安(ān)科瑞(ruì) 劉邁

　　電梯是(shì)一(yī)個典型的(dí)勢(shì)能(néng)性負(fù)載。在(zài)以下三種特(tè)定(dìng)工況(kuàng)下，電(diàn)梯的(dí)曳(yè)引(yǐn)機（電動(dòng)機(jī)）會從(cóng)耗電狀態轉(zhuǎn)變(biàn)為(wéi)“發電機"狀態(tài)，產(chǎn)生(shēng)再生(shēng)電(diàn)能。

　　重(zhòng)載(zǎi)下行：轎廂載(zǎi)重超過對重，重(zhòng)力帶著(zhuó)轎廂往下跑(pǎo)，電機(jī)被拖(tuō)著(zhuó)轉(zhuǎn)動(dòng)發電。

　　輕(qīng)載(zǎi)/空載(zǎi)上行：對重比轎廂(xiāng)重，對(duì)重向(xiàng)下(xià)拉著轎(jiào)廂上(shàng)行(háng)，電機同樣被(bèi)反(fǎn)向(xiàng)拖動發電(diàn)。

　　減速製(zhì)動：電梯在(zài)到達目標層(céng)前(qián)減速直(zhí)到(dào)停止，釋放巨(jù)大(dà)的(dí)機械(xiè)動能。

圖1 電梯(tī)發(fā)電(diàn)工況：重載(zǎi)下行和輕載(zǎi)上(shàng)行示意圖(tú)

根(gēn)據電(diàn)梯(tī)的(dí)使(shǐ)用(yòng)頻(pín)率，加裝(zhuāng)能量回饋(kuì)裝置(zhì)後(hòu)每台電梯的平均(jūn)節(jié)電率(shuài)達30%，至高可(kě)達40%以(yǐ)上(shàng)，這(zhè)對於(yú)電梯數量較(jiào)多的現(xiàn)代建築的節能具有重(zhòng)大(dà)意(yì)義(yì)。

一(yī)，能量回收(shōu)原(yuán)理

在沒有(yǒu)改(gǎi)造的常規電梯(tī)中(zhōng)，這些(xiē)發電產生(shēng)的電能(néng)會導致變頻(pín)器直流(liú)母綫電(diàn)壓升高(gāo)，係(xì)統(tǒng)隻能通(tōng)過接(jiē)通(tōng)“製(zhì)動(dòng)電阻"將電能(néng)轉化(huà)為熱能白白浪費掉(diào)，這(zhè)不僅(jǐn)耗電(diàn)，還(huán)會導致機(jī)房溫度(dù)升高，影響(xiǎng)設(shè)備(bèi)正(zhèng)常運行(háng)，如圖2所(suǒ)示(shì)。

加裝能(néng)量(liáng)回(huí)饋(kuì)裝置後，能量回收(shōu)主要分為(wéi)以(yǐ)下(xià)幾個步驟(zhòu)：

能(néng)量(liáng)捕獲(huò)：電梯發電產(chǎn)生的交流電，首(shǒu)先(xiān)被變頻(pín)器整流為(wéi)直流(liú)電，儲存在(zài)變(biàn)頻(pín)器的直流回路電容(róng)中。

智能(néng)逆(nì)變：當(dāng)直(zhí)流母(mǔ)綫電(diàn)壓(yā)超(chāo)過設(shè)定閾值時(shí)，能量(liáng)回饋裝(zhuāng)置(zhì)（核(hé)心部件為IGBT全(quán)橋逆變器和DSP微處理器(qì)）會優(yōu)先於(yú)製動電(diàn)阻(zǔ)啟(qǐ)動(dòng)。它(tā)將直(zhí)流(liú)電逆(nì)變(biàn)為與低壓(yā)電網(wǎng)同頻，同相，同壓的三相交流電(diàn)。

淨化(huà)與(yǔ)回饋(kuì)：逆變輸出的(dí)電流經(jīng)過(guò)濾波電抗器等元(yuán)件(jiàn)淨(jìng)化，消除(chú)諧(xié)波汙染(rǎn)後(hòu)，安全(quán)地送回(huí)大(dà)樓的交(jiāo)流電網(wǎng)。

