【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电梯系统的，特别是太阳能和燃料电池驱动的环保电梯系统的。
技术介绍
1、电梯使用来自电网的交流电为主要供能渠道，所以对于无法接入传统电网的偏远地区例如山区、海岛、沙漠等环境使用电梯需要一种独立于传统电网的能源供应系统。而传统方案采用蓄电池作为唯一电源，难以支撑较长时间的需求。如果仅采用某一种特定的新能源作为供能，如离网光伏发电系统过于依赖气象条件，难以在夜间或阴雨天保证负载。
2、使用蓄电池作为电梯的唯一能源来源存在以下主要局限性：
3、有限的能量密度：即使是高性能锂电池，其能量密度最高也仅为150w·h/kg，而传统铅酸电池的能量密度更是低至30-40w·h/kg。电梯在满载或重载状态下运行时需要大量的能量，因此必须配备重量可能达到几百千克的电池组，以满足这种高功率需求。
4、电池电化学性能的影响：电梯运行的特性导致其放电功率变化较大，这不仅对电池的电化学性能造成极大影响，还可能导致电池寿命的显著降低。频繁的大功率放电和充电循环对电池健康构成了严重挑战。
5、充电周期和效率问题：蓄电池的充电周期相对较长，且充电速度较慢。在长时间运行和高频次使用的条件下，电池可能无法及时充满，从而影响整个电梯系统的运行效率。长期放电未能及时充电的情况还可能导致电池性能下降，甚至失效。
6、环境和安全考虑：电池在极端温度下的性能会受到影响，同时在故障情况下还可能存在安全隐患，如泄漏或火灾风险。这些因素使得电池作为电梯唯一能源来源的方案在实际应用中存在一定的局限性。
<...【技术保护点】
1.一种太阳能和燃料电池驱动的环保电梯系统，包括太阳能光伏板（1）和燃料电池系统（2），还包括与所述太阳能光伏板（1）和所述燃料电池系统（2）电性连接的储能装置（3），所述储能装置（3）与电梯曳引机电性连接，所述燃料电池系统（2）包括燃料电池装置及与所述燃料电池装置输入端连接的氢气储存装置，其特征在于：还包括混合能源管理系统（4），所述混合能源管理系统（4）根据实时气象数据和气象数据库的信息预测给定时间范围内的太阳能潜力，然后根据电梯的负载分析燃料电池系统（2）发电需要的能量，以便生成足够的潜在能量满足负载需求；
2.如权利要求1所述的一种太阳能和燃料电池驱动的环保电梯系统，其特征在于：所述预设低点值为电能荷电状态低于35-45%。
3.如权利要求1所述的一种太阳能和燃料电池驱动的环保电梯系统，其特征在于：在所述储能装置（3）存储的电能荷电状态高于80-85%的时候，使用低功率充电，以延长所述储能装置（3）的寿命。
4.如权利要求1所述的一种太阳能和燃料电池驱动的环保电梯系统，其特征在于：所述混合能源管理系统（4）内置负载能量预测模块，通过所述
5.如权利要求4所述的一种太阳能和燃料电池驱动的环保电梯系统，其特征在于：基于数据特性和预测目标，使用几种机器学习模型训练通过交叉验证法比较不同模型在训练集上的性能，选择表现最佳的模型进行进一步优化，使用最终的模型参数在测试集上进行评估，以得到模型在未知数据上的预测性能，分析模型的预测结果，识别模型可能的不足之处，将训练好的模型作为负载能量预测模块部署到生产环境中，实现实时或定期的负载能量预测，整合实时数据输入流，让模型根据最新的气象数据、历史气象信息和曳引机负载数据进行实时预测，监控模型的预测性能，并根据需要调整模型或重新训练以适应新的数据和条件。
6.如权利要求5所述的一种太阳能和燃料电池驱动的环保电梯系统，其特征在于：所述机器学习模型包括随机森林、梯度提升机、神经网络。
