CN111817330A - 起重机储能监控调度***及其调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种起重机储能监控调度***及其调度方法，起重机储能监控调度***包括起重机、发电装置、储能装置、控制器、电位器、监测模块以及第二继电器或第一继电器和离合器，起重机包括驱动单元、吊具和电源装置，发电装置的输入端与驱动单元连接，控制器控制电源装置与储能装置或电网电连接，储能装置具有电池管理模块，电池管理模块向控制器发送第一监测信息，电位器的转轴与吊具的传动轴连接，电位器向控制器发送位置信息，监测模块向控制器发送第二监测信息，控制器通过第二继电器或第一继电器和电磁离合器控制发电装置对储能装置充电，以及上述***的调度方法。起重机储能监控调度***及其调度方法均能够对***进行有效、可靠的能源管控。

Description

起重机储能监控调度***及其调度方法

技术领域

本发明涉及起重机械技术领域，具体地说，是涉及一种起重机储能监控调度***及该起重机储能监测调度***的调度方法。

背景技术

港口作为水陆交通的集结点和枢纽处，是工农业产品和外贸出口物资的集散地，也是货物装卸、船舶停泊的场所。其中，货物的装卸由港口起重机进行操作，港口起重机的起重高度一般在20米至40米之间，额定起重重量在30吨至40吨之间，每小时可完成80个至100个标箱动作，而港口起重机平均每小时的耗电量为50千瓦至60千瓦，每月耗电量约4万多度，可见港口起重机的耗电量惊人。

因此，为了节省能耗成本，目前的港口起重机设置有发电装置和储能装置，发电装置与港口起重机的驱动单元进行连接，储能装置与发电装置电连接。当驱动单元驱动港口起重机的吊具起吊货柜时，储能装置能够向港口起重机的电源装置供电；当驱动单元控制吊具下放货柜时，电源装置切换至与市电电连接，使市电为电源装置供电，此外，驱动单元在控制吊具下放的同时驱动发电装置进行发电，储能装置对发电装置产生的电能进行存储，以供港口起重机下一次起吊货柜。可见，上述设置能有效的降低港口起重机的能耗成本，但是，上述设置存在的缺点是：

第一，港口起重机在开始下放吊具后，发电装置才接入驱动单元，导致发电装置的发电存在滞后性、发电量受影响；

第二，吊具对货柜的提升速度需要由人工手动控制，对港口起重机操作员技术要求较高；

第三，储能装置在执行充放电操作之前，缺少对储能装置的状态监测，导致存在一定的安全隐患；

第四，缺少对电网电压、频率和相位等关键因素的实时监测，导致当遇到电网或变流器故障时，无法进行供电源的及时切换，使得可靠性差、安全性低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种能够对储能装置进行有效、可靠的能源管控，且安全性高、可靠性强的起重机储能监控调度***。

本发明的另一目的是提供一种上述起重机储能监控调度***的调度方法。

为了实现本发明的主要目的，本发明提供一种起重机储能监控调度***，包括起重机、发电装置和储能装置，起重机包括驱动单元、吊具和电源装置，驱动单元驱动吊具移动，电源装置与驱动单元电连接，发电装置的输入端与驱动单元连接，储能装置与发电装置电连接，其中，起重机储能监控调度***还包括控制器、电位器、监测模块，以及第二继电器或第一继电器和离合器，控制器控制电源装置与储能装置或电网电连接，储能装置具有电池管理模块，电池管理模块用于监测储能装置并向控制器发送第一监测信息，电位器的转轴与吊具的传动轴连接，电位器用于获取吊具的位置状态信息并向控制器发送位置信息，监测模块用于监测电源装置、储能装置和电网，并向控制器发送第二监测信息，电磁离合器连接在发电装置的输入端和驱动单元之间，第一继电器电连接在控制器和电磁离合器之间，或第二继电器的第一线圈端子与控制器电连接，第二继电器的第一触点端子与发电装置电连接，第二继电器的第二触点端子与储能装置电连接。

由上可见，电位器与吊具的传动轴相连，使得电位器能够实时获取吊具的移动状态信息和位置状态信息，以便于控制器根据吊具的移动状态和位置状态切换成由电网或储能装置向电源装置供电。电池管理模块用于实时监测储能装置，以保证储能装置的每次充放电均能安全、可靠的执行。监测模块用于对起重机储能监控调度***进行全局监测，如电网频率、储能装置的充放电量和充放电流、交直流侧电压等等，以使得当电网、储能装置、变流器等出现故障时，能够及时对电源装置的供电源进行及时切换，提高起重机储能监控调度***的安全性和可靠性。设置第二继电器或第一继电器和电磁离合器，使得当储能装置处于放电状态时，能够切断发电装置对储能装置的充电，保证储能装置充放电的安全性。当吊具对货柜进行起吊时，控制器能够根据储能装置的状态和电网的状态控制储能装置或电网为电源装置进行供电；当吊具进行下放或吊具对货柜进行下放时，控制器根据储能装置的状态控制发电装置是否向储能装置进行充电，并控制电网向电源装置进行供电。通过对起重机储能监控调度***的设计，既提高了起重机储能监控调度***的安全性和可靠性，又能够对储能装置进行有效、可靠的能源管控。