圖2 電(diàn)梯能量回收示意(yì)圖

二，相關標準要(yào)求

GB/T 32271-2015《電(diàn)梯能量回饋(kuì)裝置》是一項(xiàng)專門(mén)針(zhēn)對(duì)電梯(tī)節能技(jì)術的(dí)國(guó)家標準，旨在規範電梯能量(liáng)回饋(kuì)裝置(zhì)的技術要(yào)求(qiú)，試驗方(fāng)法(fǎ)以及安(ān)全(quán)性(xìng)能。該標準適用(yòng)於(yú)連接到額(é)定電(diàn)壓為交(jiāo)流400V及以下的TN-S係統(tǒng)的不(bù)可(kě)控整(zhěng)流的(dí)變頻調速電梯(tī)，標準對裝(zhuāng)置(zhì)的性能指標做(zuò)出了嚴格規定，以(yǐ)確保(bǎo)節(jié)能(néng)效(xiào)果並保障電網(wǎng)安全：

•       ‌效率(shuài)分級‌：按負載大小(xiǎo)分三個等(děng)級，25%負載時效率≥85%，50%負載時≥90%，100%負(fù)載時≥95%。

•       電能質(zhì)量（諧(xié)波(bō)限製）：回饋電流(liú)的(dí)總諧(xié)波畸(jī)變率(shuài)（THDi）不得超過(guò) 5%，並對(duì)奇次(cì)和偶次(cì)諧(xié)波的(dí)含有(yǒu)率有明(míng)確的限(xiàn)值(zhí)要(yào)求(qiú)。

•       功率因數：當(dāng)輸出功(gōng)率(shuài)等於(yú)額定(dìng)功(gōng)率(shuài)的(dí)50%時，功率因數不小於0.90。

•       安全與保護(hù)功(gōng)能：裝置需要具備保(bǎo)護機(jī)製(zhì)，包(bāo)括(kuò)防孤(gū)島，過壓，欠壓，短路(lù)，斷路保護，以及(jí)電(diàn)網頻率(shuài)異常(cháng)時的保(bǎo)護功能。

標準明(míng)確(què)了驗(yàn)證(zhèng)上述技術指標的具(jù)體(tǐ)測試平(píng)台搭(dā)建，試驗條件(jiàn)及測(cè)量(liáng)方(fāng)法。例(lì)如(rú)，要(yào)求(qiú)使(shǐ)用高精度的(dí)雙向電(diàn)能(néng)表分別對直流(liú)側（輸(shū)入端(duān)）和交流側（輸(shū)出(chū)端(duān)）進行同(tóng)步計(jì)量，通過(guò)對比(bǐ)輸入(rù)直流有功能量(liáng)與(yǔ)輸出交流(liú)有功(gōng)能量(liáng)，來(lái)準確(què)計算裝(zhuāng)置的轉換效率(shuài)。‌‌

三，電梯能(néng)量回饋(kuì)電能計量選型方案

根(gēn)據標準(zhǔn)對電(diàn)梯(tī)能(néng)量回饋裝置(zhì)的要求(qiú)，在(zài)實(shí)際(jì)改造項(xiàng)目(mù)中(zhōng)，通(tōng)常(cháng)需要根據測量(liáng)對(duì)象的不同，在交(jiāo)流側和(hé)直流(liú)側分別(bié)部(bù)署(shǔ)電表(biǎo)，滿足(zú)驗證效率(shuài)與(yǔ)電能(néng)質量。

直(zhí)流側(cè)(裝置輸入端):直(zhí)流電壓，直流電(diàn)流(liú)，雙向直流(liú)電能(再生(shēng)發(fā)電量(liáng));

交(jiāo)流側(cè)(裝(zhuāng)置輸出(chū)/並網端):三相(xiāng)電壓(yā)，三相(xiāng)電(diàn)流(liú)，雙(shuāng)向交流有(yǒu)功電能(實(shí)際(jì)回饋(kuì)量(liáng))，無功功(gōng)率，視在功率:

電能質量(liáng):電流總(zǒng)諧波畸(jī)變率 (THDi)，各(gè)次(cì)諧波(bō)含(hán)有率，功率因數(shù)，直流分量等。

1.       交流並(bìng)網側（統計整梯耗電與回(huí)饋(kuì)電量）

適(shì)用(yòng)位置(zhì)：電梯配電(diàn)櫃三相380V進綫處或(huò)回饋並(bìng)網(wǎng)端。

核(hé)心(xīn)目(mù)的：統計電梯從電網(wǎng)消(xiāo)耗的總(zǒng)電量，以及回(huí)饋(kuì)給電(diàn)網的(dí)再(zài)生(shēng)電量，核算整梯的(dí)綜合節能(néng)收益。

