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集装箱龙门吊节能降耗技术研究与应用 仇建喜1 龚吉1 周坚勇2 王伟2 （1上海海得控制系统股份有限公司，2宁波北仑国际集装箱码头有限公司） Study and Application on Energy Saving in Gantry Crane Equipment Qiu jianxi Gong ji Zhou jianyong Wang wei ABSTRACT: Energy-fed and PWM rectify is applied to energy feedback equipment, which is applied in gantry crane on Energy saving renovation. It is an economical and unpolluted method in utilization of energy regeneration. There are the control theory of energy feedback equipment, a method of Energy saving renovation on gantry crane, the test plan and the analysis of test data in this paper. The application has the effects which can reduce current total harmonic distortion(THD), active energy saving, restrain grid polluted and improve power quality. KEY WORDS：energy-fed technology, energy-fed equipment, PWM rectifier, energy conservation, power quality 摘要：将基于能量回馈电网技术和PWM整流技术的能量回馈装置应用于集装箱龙门吊节能改造，不仅实现集装箱龙门设备节能降耗，而且大大改善了龙门吊滑触线上的电能质量。本文论述了能量回馈装置原理、节能改造方案、现场单台和4台龙门吊组网测试及数据分析，说明了基于能量回馈装置的集装箱龙门吊节能改造方案，在节电降耗和提高电网电能质量方面取得的显著效果。 关键词：能量回馈电网技术 能量回馈装置 PWW整流器 节能降耗 电能质量 1 引言 油改电工程实施后，集装箱龙门吊实现了市电供电，其能耗有大幅度的降低。但是在集装箱被搬运的过程中，通常要完成高度为几十米的垂直提升和下放动作，位置变化形成的再生能量相当大，因此集装箱龙门吊仍具有较大节能降耗潜力。 传统变频器将龙门吊下放重物而产生的能量通过制动电阻以热的形式消耗掉，造成巨大的能源浪费。针对此部分能量的回收利用，论文[1]采用超级电容储能的方式实现龙门吊的节能降耗，但是目前由于超级电容的价格和维护成本较高，经济可行性较低，在实际工程应用中此方案有很大的局限性。能量回馈电网技术，实现能量的再生利用，相对于超级电容储能、电池储能和飞轮储能等技术，其整体性价比较高[2]，但其对回馈电网的电能质量要求较高。 目前市场上已经出现了一些能量回馈产品，也有针对现有的龙门吊进行节能降耗改造的方案，但是对于改造后电网的电能质量影响、电网稳定性和节电效果尚没有较为全面的研究和测试分析。对此，上海海得控制系统股份有限公司和宁波北仑国际集装箱码头有限公司在集装箱龙门吊节能降耗方面进行了共同研究，并开展了相关的测试工作。 基于能量回馈电网技术，上海海得控制系统股份有限公司研制的HDM系列能量回馈装置于2011年9月在宁波北仑国际集装箱码头有限公司龙门吊上安装试用了一台，双方进行了节能效果和电能质量相关测试，在各项测试结果达到预期并稳定运行9个月后，于2012年6月，又再次安装投运了三台，并于2012年7月双方共同完成了节能改造后四台龙门吊在一条滑触线下工作的相关测试，验证了理论分析。 2 海得能量回馈装置介绍 海得能量回馈装置基于三相全桥PWM整流器和控制器组成，三相全桥电压型PWM整流器拓扑结构如图1所示，交流侧采用三相对称的无中线连接方式，并采用6个IGBT功率开关，网侧滤波器LCL主要作用是滤除高次谐波[3] [4] 5]。该装置具有如下特点： 能为传动产品提供稳定的直流电压。 实现电网（交流侧）到变频器（直流侧）能量的双向流动，可实现交流电能再生。 大大降低与电网交流侧连接处的电流谐波含量。 可以调节电网交流侧连接处功率因数。 图1 三相半桥电压型PWM整流器拓扑结构示意图 3 龙门吊节能降耗改造方案介绍[6] 传统集装箱