一个优选的方案是，起重机储能监控调度***还包括第三继电器，第三继电器的第二线圈端子与控制器电连接，第三继电器的第三触点端子与电网电连接，第三继电器的第四触点端子与电源装置电连接。

由上可见，通过在电网和电源装置之间设置第三继电器，并由控制器进行控制，使得通过第三继电器能够快速、可靠地对接通电网与电源装置或切断电网与电源装置之间的电连接。

另一个优选的方案是，起重机储能监控调度***还包括位置监测装置，位置监测装置与驱动单元连接，位置监测装置用于监测吊具是否处于上限位置或下限位置，并向控制器发送第三监测信号。

由上可见，增设位置监测装置能够辅助电位器对吊具的上限位置和下限位置进行监测，以在当电位器出现故障时，位置监测装置能够代替电位器以使得起重机储能监控调度***能够继续保持正常作业。

进一步的方案是，起重机储能监控调度***还包括触摸显示屏、存储装置和云服务器，触摸显示屏与控制器电连接，存储装置与控制器之间进行信息交互，云服务器与控制器之间进行信息交互。

由上可见，触摸显示屏能够便于操作者输入相关控制指令，同时能够显示电池管理模块、监测模块等的监测信息；存储装置用于存储相关监控信息，以便操作者进行查阅；而设置云服务器则使得起重机储能监控调度***具有远程监控功能，使得操作者可以通过操作终端远程查看起重机储能监控调度***的能源情况、故障信息等数据。

为了实现本发明的另一目的，本发明提供一种起重机储能监控调度***的调度方法，应用于如上述的起重机储能监控调度***，其中，调度方法包括：判断吊具所处位置；当吊具处于预设的下限位置，电池管理模块监测储能装置的电量是否大于或等于第一预设电量阈值，若是，控制储能装置与电源装置电连接，并切断电网与电源装置之间的电连接；当吊具处于预设的上限位置，控制电网与电源装置电连接，并切断储能装置与电源装置之间的电连接，电池管理模块监测储能装置的电量是否小于或等于第二预设电量阈值，若是，控制发电装置对储能装置充电。

由上可见，本发明的调度方法能够在储能装置进行充放电前通过电池管理模块对储能装置的监测数据来控制储能装置的充放电处理，以在当需要将吊具从下限位置起吊至上限位置时，在储能装置具有充足电量的前提下才将储能装置接入起重机的电源装置以为电源装置进行供电，在储能装置不具有供吊具从下限位置起吊至上限位置的电量时，将电网接入电源装置以为电源装置进行供电，从而保证吊具起吊的安全性；当需要将吊具从上限位置下放至下限位置时，先获取电池管理模块对储能装置电量的监测数据，以在当储能装置的电量低于第二预设电量阈值时，才使发电装置对储能装置进行充电，从而避免储能装置出现过充电问题，对储能装置起到保护作用，同时还能够使得储能装置在完成一次充电操作后，能够紧接着完成一次放电操作，以更好的起到节约能耗的作用。此外，通过电位器对吊具的位置进行预先判断，使得吊具在准备下放前能够先将发电装置与起重机的驱动单元对接，或将发电装置与储能装置电连接，从而消除吊具下放时发电装置存在的发电滞后性的缺点，并保证发电装置的发电量。

进一步的方案是，调度方法还包括：在吊具在未达到上限位置或下限位置之前，判断吊具所处状态；当吊具处于起吊状态，判断电池管路模块监测储能装置的电量是否大于或等于第三预设电量阈值，若是，控制储能装置与电源装置电连接，并切断电网与电源装置之间的电连接；当吊具处于下放状态，控制电网与电源装置电连接，切断储能装置与电源装置之间的电连接，并判断电池管理模块监测储能装置的电量是否小于或等于第四预设电量阈值，若是，控制发电装置对储能装置充电。

由上可见，通过对吊具所处状态的判断，使得当吊具处于起吊状态但未以下限位置为起点或未以上限位置为终点，以及当吊具处于下放状态但未以上限位置为起点或未以下限位置为终点时，起重机储能监控调度***能够根据吊具所处的状态及时切换电网或储能装置为起重机的电源装置供电，以及控制发电装置是否向储能装置充电。

一个优选的方案是，在判断吊具所处位置和判断吊具所处的状态的步骤之前，调度方法还包括：获取吊具在下限位置时，电位器的第一参数值；获取吊具在上限位置时，电位器的第二参数值。

由上可见，通过记录吊具在下限位置处电位器的第一参数值以及记录吊具在上限位置处电位器的第二参数值即可使起重机储能监控调度***准确判断吊具的位置状态和移动状态。

另一个优选的方案是，在监测储能装置的电量是否大于或等于第一预设电量阈值与第三预设电量阈值的步骤之前，调度方法还包括：判断电池管理模块是否异常，若是，控制电网与电源装置电连接，并切断储能装置与电源装置之间电连接；在监测储能装置的电量是否小于或等于第二预设电量阈值或第四预设电量阈值的步骤之前，调度方法还包括：判断电池管理模块是否异常，若是，取消发电装置对储能装置充电。