7.如权利要求5所述的一种太阳能和燃料电池驱动的环保电梯系统，其特征在于：所述混合能源管理系统（4）内置混合能源分配算法，所述混合能源分配算法使用模型预测控制策略管理能源分配，利用负载能量预测模块对未来一段时间内的预测数据来优化当前时刻的控制动作。
8.如权利要求1所述的一种太阳能和燃料电池驱动的环保电梯系统，其特征在于：还包括制氢系统，所述混合能源管理系统（4）与所述制氢系统控制连接，所述制氢系统包括水解制氢机（6）及第二储氢罐（7），当所述储能装置（3）电能荷电状态饱和时、且所述太阳能光伏板（1）仍在继续正常发电时，所述混合能源管理系统（4）控制所述太阳能光伏板（1）为所述水解制氢机（6）提供电源，所述水解制氢机（6）制出氢气由所述第二储氢罐（7）保存，所述第二储氢罐（7）输出端连通所述燃料电池系统（2）的燃料电池装置。
9.如权利要求1所述的一种太阳能和燃料电池驱动的环保电梯系统，其特征在于：当所述储能装置（3）电能荷电状态下降到70-85%时，所述混合能源管理系统（4）控制所述太阳能光伏板（1）停止为所述水解制氢机（6）提供电源，并控制所述太阳能光伏板（1）继续为所述储能装置（3）进行充电。
10.如权利要求1所述的一种太阳能和燃料电池驱动的环保电梯系统，其特征在于：所述燃料电池系统（2）的燃料电池装置优先使用所述第二储氢罐（7）内氢气。
...【技术特征摘要】
1.一种太阳能和燃料电池驱动的环保电梯系统，包括太阳能光伏板（1）和燃料电池系统（2），还包括与所述太阳能光伏板（1）和所述燃料电池系统（2）电性连接的储能装置（3），所述储能装置（3）与电梯曳引机电性连接，所述燃料电池系统（2）包括燃料电池装置及与所述燃料电池装置输入端连接的氢气储存装置，其特征在于：还包括混合能源管理系统（4），所述混合能源管理系统（4）根据实时气象数据和气象数据库的信息预测给定时间范围内的太阳能潜力，然后根据电梯的负载分析燃料电池系统（2）发电需要的能量，以便生成足够的潜在能量满足负载需求；
2.如权利要求1所述的一种太阳能和燃料电池驱动的环保电梯系统，其特征在于：所述预设低点值为电能荷电状态低于35-45%。
3.如权利要求1所述的一种太阳能和燃料电池驱动的环保电梯系统，其特征在于：在所述储能装置（3）存储的电能荷电状态高于80-85%的时候，使用低功率充电，以延长所述储能装置（3）的寿命。
4.如权利要求1所述的一种太阳能和燃料电池驱动的环保电梯系统，其特征在于：所述混合能源管理系统（4）内置负载能量预测模块，通过所述负载能量预测模块来预测能量需求；首先进行数据的准备和预处理，先收集汇总实时气象数据、历史气象数据和实时曳引机负载数据，然后进行数据清洗，处理缺失值、异常值和噪声，以确保数据质量，再从原始数据中提取或构造出对预测模型有用的特征，最后进行将特征数据缩放到一个统一的范围内，以减少不同量纲特征之间的差异，将处理后的特征输入负载能量预测模块来预测预测能量需求。
5.如权利要求4所述的一种太阳能和燃料电池驱动的环保电梯系统，其特征在于：基于数据特性和预测目标，使用几种机器学习模型训练通过交叉验证法比较不同模型在训练集上的性能，选择表现最佳的模型进行进一步优化，使用最终的模型参数在测试集上进行评估，以得到模型在未知数据上的预测性能，分析...
【专利技术属性】
技术研发人员：任晋，王学斌，金寅德，孙义恒，应晨耕，臧祺，丁媛媛，
申请(专利权)人：浙江省特种设备科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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