本技術涉及高空作業(yè)，尤其涉及一種高空作業(yè)液壓平臺的發(fā)電控制系統(tǒng)。

背景技術：

1、工程機械車輛中，尤其是數(shù)米高的高空作業(yè)機械，需要遠距離傳輸能量，而距離長時對于高空作業(yè)平臺的液壓系統(tǒng)的能量損耗高，造成極大能量浪費。

2、高空作業(yè)平臺中的液壓油在長距離傳輸過程中，管路的沿程損失δp＝k×ρ×l×v2/2/d，其中，k為流量系數(shù)，ρ為液體密度，l為管路長度，v為流速，d為管徑。當液壓油型號選定，管徑確定后，沿程損失與管路長度及流速有關，流速v＝q/a,其中q為流量，a為管路截面積，管路選定后a即確定，流速與流量有關，流量q＝v×r，其中v為泵的排量，r為轉速，當泵的排量與轉速固定后，流量即可認為不變，此時沿程損失只與管路長度l成正相關，即管路越長沿程損失越大(不考慮油溫變化引起的流量系數(shù)變化)。然而在實際管路布置中，管路的長度受結構的制約，尤其是在數(shù)米高的工程機械應用中，由底盤到平臺管路較長，且無法縮短，便導致管路沿程損失增大，浪費的功率增大，整機效率降低。

3、因此，我們在此提出一種高空作業(yè)液壓平臺的發(fā)電控制系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)思路

1、本技術的主要目的在于提供一種高空作業(yè)液壓平臺的發(fā)電控制系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術中高空作業(yè)平臺在長距離能量傳輸過程中因管路沿程損失而導致的能量浪費問題，以及由此造成的整機效率降低的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本技術提供一種高空作業(yè)液壓平臺的發(fā)電控制系統(tǒng)，包括：液壓動力單元，所述液壓動力單元用于將機械能轉換為液壓能，為整個系統(tǒng)提供穩(wěn)定的壓力油源，所述液壓動力單元包括：液壓泵，以及固定安裝在液壓泵使能端的液壓平臺，所述液壓平臺外側固設有風力發(fā)電儲能單元；

3、所述風力發(fā)電儲能單元至少包括：垂直軸風力發(fā)電機陣列，以及與垂直軸風力發(fā)電機陣列電連接的整流穩(wěn)壓模塊和超級電容儲能組；所述垂直軸風力發(fā)電機陣列沿液壓平臺周向呈環(huán)形分布，通過風輪葉片捕獲高空風能并轉換為三相交流電，并在所述整流穩(wěn)壓模塊與超級電容儲能組之間配置有智能切換開關，用于根據(jù)實時監(jiān)測到的超級電容荷電狀態(tài)、風力發(fā)電機輸出功率以及高空作業(yè)平臺的用電需求，自動切換超級電容的充放電模式。

4、優(yōu)選地，所述智能切換開關包括以下步驟：

5、s1、通過內置的傳感器實時監(jiān)測超級電容的荷電狀態(tài)、風力發(fā)電機的輸出功率以及高空作業(yè)平臺的用電需求；

6、s2、根據(jù)步驟s2上獲得的數(shù)據(jù)，分析當前的工作狀態(tài)；當超級電容的荷電狀態(tài)低于預設閾值，并且風力發(fā)電機的輸出功率高于當前負載需求時，進入下一工作流程；而當超級電容的荷電狀態(tài)低于預設閾值，并且風力發(fā)電機的輸出功率低于當前負載需求時，則斷開風力發(fā)電機供電鏈路，切換至外部電網供電；

7、s3、智能切換開關立即閉合充電回路，將風力發(fā)電機產生的多余電能通過整流穩(wěn)壓模塊存入超級電容組，并通過預設的電流調節(jié)邏輯，控制充電效率始終保持最大化且不超出超級電容的額定充放電倍率；

8、s4、當傳感器監(jiān)測到超級電容的荷電狀態(tài)大于等于預設閾值，和/或當前負載需求突升時，智能切換開關重新評估當前的工作狀態(tài)；若風力發(fā)電機的輸出功率大于等于突升后的負載需求，則繼續(xù)保持由風力發(fā)電機為平臺供電，并斷開充電回路，停止超級電容充電；若風力發(fā)電機的輸出功率小于突升后的負載需求，則切換至風-儲聯(lián)合供電模式。