由上可见，在对储能装置进行充放电前，先检测电池管理模块是否出现异常，并在当电池管理模块出现异常时，停止对储能装置的充放电处理，以防止由于电池管理模块在异常状态下反馈错误的监测数据导致对储能装置的状态出现误判，从而避免出现安全生产事故。

另一个优选的方案是，在监测储能装置的电量是否大于或等于第一预设电量阈值或第三预设电量阈值的步骤之后，调度方法还包括：判断监测模块是否异常，若是，控制电网与电源装置电连接，并切断储能装置与电源装置之间电连接；在监测储能装置的电量是否小于或等于第二预设电量阈值或第四预设电量阈值的步骤之后，调度方法还包括：判断监测模块是否异常，若是，取消发电装置对储能装置充电。

由上可见，由于监测模块用于全局监测起重机储能监控调度***，因此，当储能装置进行充放电前以及储能装置进行充电或放电过程中，先检测检测模块是否出现异常，并在当监测模块出现异常时，优选采用电网为起重机的电源装置进行供电，以避免当储能装置出现故障或异常时无法被及时发现，从而保证起重机储能监控调度***工作的安全性和可靠性。

另一个优选的方案是，调度方法还包括：当储能装置与电源装置电连接时，将电池管理模块和监测模块分别切换至放电模式；当发电装置对储能装置充电时，将电池管理模块和监测模块分别切换至充电模式。

由上可见，由于储能装置处于充电状态或放电状态所需要监测的数据不同，因此，根据储能装置所处的充电状态或放电状态分别将电池管理模块和监测模块切换至相应的充电模式或放电模式能够使电池管理模块能够更有针对性的不同状态下的储能装置进行监测，并使监测模块能够更有针对性的根据储能装置的充放电状态对起重机储能监控调度***进行全局监测。

附图说明

图1是本发明起重机储能监控调度***的第一实施例的***框图。

图2是本发明起重机储能监控调度***的调度方法的第一实施例的流程图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

起重机储能监控调度***第一实施例：

参照图1，起重机储能监控调度***100包括起重机、发电装置2、储能装置3、控制器4、电位器5、监测模块6、触摸显示屏71、存储装置72、非易失性存储芯片73和云服务器74。起重机包括机架、驱动单元、吊具和电源装置11，驱动单元和吊具均设置于机架上。驱动单元用于驱动吊具进行移动，例如，驱动吊具进行起吊(即控制吊具进行上升移动)、驱动吊具进行下放(即控制刀具进行下降移动)；此外，驱动单元还可控制机架进行移动，例如，当起重机为门式起重机时，驱动单元可驱动机架沿轨道移动，还可驱动机架的横移机构带动吊具沿垂直于轨道延伸方向是水平方向移动；当起重机为固定式回转起重机时，驱动单元可起重机机架的悬臂转动，从而带动吊具在一定的空间内回转移动。电源装置11与驱动单元电连接，以为驱动单元供电。

发电装置2的输入端与驱动单元连接，使得驱动单元能够通过发电装置2的输入端驱动发电装置2进行发电作业。其中，发电装置2优选可采用发电机，发电机与驱动单元连接时，发电机的转子可与驱动单元的驱动源或传动机构连接，例如，当驱动单元的驱动源为电机时，可将发电机的转子与电机的电机轴连接，使得电机的电机轴能够驱动发电机的转子转动；或者，将发电机的转子与传动机构中某一环节的转轴连接，使得该转轴能够驱动发电机的转子转动，从而实现发电机的发电作业。

储能装置3与发电装置2电连接，使得发电装置2在进行发电作业时，能够将产生的电能传输至储能装置3的电池组32进行存储，以供起重机的电源装置11用电。储能装置3内设置有电池管理模块31，电池管理模块31通过第一CAN通信电路与控制器4连接。电池管理模块31用于实时监测、采集、处理和存储电池组32运行过程中的信息，例如，电池组32的SOC值、剩余电量、电芯温度、电池电压等，并向控制器4发送第一监测信息，使得控制器4能够根据第一监测信息对电池组32进行管理和维护，避免电池组32出现过充和过放的现象，且能够使控制器4了解电池组32的当前电量，以便于控制器4控制储能装置3是否向电源装置11供电以及控制发电装置2是否对储能装置3进行充电。

电位器5用于获取吊具的位置状态信息及运动状态信息，并向控制器4发送位置信息。其中，电位器5的转轴与传动机构中吊具的传动轴连接，使得该传动轴能够带动电位器5的转轴转动，以记录吊具的位置状态及运动状态。电位器5通过模数转换电路与控制器4连接，电位器5使用时，需要先对电位器5进行设置，例如，设定吊具的起吊方向为正向，设定吊具的下放方向为反向，接着，将吊具下放至下限位置，记录电位器5的第一参数值，随后，将吊具起吊至上限位置，记录电位器5的第二参数值，其中，第一参数值和第二参数值均可为电位器5根据吊具位置所产生的相对应的电阻值，且本实施例中，第一参数值小于第二参数值。

