【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于港口节能环保减排，具体地，涉及一种用于rtg转场的动力电池系统。
技术介绍
1、随着生产规模化、专业化程度的提高，建筑业、码头货运和冶金工业等对起重机的需求越来越大，而且起重机向着大规模自动化和多功能复杂化方向发展，然而起重电机的能耗越来越高如何提高码头起重机的能源利用率，减少电力消耗，实现节能降耗的目标已经成为业内研究的重点，降低能耗在整个生产中的比重，显得尤为重要。
2、起重机在设计、制造和使用中，更看重起重机的安全性能和起重能力，导致起重机质量大，功率配置高，但运行电能效率低，能源消耗大，这一情况使得起重机在使用过程中无法做到环境保护、生态利益。
3、集装箱堆场码头的常规轮胎式龙门起重机(简称rtg)采用单一柴油发电机组为动力，燃油效率不足30％，为构建绿色环保节能码头，大量轮胎吊展开油改电的改造工作，但油改电后也带来了相应的问题：
4、(1)转场不灵活：由于改电后轮胎吊需与电网时刻连接，因此需要频繁转场时很不方便，影响了生产效率；
5、(2)受供电可靠性影响大：所有轮胎吊均在同一电网下，若电网故障断电，则所有轮胎吊均受影响，无法继续运行，严重的将导致生产停滞。
6、(3)转场需断电：在轮胎吊转场过程中，存在整个轮胎吊停电重启过程中，降低转场效率；
7、(4)造成环境污染：若转场需要配套应急柴油发电机，也造成环境污染，影响绿色港口评价指标。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利
2、为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于rtg转场的动力电池系统，设置于轮胎吊电源供电系统中，包括：动力电池系统、直流变换器、逆变设备和无缝切换并网装置，所述直流变换器分别与动力电池系统、逆变设备连接，所述逆变设备与无缝切换并网装置连接；所述动力电池系统、无缝切换并网装置、直流变换器、逆变设备分别与轮胎吊电控系统连接；所述直流变换器通过开关与轮胎吊及外部电源连接，所述逆变设备通过开关与负载连接；
3、轮胎吊电控系统根据动力电池系统的电池soc，控制无缝切换并网装置在电网供电和储能式转场系统供电两种状态之间进行切换：所述无缝切换并网装置进行电网供电时，断开逆变设备与负载的连接，并将轮胎吊及外部电源与直流变换器连接，为动力电池系统充电；所述无缝切换并网装置进行储能式转场系统供电时，将逆变设备与负载连接，通过动力电池系统向负载提供电源。
4、进一步地，所述直流变换器通过第十五接触器km15与轮胎吊直流母线连接，所述直流变换器通过第十六接触器km16与逆变设备连接，所述逆变设备通过第十三接触器km13分别与负载、第十四接触器km14的一端连接，所述第十四接触器km14的另一端与轮胎吊交流母线连接。
5、进一步地，所述无缝切换并网装置分别与第十三接触器km13、第十四接触器km14连接。
6、进一步地，所述无缝切换并网装置通过轮胎吊电控系统的控制，分别检测轮胎吊交流母线侧电网和逆变设备的电压信号，实时计算两侧电压信号的幅值、频率和相位，当两侧电压达到同频同相同幅值时，将第十三接触器km13闭合、第十四接触器km14断开，实现电网供电向储能式转场系统供电的无缝切换；当储能式转场系统供电向电网供电无缝切换时，将第十三接触器km13断开、第十四接触器km14闭合。
7、进一步地，当轮胎吊电控系统检测到100kwh动力电池系统的电池soc低于35％时，控制无缝切换并网装置进行电网供电，轮胎吊及外部电源通过200kw直流变换器向100kwh动力电池系统充电，直至轮胎吊电控系统检测到100kwh动力电池系统的电池soc超过95％，停止充电；当轮胎吊电控系统检测到100kwh动力电池系统的电池soc大于85％时，所述轮胎吊电控系统发出转场指令，控制无缝切换并网装置进行电网供电向储能式转场系统供电的无缝切换，通过100kwh动力电池系统向负载提供电源。
