用范围
适用于需要完成充放电过程的DC/DC 应用中，储能设备可以是各种电池，或是超级电容等。
2. 系统图
高压端/ 低压端可接：
直流母线：太阳能电池板；铅酸电池等各种储能电池；超级电容；各种直流负载等。
本例中低压端接电池，高压端接直流母线。
3. 系统简介
本系统采用数字化处理器，配有16 位 AD，对系统的电压、电流、温度进行采样、监控。具有过压、欠压、过流、过热等多种保护，保护参数及其他参数可以通过 RS485 或者CAN通讯进行读取和修改，详见附件CAN通讯协议和RS485通讯协议。
DC/DC 变换采用全数字化 PWM 模式，抗干扰能力强，转换效率高。
主要技术指标和规格
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序号 |
电器类目 |
详细类目 |
规格 |
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1 |
直流电压 |
高压端直流电压 |
额定750dc |
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低压端直流电压 |
300-500Vdc |
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2 |
直流电流 |
高压端直流电流 |
＜70A |
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低压端直流电流 |
＜150A |
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3 |
转换效率 |
输入300V，输出750V |
95% |
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4 |
**直流电压变比 |
高压电压：低压电压 |
10:1 |
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5 |
工作模式 |
恒流恒压 |
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6 |
额定功率 |
输出功率 |
60kW |
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7 |
输出电压稳定度 |
静态 |
±1% |
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动态 |
±5% |
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8 |
输出电流稳定度 |
静态 |
±1% |
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动态 |
±5% |
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9 |
隔离 |
非隔离型 |
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10 |
通信 |
支持RS485接口或CAN接口，标准modbus，RTU协议 |
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11 |
预充系统 |
高低压预充 |
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12 |
电源 |
AC220V |
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13 |
尺寸 |
390mm*370mm*300mm |
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14 |
重量 |
36kg |
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关键点
1.光伏侧自取电，DCDC无需额外辅助电源。
2.两侧均支持MPPT，设置好工作模式后会自动检测光照、自动工作。
3. MPPT追踪效率**99.9%。
4.限功率值：限制光伏发电最大功率，超过此限值后，DCDC放弃MPPT，执行弃光。
5.扰动电压：采样电压扰动发追踪MPPT
6.MPPT、恒压自动切换：在某些需要限制功率场合，会自动进入恒压，执行弃光。
产品介绍
DC/DC：即直流到直流的变换。
双向：即能量可以分时实现双向流动。
主要技术指标和规格
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序号 |
电器类目 |
详细类目 |
规格 |
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1 |
直流电压 |
高压端直流电压 |
450-750Vdc |
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低压端直流电压 |
100-400Vdc |
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2 |
直流电流 |
高压端直流电流 |
≤50A |
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低压端直流电流 |
额定80A |
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3 |
转换效率 |
输出效率 |
额度输入>95%,@半载至满载 |
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4 |
**直流电压变比 |
高压电压：低压电压 |
10:1 |
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5 |
工作模式 |
模式2 |
恒流恒压模式接受指令调度 |
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6 |
额定功率 |
30kW |
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7 |
输出电压稳定度 |
静态 |
±1% |
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动态 |
±5% |
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8 |
输出电流稳定度 |
静态 |
±1% |
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动态 |
±5% |
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9 |
隔离 |
非隔离型 |
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10 |
通信 |
支持RS485接口或CAN接口，标准modbus，RTU协议 |
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12 |
供电电源 |
AC220V取电 |
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13 |
预充方式 |
高压预充，低压外部预充 |
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13 |
设置方式 |
RS485通过PC上位机设置 |
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14 |
散热风扇 |
强制风冷 |
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15 |
尺寸 |
390*185*270（mm）（深*宽*高） |
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16 |
重量 |
15kg |
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关键点
1. 低压接电池或超级电容，高压接用户直流母线；
2. 接受用户控制器调度，对电池进行充电和放电，充电、放电的电流和功率可在线设置；
3. 对电池充电支持恒流、恒压两段式。
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