监测模块6用于对起重机储能监控调度***100进行全局监测，例如，监测交直流侧的电压、监测储能装置3的充放电电流、充放电电压和充放电电量、监测电网12的频率等。在本实施例中，该监测模块6优选采用数字信号处理器，且监测模块6通过第二CAN通信电路与控制器4连接，以通过第二CAN通信电路向控制器4发送第二监测信息。

控制器4还用于控制起重机的电源装置11与储能装置3或电网12电连接，在本实施例中，起重机储能监控调度***100还包括电磁离合器、第一继电器81和第三继电器82，电磁离合器连接在发电装置2的输入端和驱动单元之间，第一继电器81电的第三线圈端子与控制器4的第一I/O输出端子电连接，第一继电器81的第五触点端子与电源装置11电连接，第一继电器81的第六触点端子与电磁离合器电连接。当需要控制发电装置2的输入端接入驱动单元以受驱动单元驱动时，通过控制器4控制第一继电器81处于导通状态，使电磁离合器闭合以将发电装置2的输入端接入驱动单元，此时，发电装置2能够进行发电并对储能装置3进行充电。第三继电器82的第二线圈端子与控制器4的第二I/O输出端子电连接，第三继电器82的第三触点端子与电网12电连接，第三继电器82的第四触点端子与电源装置11电连接。

通过设置第一继电器81和电磁离合器，使得当储能装置3处于放电状态时，能够切断发电装置2对储能装置3的充电，保证储能装置3充放电的安全性。当吊具对货柜进行起吊时，控制器4能够根据储能装置3的状态和电网12的状态控制储能装置3或电网12为电源装置11进行供电；当吊具进行下放或吊具对货柜进行下放时，控制器4根据储能装置3的状态控制发电装置2是否对储能装置3进行充电，并控制电网12向电源装置11进行供电；而在电网12和电源装置11之间设置第三继电器82，并由控制器4进行控制，使得通过第三继电器82能够快速、可靠地对接通电网12与电源装置11，使电网12向电源装置11供电，或断开电网12和电源装置11之间的电连接，切断电网12向电源装置11进行供电。

进一步地，起重机储能监控调度***100还包括位置监测装置9，位置检测装置与驱动单元连接，位置监测装置9用于对吊具的位置进行监测，以辅助控制器4判断吊具是否处于上限位置或下限位置，并向控制器4发送第三监测信号。其中，位置监测装置9的设置方式有多种，例如，可采用编码器与驱动源、传动机构或吊具的传动轴连接，编码器通过模数转换电路与控制器4电连接；又例如，可采用两个微动开关配合光电耦合器，两个微动开关可分别设置于传动机构驱动吊具移动至上限位置和下限位置时传动机构某部件的上限行程位置和下限行程位置处，两个微动开关并联通过光电耦合器接入控制器4的I/O输入端子，实现对吊具的上限位置和下限位置的检测。需要说明的是，位置监测装置9采用的监测器件及连接方式均为本领域技术人员所熟知，故在此不作过多赘述。

触摸显示屏71通过RS232通信电路与控制器4连接，触摸显示屏71用于显示电池管理模块31、监测模块6等的监测信息，还用于操作者向控制器4发送相关控制指令或设置指令。存储装置72与控制器4之间进行信息交互，具体地，存储装置72通过SP I通信电路与控制器4连接，存储装置72用于存储相关监控信息，以便操作者进行查阅。云服务器74与控制器4之间进行信息交互，具体地，云服务器74通过以太网与控制器4连接通信，使得起重机储能监控调度***100具有远程监控功能，使得操作者可以通过操作终端远程查看起重机储能监控调度***100的能源情况、故障信息等数据。非易失性存储芯片73通过I I C通信电路与控制器4电连接，非易失性存储芯片73用于实施存储起重机储能监控调度***100运行的关键数据，并在起重机储能监控调度***100启动时调取上述数据以保证起重机储能监控调度***100的正常运行。需要说明的是，控制器4优选采用嵌入式芯片，非易失性存储芯片优选采用EEPROM芯片。

综上可见，电位器与吊具的传动轴相连，使得电位器能够实时获取吊具的运动状态信息和位置状态信息，以便于控制器根据吊具的运动状态和位置状态切换成由电网或储能装置向电源装置供电。电池管理模块用于实时监测储能装置，以保证储能装置的每次充放电均能安全、可靠的执行。监测模块用于对起重机储能监控调度***进行全局监测，如电网频率、储能装置的充放电量和充放电流、交直流侧电压等等，以使得当电网、储能装置、变流器等出现故障时，能够及时对电源装置的供电源进行及时切换，提高起重机储能监控调度***的安全性和可靠性。设置第二继电器或第一继电器和电磁离合器，使得当储能装置处于放电状态时，能够切换发电装置对储能装置的充电，保证储能装置充放电的安全性。当吊具对货柜进行起吊时，控制器能够根据储能装置的状态和电网的状态控制储能装置或电网为电源装置进行供电；当吊具进行下放或吊具对货柜进行下放时，控制器根据储能装置的状态控制发电装置是否对储能装置进行充电，并控制电网向电源装置进行供电。通过对起重机储能监控调度***的设计，既提高了起重机储能监控调度***的安全性和可靠性，又能够对储能装置进行有效、可靠的能源管控。