8、进一步地，所述100kwh动力电池系统由第一l228c11标准电箱、第二l228c11标准电箱、第三l228c11标准电箱和电池高压盒组成，所述第一l228c11标准电箱的低压输入端与电池高压盒的低压输出端通过高压线束连接，所述第一l228c11标准电箱的低压输出端与第二l228c11标准电箱的低压输入端通过低压线束连接，所述第二l228c11标准电箱的低压输出端与第三l228c11标准电箱的低压输入端通过低压线束连接，所述第三l228c11标准电箱的低压输出端与电池高压盒的低压输入端通过高压线束连接；所述第一l228c11标准电箱的加热输入端与电池高压盒的加热输出端通过加热线束连接，所述第一l228c11标准电箱的加热输出端与第二l228c11标准电箱的加热输入端通过加热线束连接，所述第二l228c11标准电箱的加热输出端与第三l228c11标准电箱的加热输入端通过加热线束连接，所述第三l228c11标准电箱的加热输出端与电池高压盒的加热输入端通过加热线束连接；所述第一l228c11标准电箱的电箱正极与电池高压盒的正极端连接，所述第一l228c11标准电箱的电箱负极与第二l228c11标准电箱的电箱正极连接，所述第二l228c11标准电箱的电箱负极与第三l228c11标准电箱的电箱正极连接，所述第三l228c11标准电箱的电箱负极与电池高压盒的负极端连接。
9、进一步地，所述电池高压盒包括：维修开关msd、霍尔传感器、主正继电器、预充继电器、预充电阻、加热正继电器、加热负继电器、主负继电器，所述维修开关msd的一端通过正极端与第一l228c11标准电箱的电箱正极连接，所述维修开关msd的另一端与霍尔传感器的输入端连接，所述霍尔传感器的输出端分别与主正继电器的一端、预充继电器的一端、加热正继电器的一端连接，所述主正继电器的另一端分别与直流变换器的正极、预充电阻的一端连接，所述预充电阻的另一端与预充继电器的另一端连接，所述加热正继电器的另一端通过加热输出端与第一l228c11标准电箱的加热输入端连接；所述加热负继电器的一端通过加热输入端与第三l228c11标准电箱的加热输出端连接，所述加热负继电器的另一端分别与第三l228c11标准电箱的电箱负极、主负继电器的一端连接，所述主负继电器的另一端与直流变换器的负极连接；
10、所述霍尔传感器、主正继电器、预充继电器、加热正继电器、加热负继电器、主负继电器分别与轮胎吊电控系统连接。
11、进一步地，当环境温度低于5℃时，通过轮胎吊电控系统控制加热正继电器、加热负继电器闭合，为动力电池系统加热；当环境温度不低于5℃时，通过轮胎吊电控系统控制加热正继电器、加热负继电器断开；
12、当进行电网供电向储能式转场系统供电的无缝切换时，首先通过轮胎吊电控系统控制预充继电器、主负继电器闭合，预充继电器闭合1s后断开，通过轮胎吊电控系统控制主正继电器本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于RTG转场的动力电池系统，其特征在于，设置于轮胎吊电源供电系统中，包括：动力电池系统、直流变换器、逆变设备和无缝切换并网装置，所述直流变换器分别与动力电池系统、逆变设备连接，所述逆变设备与无缝切换并网装置连接；所述动力电池系统、无缝切换并网装置、直流变换器、逆变设备分别与轮胎吊电控系统连接；所述直流变换器通过开关与轮胎吊及外部电源连接，所述逆变设备通过开关与负载连接；
