年度中国港口协会科学技术奖获奖项目简介（三等奖）

项目名称：起重机械势能及惯性能自循环回收利用技术及应用

完成单位：湛江港（集团）股份有限公司、中山润合能源科技有限公司

起重机械是港口最主要的耗能设备，数量庞大，其能耗占港口总能耗量的80%以上，其中起升和下降机构是最主要耗能机构，耗能量约占整机总能耗量的70-80%。当起重机械在下放货物或处于制动状况时，电机运行在再生发电状态，产生的能量称为再生能量，占整机消耗能量的35%左右。再生能量的传统处理方法是通过电阻进行消耗，以确保机械的正常运行，使电能白白浪费，并且生产大量的热量造成环境温度上升，影响设备和操作人员。目前较普遍的再利用技术是将再生电能回馈电网，但回馈电网的电能谐波含量较大，对电网产生谐波、闪变等污染问题，如果采用进口名牌产品，由投资成本大，回收投资成本周期长，并且回馈的电能利用状况不明确，投资回报难以准确测算。

本项目通过自主研发的CMS（ControlManagementSystem)管理系统，检测变频器的直流母线电压来决定直流母线和超级电容组之间的能量流动方向。当电机处于发电状态时，能量通过大功率双向DC-DC驱动器由直流母线流向超级电容组，此时超级电容组处于充电状态（即回收能量）；反之，当电机处于电动状态时，能量由超级电容组流向直流母线，和变频器整流装置共同为逆变机构供电，此时超级电容组处于放电状态（即循环利用能量）。采用自有知识产权的《一种提升起重机械能量回收与循环利用装置》（专利号：.X），实现起重机械产生的惯性能和势能的高效回收，利用了超级电容对电能快速充放的特点，实现再生能量在起重机械上自循环利用，彻底改变回馈到电网的方式，消除因回馈电能对电网产生的谐波、频闪等污染问题，直接降低起升电机的工作电流，减少对电网的冲进及线路损耗，同时首次实现对回收能量的精确计量，便于分析投资回收效益。

该项目在湛江港集团的25吨门座式起重机上得到了成功的应用，经第三方测试机构进行测试，起升机构的节电率达56%以上，电流峰值投用状态是未投用状态下的60.2%，电流稳态值投用状态是未投用状态的48.3%，不但降低了电流对起升电气系统冲击，同时降低了起升机构对电网的冲击。单台起重机械每年节约电量约kW.h，3.5年收回投资成本，寿命周期内节约电费万元。该技术可以直接应用于港口、矿山、煤炭等行业的起重机械，据不完全统计，国内的起重机械数量达几十万台，因此具有非常好应用推广前景。按湛江港32台门座起重机使用该技术计算，每年节约电量约万千瓦时，寿命周期内节约电费约万元。如果全国所有起重机械都安装有该技术装置，每年节电量将是一个非常巨大的数字。