起重机储能监控调度***第二实施例：

本实施例与起重机储能监控调度***第一实施例的不同之处在于：

在本实施例中，采用第二继电器取代第一继电器81和电磁离合器，具体地，第二继电器的第一线圈端子与控制器4的第三I/O输出端子电连接，第二继电器的第一触点端子与发电装置2电连接，第二继电器的第二触点端子与储能装置3电连接。当吊具处于起吊状态时，控制器4能够控制第二继电器处于关断状态，从而阻止发电装置2对储能装置3进行充电，以对储能装置3进行保护；当吊具处于下放状态时，控制器4能够控制第二继电器处于导通状态，从而使发电装置2对储能装置3进行充电。

起重机储能监控调度***的调度方法第一实施例：

起重机储能监控调度***的调度方法应用于上述起重机储能监控调度***第一实施例或第二实施例中的起重机储能监控调度***100，该调度方法主要用于调配起重机储能监控调度***100中的储能装置3的充放电操作，以达到能源高效回收利用的效果。

首先，先获取吊具在下限位置处时，电位器5的第一参数值，以及获取吊具在上限位置处时，电位器5的第二参数值。例如，设定吊具的起吊方向为正向，设定吊具的下放方向为反向，接着，可将吊具下放至下限位置，记录电位器5的第一参数值，随后，将吊具起吊至上限位置，记录电位器5的第二参数值，其中，第一参数值和第二参数值均可为电位器5根据吊具位置所产生的相对应的电阻值本实施例中，第一参数值小于第二参数值。当吊具自下限位置处向上限位置处移动时，电位器5的实时参数值会由第一参数值增加至第二参数值，当电位器5的实时参数值等于第二参数值时，表明此时的吊具处于上限位置；当吊具自上限位置处向下限位置处移动时，电位器5的实时参数值会由第二参数值减小至第一参数值，当电位器5的实时参数值等于第一参数值时，表明此时的吊具处于下限位置。

以下，结合图2起重机储能监控调度***100的调度方法进行说明：

当起重机储能监控调度***100启动后，先判断吊具所处的位置，具体地，执行步骤S11，判断吊具是否处于下限位置。当判断吊具处于下限位置处时，则说明吊具接下来的运动为起吊运动，因此，优选采用储能装置3向起重机的电源装置11进行供电。

接着，执行步骤S12，判断电池管理模块31是否异常。电池管理模块31起监测储能装置3的电池组32的作用，因此，在储能装置3放电前需要检测电池管理模块31是否出现异常，当电池管理模块31存在异常时，执行步骤S91，由电网12向电源装置11供电，并切断储能装置3与电源装置11之间的电连接，取消发电装置2对储能装置3的充电。当电池管理模块31出现异常时，控制器4断开储能装置3对电源装置11的供电，并控制第三继电器82切换至导通状态，以及时将电网12接入电源装置11对电源装置11进行供电，保证起重机储能监控调度***100的正常运行，此外，控制器4还控制第一继电器81切换至关断状态，以切断发电装置2与驱动单元之间的联动，或控制第二继电器切换至关断装置，以停止发电装置2对储能装置3进行充电。而通过上述操作，能够防止由于电池管理模块31在异常状态下反馈错误的监测数据导致对储能装置3的状态出现误判，比如错误反馈电池组32的电量、电芯温度、电池电压等，避免出现安全生产事故。接着，在电网12的供电下，可执行步骤S81，将吊具起吊至上限位置，以保证起重机储能监控调度***100的正常运行，当然，起重机的驱动单元也可将吊具起吊至其他位置。

当电池管理模块31正常时，执行步骤S31，判断储能装置3的电量是否大于或等于第一预设电量阈值。通过对储能装置3电量的判断，能够有效预估储能装置3的电量是否足够支撑吊具的一次起吊作业，防止当储能装置3的电量不足以支撑吊具的一次起吊作业而电网12无法及时接入起重机的电源装置11时，发生安全生产事故。当储能装置3的电量小于第一预设电量阈值时，同样执行步骤S91，由电网12直接为电源装置11进行供电。例如，当储能装置3的电量小于电池组32容量的20％时，执行步骤S91。

当储能装置3的电量大于或等于第一预设电量阈值时，执行步骤S41，判断监测模块6是否正常。监测模块6起到对起重机储能监控调度***100启动进行全局监测的作用，如对储能装置3向起重机的电源装置11进行供电时的供电电流、供电电压等，因此，在储能装置3执行放电作业前，需要对监测模块6的状态进行检测。当监测模块6的存在异常时，同样执行步骤S91，由电网12直接为电源装置11进行供电。