2.根据权利要求1所述的一种用于RTG转场的动力电池系统，其特征在于，所述直流变换器通过第十五接触器KM15与轮胎吊直流母线连接，所述直流变换器通过第十六接触器KM16与逆变设备连接，所述逆变设备通过第十三接触器KM13分别与负载、第十四接触器KM14的一端连接，所述第十四接触器KM14的另一端与轮胎吊交流母线连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于RTG转场的动力电池系统，其特征在于，所述无缝切换并网装置分别与第十三接触器KM13、第十四接触器KM14连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于RTG转场的动力电池系统，其特征在于，所述无缝切换并网装置通过轮胎吊电控系统
5.根据权利要求4所述的一种用于RTG转场的动力电池系统，其特征在于，当轮胎吊电控系统检测到100kWh动力电池系统的电池SOC低于35％时，控制无缝切换并网装置进行电网供电，轮胎吊及外部电源通过200kW直流变换器向100kWh动力电池系统充电，直至轮胎吊电控系统检测到100kWh动力电池系统的电池SOC超过95％，停止充电；当轮胎吊电控系统检测到100kWh动力电池系统的电池SOC大于85％时，所述轮胎吊电控系统发出转场指令，控制无缝切换并网装置进行电网供电向储能式转场系统供电的无缝切换，通过100kWh动力电池系统向负载提供电源。
6.根据权利要求1所述的一种用于RTG转场的动力电池系统，其特征在于，所述100kWh动力电池系统由第一L228C11标准电箱、第二L228C11标准电箱、第三L228C11标准电箱和电池高压盒组成，所述第一L228C11标准电箱的低压输入端与电池高压盒的低压输出端通过高压线束连接，所述第一L228C11标准电箱的低压输出端与第二L228C11标准电箱的低压输入端通过低压线束连接，所述第二L228C11标准电箱的低压输出端与第三L228C11标准电箱的低压输入端通过低压线束连接，所述第三L228C11标准电箱的低压输出端与电池高压盒的低压输入端通过高压线束连接；所述第一L228C11标准电箱的加热输入端与电池高压盒的加热输出端通过加热线束连接，所述第一L228C11标准电箱的加热输出端与第二L228C11标准电箱的加热输入端通过加热线束连接，所述第二L228C11标准电箱的加热输出端与第三L228C11标准电箱的加热输入端通过加热线束连接，所述第三L228C11标准电箱的加热输出端与电池高压盒的加热输入端通过加热线束连接；所述第一L228C11标准电箱的电箱正极与电池高压盒的正极端连接，所述第一L228C11标准电箱的电箱负极与第二L228C11标准电箱的电箱正极连接，所述第二L228C11标准电箱的电箱负极与第三L228C11标准电箱的电箱正极连接，所述第三L228C11标准电箱的电箱负极与电池高压盒的负极端连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于RTG转场的动力电池系统，其特征在于，所述电池高压盒包括：维修开关MSD、霍尔传感器、主正继电器、预充继电器、预充电阻、加热正继电器、加热负继电器、主负继电器，所述维修开关MSD的一端通过正极端与第一L228C11标准电箱的电箱正极连接，所述维修开关MSD的另一端与霍尔传感器的输入端连接，所述霍尔传感器的输出端分别与主正继电器的一端、预充继电器的一端、加热正继电器的一端连接，所述主正继电器的另一端分别与直流变换器的正极、预充电阻的一端连接，所述预充电阻的另一端与预充继电器的另一端连接，所述加热正继电器的另一端通过加热输出端与第一L228C11标准电箱的加热输入端连接；所述加热负继电器的一端通过加热输入端与第三L228C11标准电箱的加热输出端连接，所述加热负继电器的另一端分别与第三L228C11标准电箱的电箱负极、主负继电器的一端连接，所述主负继电器的另一端与直流变换器的负极连接；
8.根据权利要求7...
