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% |
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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 |
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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。
021-31587108
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