当监测模块6正常时，执行步骤S51，将电池管理模块31切换至放电模式，将监测模块6切换至放电模式。由于储能装置3处于充电状态或放电状态时，电池管理模块31和监测模块6监测的对象有所不同，因此，当储能装置3执行放电作业前，控制器4需要将电池管理模块31和监测模块6分别相应地切换至放电模式。

接着，执行步骤S61，判断电池管理模块31是否已切换至放电模式，且判断监测模块6是否已切换至放电模式。基于前述，当电池管理模块31无法切换至放电模式时，电池管理模块31无法可靠对储能装置3进行监测，同样地，当监测模块6无法切换至放电模式时，监测模块6无法可靠对起重机储能监控调度***100进行监测，因此，当电池管理模块31和/或监测模块6无法切换至放电模式时，优选直接由电网12为电源装置11进行供电，即执行步骤S91。

当电池管理模块31和监测模块6均相应地切换至放电模式时，执行步骤S71，储能装置3与电源装置11电连接，并切断电网12与电源装置11的电连接，取消发电装置2对储能装置3的充电。具体地，控制器4控制第三继电器82切换至关断状态，以断开电网12对起重机的电源装置11的供电，同时，控制器4控制储能装置3与电源装置11电连接，以对电源装置11进行供电，此外，控制器4还控制第一继电器81切换至关断状态，以切断发电装置2与驱动单元之间的联动，或控制第二继电器切换至关断状态，以停止发电装置2对储能装置3进行充电。

接着，执行步骤S81，将吊具起吊至上限位置，从而完成吊具的一次起吊作业，在此过程中，若起重机储能监控调度***100处于正常状态，储能装置3能够通过自身存储的电量供起重机对货物进行起吊作业，从而达到节省能耗的目的。

当判断吊具不处于下限位置处时，执行步骤S12，判断吊具是否处于上限位置。当判断吊具处于上限位置时，则说明吊具接下来的运动为下放运动，因此，优选采用电网12向起重机的电源装置11进行供电，同时将发电装置2接入起重机的驱动单元，使驱动单元驱动发电装置2进行发电作业，并将发电装置2产生的电量存储至储能装置3内。

具体地，执行步骤S22，判断电池管理模块31是否异常。当电池管理模块31存在异常时，执行步骤S92，由电网12向电源装置11供电，并切断储能装置3与电源装置11之间的电连接，取消发电装置2对储能装置3的充电。当电池管理模块31出现异常时，控制器4保持控制第三继电器82处于导通状态，以及保持断开储能装置3对电源装置11的供电，同时，控制器4还控制第一继电器81切换至关断状态，以切断发电装置2与驱动单元之间的联动，或控制第二继电器切换至关断装置，以停止发电装置2对储能装置3进行充电。通过上述操作，能够防止由于电池管理模块31在异常状态下反馈错误的监测数据导致对储能装置3的状态出现误判，比如错误反馈电池组32的电量、电芯温度、电池电压等，避免出现安全生产事故。接着，在电网12的供电下，可执行步骤S82，将吊具起吊至下限位置，以保证起重机储能监控调度***100的正常运行，当然，起重机的驱动单元也可将吊具下放至其他位置。

当电池管理模块31正常时，执行步骤S32，判断储能装置3的电量是否小于或等于第二预设电量阈值。通过对储能装置3电量的判断，能够有效预估在吊具下放过程中，发电装置2是否会对储能装置3造成过充电，以对储能装置3起到保护作用。当储能装置3的电量大于第二预设电量阈值时，同样执行步骤S92，保持电网12直接为电源装置11进行供电和切断储能装置3对电源装置11进行通电，并取消发电装置2对储能装置3充电。例如，当储能装置3的电量大于电池组32容量的90％时，执行步骤S92。

当储能装置3的电量小于或等于第二预设电量阈值时，执行步骤S42，判断监测模块6是否正常。当监测模块6的存在异常时，同样执行步骤S92，保持电网12直接为电源装置11进行供电和切断储能装置3对电源装置11进行通电，并取消发电装置2对储能装置3充电。

当监测模块6正常时，执行步骤S52，将电池管理模块31切换至充电模式，将监测模块6切换至充电模式。同理地，由于储能装置3处于充电状态或放电状态时，电池管理模块31和监测模块6监测的对象有所不同，因此，当储能装置3执行充电作业前，控制器4需要将电池管理模块31和监测模块6分别相应地切换至充电模式。

接着，执行步骤S62，判断电池管理模块31是否已切换至充电模式，且判断监测模块6是否已切换至充电模式。基于前述，当电池管理模块31无法切换至充电模式时，电池管理模块31无法可靠对储能装置3进行监测，同样地，当监测模块6无法切换至充电模式时，监测模块6无法可靠对起重机储能监控调度***100进行监测，因此，当电池管理模块31和/或监测模块6无法切换至充电模式时，即执行步骤S92，以最大化的保证起重机储能监控调度***100能够安全、正常运行。