有(yǒu)綫(xiàn)組網(wǎng)方(fāng)案（工(gōng)程標配）：

使用型號：DTSD1352三相導軌(guǐ)電(diàn)表(biǎo)。

特(tè)點(diǎn)：支(zhī)持三(sān)相四(sì)綫製，0.5S級四(sì)象限雙(shuāng)向計(jì)量，搭配外置開(kāi)合式電流互(hù)感器(qì)（CT），非(fēi)常適(shì)合(hé)新(xīn)建(jiàn)小(xiǎo)區或商業(yè)電梯(tī)的(dí)批(pī)量(liáng)有(yǒu)綫組網改造。

圖3 DTSD1352三相交流(liú)導軌(guǐ)電能(néng)表

無綫(xiàn)物聯(lián)網方案（布綫困難場景）：

使用(yòng)型號：ADW300係列無綫(xiàn)物(wù)聯(lián)網電表。

特(tè)點(diǎn)：可選4G/WiFi模(mó)塊(kuài)，原生支(zhī)持TCP雙向(xiàng)透(tòu)傳(chuán)。數據直(zhí)接上(shàng)傳平台，特(tè)別(bié)適合(hé)老舊小(xiǎo)區改(gǎi)造或分散獨(dú)棟(dòng)的電梯。

圖4 ADW300三相交(jiāo)流物聯(lián)網(wǎng)電(diàn)能(néng)表

1.       直(zhí)流回(huí)饋母(mǔ)綫(xiàn)側（準確(què)統(tǒng)計再(zài)生(shēng)直流(liú)電量）

適用位置(zhì)：能量回饋裝(zhuāng)置(zhì)內部(bù)的直(zhí)流(liú)母綫側（如DC540V/750V母綫）。

核(hé)心(xīn)目的：單獨(dú)測算回饋(kuì)器自(zì)身的轉換效率，或(huò)搭(dā)配電梯(tī)儲能係統(tǒng)（電(diàn)容/鋰電(diàn)池(chí)）時，準(zhǔn)確計量直流再(zài)生(shēng)電能的充放電(diàn)過程(chéng)。

使用型(xíng)號(hào)：DJSF1352-RN直流(liú)雙向(xiàng)導(dǎo)軌直流電表。

特點：電壓規(guī)格(gé)覆蓋 DC0~1000V，支(zhī)持(chí)75mV分流(liú)器(qì)或(huò)0~20mA/0-5V/0-10V霍爾(ěr)傳感(gǎn)器接入。可(kě)選擇(zé)雙路直流輸入(rù)，可(kě)同時統(tǒng)計(jì)再生(shēng)直流發電(diàn)量與儲能(néng)充(chōng)放電量，精度(dù)可(kě)選0.5級或(huò)1級。

圖(tú)5 DJSF1352-RN直流電(diàn)能(néng)表(biǎo)及(jí)配(pèi)套(tào)霍爾傳(chuán)感(gǎn)器

1.       數據采(cǎi)集(jí)方案

當儀表(biǎo)采用有(yǒu)綫方(fāng)案時(shí)，需要配(pèi)置具(jù)備數據采集(jí)和(hé)網(wǎng)絡(luò)接(jiē)入設(shè)備。

使用型號：ANet-1E2SM-4G或(huò)AWT100-4G。

特點(diǎn)：下行(háng)采(cǎi)集現場設(shè)備，支持RS485接口(kǒu)和Modbus-RTU等標準協議(yì)，上行(háng)支(zhī)持4G/WIFI等(děng)無綫(xiàn)方式或(huò)以太網接(jiē)口，采(cǎi)用(yòng)導軌安裝，根(gēn)據(jù)上級(jí)平台(tái)要(yào)求可選(xuǎn)擇不(bù)同的數(shù)據采(cǎi)集(jí)器。

圖6 ANet-1E2SM-4G和AWT100-4G數(shù)據采集方案(àn)

四，電梯(tī)能量(liáng)回饋管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統(tǒng)解(jiě)決方(fāng)案

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•       電梯(tī)能量(liáng)回饋(kuì)係統設備(bèi)選型(xíng)表(biǎo)

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