【技术特征摘要】
1.一种用于rtg转场的动力电池系统，其特征在于，设置于轮胎吊电源供电系统中，包括：动力电池系统、直流变换器、逆变设备和无缝切换并网装置，所述直流变换器分别与动力电池系统、逆变设备连接，所述逆变设备与无缝切换并网装置连接；所述动力电池系统、无缝切换并网装置、直流变换器、逆变设备分别与轮胎吊电控系统连接；所述直流变换器通过开关与轮胎吊及外部电源连接，所述逆变设备通过开关与负载连接；
2.根据权利要求1所述的一种用于rtg转场的动力电池系统，其特征在于，所述直流变换器通过第十五接触器km15与轮胎吊直流母线连接，所述直流变换器通过第十六接触器km16与逆变设备连接，所述逆变设备通过第十三接触器km13分别与负载、第十四接触器km14的一端连接，所述第十四接触器km14的另一端与轮胎吊交流母线连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于rtg转场的动力电池系统，其特征在于，所述无缝切换并网装置分别与第十三接触器km13、第十四接触器km14连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于rtg转场的动力电池系统，其特征在于，所述无缝切换并网装置通过轮胎吊电控系统的控制，分别检测轮胎吊交流母线侧电网和逆变设备的电压信号，实时计算两侧电压信号的幅值、频率和相位，当两侧电压达到同频同相同幅值时，将第十三接触器km13闭合、第十四接触器km14断开，实现电网供电向储能式转场系统供电的无缝切换；当储能式转场系统供电向电网供电无缝切换时，将第十三接触器km13断开、第十四接触器km14闭合。
5.根据权利要求4所述的一种用于rtg转场的动力电池系统，其特征在于，当轮胎吊电控系统检测到100kwh动力电池系统的电池soc低于35％时，控制无缝切换并网装置进行电网供电，轮胎吊及外部电源通过200kw直流变换器向100kwh动力电池系统充电，直至轮胎吊电控系统检测到100kwh动力电池系统的电池soc超过95％，停止充电；当轮胎吊电控系统检测到100kwh动力电池系统的电池soc大于85％时，所述轮胎吊电控系统发出转场指令，控制无缝切换并网装置进行电网供电向储能式转场系统供电的无缝切换，通过100kwh动力电池系统向负载提供电源。
6.根据权利要求1所述的一种用于rtg转场的动力电池系统，其特征在于，所述100kwh动力电池系统由第一l228c11标准电箱、第二l228c11标准电箱、第三l228c11标准电箱和电池高压盒组成，所述第一l228c11标准电箱的低压输入端与电池高压盒的低压输出端通过高压线束连接，所述第一l228c11标准电箱的低压输出端与第二l228c11标准电箱的低压输入端通过低压线束连接，所述第二l228c11标准电箱的低压输出端与第三l228c11标准电箱的低压输入端通过低压线束连接，所述第三l228c11标准电箱的低压输出端与电池高压盒的低压输入端通过高压线束连接；所述第一l228c11标准电箱的加热输入端与电池高压盒的加热输出端通过加热线束连接，所述第一l228c11标准电箱的加热输出端与第二l228c11标准电箱的加热输入端通过加热线束连接，所述第二l228c11标准电箱的加热输出端与第三l228c11标准电箱的加热输入端通过加热线束连接，所述第三l228c11标准电箱的加热输出端与电池高压盒的加热输入端通过加热线束连接；所述第一l228c11标准电箱的电箱正极与电池高压盒的正极端连接，所述第一l228c11标准电箱的电箱负极与第二l228c11标准电箱的电箱正极连接，所述第二l228c11标准电箱的电箱负极与第三l228c11标准电箱的电箱正极连接，所述第三l228c11标准电箱的电箱负极与电池高压盒的负极端连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于rtg转场的动力电池系统，其特征在于，所述电池高压盒包括：维修开关msd、霍尔传感器、主正继电器、预充继电器、预充电阻、加热正继电器、加热负继电器、主负继电器，所述维修开关msd的一端通过正极端与第一l228c11标准电箱的电箱正极连接，所述维修开关msd的另一端与霍尔传感器的输入端连接，所述霍尔传感器的输出端分别与主正继电器的一端、预充继电器的一端、加热正继电器的一端连接，所述主正继电器的另一端分别与直流变换器的正极、预充电阻的一端连接，所述预充电阻的另一端与预充继电器的另一端连接，所述加热正继电器的另一端通过加热输出端与第一l228c11标准电箱的加热输入端连接；所述加热负继电器的一端通过加热输入端与第三l228c11标准电箱的加热输出端连接，所述加热负继电器的另一端分别与第三l228c11标准电箱的电箱负极、主负继电器的一端连接，所述主负继电器的另一端与直流变换器的负极连接；
8.根据权利要求7所述的一种用于rtg转场的动力电池系统，其特征在于，当环境温度低于5℃时，通过轮胎吊电控系统控制加热正继电器、加热负继电器闭合，为动力电池系统加热；当环境温度不低于5℃时，通过轮胎吊电控系统控制加热正继电器、加热负继电器断开；
9.根据权利要求7所述的一种用于rtg转场的动力电池系统，其特征在于，所述逆变设备包括：第一断路器qf1、第二断路器qf...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶庆永，万锦旗，佘中健，王海雷，李欣蓬，柳尧，李其全，蒋骜寰，张池耿，
申请(专利权)人：江苏苏港智能装备产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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