当电池管理模块31和监测模块6均相应地切换至充电模式时，执行步骤S72，电网12与电源装置11电连接，并切断储能装置3与电源装置11的电连接，控制发电装置2对储能装置3充电。具体地，控制器4控制第三继电器82切换至导通状态，以使电网12对起重机的电源装置11的供电，同时，控制器4控制储能装置3断开与电源装置11的电连接，此外，控制器4还控制第一继电器81切换至导通状态，以使驱动单元驱动发电装置2进行发电作业，并使发电装置2为储能装置3进行充电，或控制第二继电器切换至导通状态，以使发电装置2对储能装置3进行充电。

接着，执行步骤S82，将吊具下放至下限位置，从而完成吊具的一次下放作业，在此过程中，若起重机储能监控调度***100处于正常状态，发电装置2能够在起重机的驱动单元的驱动下进行发电作业，并对储能装置3进行充电，以使得储能装置3能够在起重机的下一次起吊作业时为起重机的电源装置11进行供电，从而达到节省能耗的目的。

当判断吊具不处于上限位置处、也不处于下限位置处时，可执行步骤S13，将吊具起吊至上限位置或下放至下限位置。

综上可见，本发明的调度方法能够在储能装置进行充放电前通过电池管理模块对储能装置的监测数据来控制储能装置的充放电处理，以在当需要将吊具从下限位置起吊至上限位置时，在储能装置具有充足电量的前提下才将储能装置接入起重机的电源装置以为电源装置进行供电，在储能装置不具有供吊具从下限位置起吊至上限位置的电量时，将电网接入电源装置以为电源装置进行供电，从而保证吊具起吊的安全性；当需要将吊具从上限位置下放至下限位置时，先获取电池管理模块对储能装置电量的监测数据，以在当储能装置的电量低于第二预设电量阈值时，才使发电装置对储能装置进行充电，从而避免储能装置出现过充电问题，对储能装置起到保护作用，同时还能够使得储能装置在完成一次充电操作后，能够紧接着完成一次放电操作，以更好的起到节约能耗的作用。此外，通过电位器对吊具的位置进行预先判断，使得吊具在准备下放前能够先将发电装置与起重机的驱动单元对接，或将发电装置与储能装置电连接，从而消除吊具下放时发电装置存在的发电滞后性的缺点，并保证发电装置的发电量。

起重机储能监控调度***的调度方法第二实施例：

本实施例与上述调度方法第一实施例的不同之处在于：

在本实施例中，取消第一实施例的步骤S13，且调度方法还包括以下步骤：

在吊具在未达到上限位置或下限位置之前，可判断吊具所处状态，并根据吊具所处状态控制储能装置3进行充电作业或放电作业。

例如，当吊具处于起吊状态，判断电池管路模块监测储能装置3的电量是否大于或等于第三预设电量阈值，若是，控制储能装置3与电源装置11电连接，并切断电网12与电源装置11之间的电连接；当吊具处于下放状态，控制电网12与电源装置11电连接，切断储能装置3与电源装置11之间的电连接，接着，判断电池管理模块31监测储能装置3的电量是否小于或等于第四预设电量阈值，若是，控制发电装置2对储能装置3充电。

其中，当吊具处于起吊状态但未以下限位置为起点或未以上限位置为终点时，可依照第一实施例的调度方法执行步骤S21、步骤S31、步骤S41、步骤S51、步骤S61、步骤S71、步骤S81和步骤S91，而其中，在执行步骤S31时，将第一实施例中的步骤S31的判断方式更改为判断电池管路模块监测储能装置3的电量是否大于或等于第三预设电量阈值即可，故在此不进行重复阐述。

当吊具处于下放状态但未以上限位置为起点或未以下限位置为终点时，可依照第一实施例的调度方法执行步骤S22、步骤S32、步骤S42、步骤S52、步骤S62、步骤S72、步骤S82和步骤S91，而其中，在执行步骤S32时，将第一实施例中的步骤S31的判断方式更改为判断电池管理模块31监测储能装置3的电量是否小于或等于第四预设电量阈值即可，故在此不进行重复阐述。

综上可见，通过对吊具所处状态的判断，使得当吊具处于起吊状态但未以下限位置为起点或未以上限位置为终点，以及当吊具处于下放状态但未以上限位置为起点或未以下限位置为终点时，起重机储能监控调度***能够根据吊具所处的状态及时切换电网或储能装置为起重机的电源装置供电，以及控制发电装置是否向储能装置充电。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.起重机储能监控调度***，包括

起重机，所述起重机包括驱动单元、吊具和电源装置，所述驱动单元驱动所述吊具移动，所述电源装置与所述驱动单元电连接；

发电装置，所述发电装置的输入端与所述驱动单元连接；

储能装置，所述储能装置与所述发电装置电连接；

其特征在于，所述起重机储能监控调度***还包括：

控制器，所述控制器控制所述电源装置与所述储能装置或电网电连接，所述储能装置具有电池管理模块，所述电池管理模块用于监测所述储能装置并向所述控制器发送第一监测信息；

电位器，所述电位器的转轴与所述吊具的传动轴连接，所述电位器用于获取所述吊具的位置状态信息并向所述控制器发送位置信息；

监测模块，所述监测模块用于监测所述电源装置、所述储能装置和所述电网，并向所述控制器发送第二监测信息；

第一继电器和电磁离合器，所述电磁离合器连接在所述发电装置的输入端和所述驱动单元之间，所述第一继电器电连接在所述控制器和所述电磁离合器之间，或

第二继电器，所述第二继电器的第一线圈端子与所述控制器电连接，所述第二继电器的第一触点端子与所述发电装置电连接，所述第二继电器的第二触点端子与所述储能装置电连接。

2.根据权利要求1所述的起重机储能监控调度***，其特征在于：

所述起重机储能监控调度***还包括第三继电器，所述第三继电器的第二线圈端子与所述控制器电连接，所述第三继电器的第三触点端子与所述电网电连接，所述第三继电器的第四触点端子与所述电源装置电连接。

3.根据权利要求1所述的起重机储能监控调度***，其特征在于：

所述起重机储能监控调度***还包括位置监测装置，所述位置监测装置与所述驱动单元连接，所述位置监测装置用于监测所述吊具是否处于上限位置或下限位置，并向所述控制器发送第三监测信号。

4.根据权利要求1至3任一项所述的起重机储能监控调度***，其特征在于：

所述起重机储能监控调度***还包括：

触摸显示屏，所述触摸显示屏与所述控制器电连接；

存储装置，所述存储装置与所述控制器之间进行信息交互；

云服务器，所述云服务器与所述控制器之间进行信息交互。

5.起重机储能监控调度***的调度方法，应用于如权利要求1至4任一项所述的起重机储能监控调度***，其特征在于，所述调度方法包括：

判断所述吊具所处位置；

当所述吊具处于预设的下限位置，所述电池管理模块监测所述储能装置的电量是否大于或等于第一预设电量阈值，若是，控制所述储能装置与所述电源装置电连接，并切断所述电网与所述电源装置之间的电连接；

当所述吊具处于预设的上限位置，控制所述电网与所述电源装置电连接，并切断所述储能装置与所述电源装置之间的电连接，所述电池管理模块监测所述储能装置的电量是否小于或等于第二预设电量阈值，若是，控制所述发电装置对所述储能装置充电。

6.根据权利要求5所述的调度方法，其特征在于：

所述调度方法还包括：

在所述吊具在未达到所述上限位置或所述下限位置之前，判断所述吊具所处状态；

当所述吊具处于起吊状态，判断所述电池管路模块监测所述储能装置的电量是否大于或等于第三预设电量阈值，若是，控制所述储能装置与所述电源装置电连接，并切断所述电网与所述电源装置之间的电连接；

当所述吊具处于下放状态，控制所述电网与所述电源装置电连接，切断所述储能装置与所述电源装置之间的电连接，并判断所述电池管理模块监测所述储能装置的电量是否小于或等于第四预设电量阈值，若是，控制所述发电装置对所述储能装置充电。

7.根据权利要求6所述的调度方法，其特征在于：

在所述判断所述吊具所处位置和判断所述吊具所处的状态的步骤之前，所述调度方法还包括：

获取所述吊具在所述下限位置时，所述电位器的第一参数值；

获取所述吊具在所述上限位置时，所述电位器的第二参数值。

8.根据权利要求6所述的调度方法，其特征在于：

在监测所述储能装置的电量是否大于或等于第一预设电量阈值与第三预设电量阈值的步骤之前，所述调度方法还包括：

判断所述电池管理模块是否异常，若是，控制所述电网与所述电源装置电连接，并切断所述储能装置与所述电源装置之间电连接；

在监测所述储能装置的电量是否小于或等于第二预设电量阈值或第四预设电量阈值的步骤之前，所述调度方法还包括：

判断所述电池管理模块是否异常，若是，取消所述发电装置对所述储能装置充电。

9.根据权利要求6所述的调度方法，其特征在于：

在监测所述储能装置的电量是否大于或等于第一预设电量阈值或第三预设电量阈值的步骤之后，所述调度方法还包括：

判断所述监测模块是否异常，若是，控制所述电网与所述电源装置电连接，并切断所述储能装置与所述电源装置之间电连接；

在监测所述储能装置的电量是否小于或等于第二预设电量阈值或第四预设电量阈值的步骤之后，所述调度方法还包括：

判断所述监测模块是否异常，若是，取消所述发电装置对所述储能装置充电。

10.根据权利要求6所述的调度方法，其特征在于：

所述调度方法还包括：

当所述储能装置与所述电源装置电连接时，将所述电池管理模块和所述监测模块分别切换至放电模式；

当所述发电装置对所述储能装置充电时，将所述电池管理模块和所述监测模块分别切换至充电模式。

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