9、更優(yōu)選地，所述步驟s3中預設的電流調節(jié)邏輯具體為：

10、s3-1、根據(jù)超級電容組的額定充放電倍率為基準，結合當前超級電容的荷電狀態(tài)，通過式(1)i初＝k1×c額定×(1-soc)，計算初始的充電電流值；其中，i初表示初始充電電流；k1為比例系數(shù)，其取值范圍可根據(jù)具體的超級電容特性在0.5至1.5之間調整；c額定是超級電容組的額定容量；soc代表當前超級電容的荷電狀態(tài)，取值范圍從0(完全放電)到1(完全充電)；

11、s3-2、建立充電電流與風力發(fā)電機輸出功率的關聯(lián)機制。通過式(2)i充＝k2×p風機×(1-soc)+i基礎，確定實時的充電電流；其中，來確定實時的充電電流；其中，i充為實際充電電流；k2是與風力發(fā)電機輸出功率相關的比例系數(shù)，其取值可根據(jù)風力發(fā)電機的功率特性在0.1至0.5之間調整；p風機表示當前風力發(fā)電機的輸出功率；i基礎是一個基礎充電電流值，用于保障在風力發(fā)電機輸出功率較低時，超級電容仍能以一個相對穩(wěn)定的電流進行充電；

12、s3-3、引入負載需求變化因子對充電電流進行動態(tài)調整，并根據(jù)式(3)i動態(tài)＝i充-k3×δp負載，得到最終的動態(tài)充電電流；其中，i動態(tài)為考慮負載需求變化后的最終充電電流；k3是負載需求變化因子的比例系數(shù)，取值范圍可在0.1至0.3之間；ap負載表示當前負載需求與前一時刻負載需求的差值。

13、優(yōu)選地，所述步驟s3中充電回路還設置有充電電流的上限和下限保護值。

14、優(yōu)選地，所述風-儲聯(lián)合供電模式具體為：當負載需求突升且風力發(fā)電機輸出功率不足以滿足全部用電需求時，風力發(fā)電機將其當前所能產生的電能優(yōu)先輸送至與負載需求直接相關的用電設備和電路；同時，同時，超級電容組通過放電回路按照預設的放電倍率和放電電流，釋放儲存的電能，與風力發(fā)電機的供電進行協(xié)同補充。

15、優(yōu)選地，所述風-儲聯(lián)合供電模式還包括：通過整流穩(wěn)壓模塊調整占空比，將直流母線電壓波動抑制在±2％范圍內。

16、優(yōu)選地，所述液壓泵為雙向變量泵。

17、優(yōu)選地，所述液壓平臺的中心位置設置有旋轉接頭，用于連接高空作業(yè)平臺與地面之間的液壓管路和電纜，確保在高空作業(yè)平臺旋轉過程中，液壓油和電力的傳輸不會受到干擾。

18、優(yōu)選地，所述風力發(fā)電儲能單元還包括一個智能控制模塊，該模塊與整流穩(wěn)壓模塊、超級電容儲能組以及高空作業(yè)平臺的控制系統(tǒng)電連接，用于實時監(jiān)測風力發(fā)電機的發(fā)電功率、超級電容的荷電狀態(tài)以及高空作業(yè)平臺的用電需求，并根據(jù)這些信息自動調整風力發(fā)電機的運行參數(shù)和超級電容的充放電策略。

19、本發(fā)明技術方案的有益效果在于：

20、通過垂直軸風力發(fā)電機陣列的環(huán)形布局設計，充分利用高空作業(yè)平臺所處的高風速環(huán)境，實現(xiàn)風能捕獲效率提升30％-45％。結合超級電容儲能組的快速充放特性，系統(tǒng)能源自給率可達65％以上，顯著降低對外部電源的依賴。同時，通過整流穩(wěn)壓模塊采用自適應pwm控制技術，使交流-直流轉換效率穩(wěn)定在92％以上，有效解決高空風能波動導致的電能質量問題。

21、另一方面采用共軸式結構設置的風力發(fā)電機，將風力發(fā)電單元與液壓平臺外罩一體化成型，在增加功能模塊的同時保持平臺整體尺寸不變。同時，環(huán)形分布的垂直軸風機陣列形成空氣導流效應，使平臺抗側風能力提升15％-20％。并通過智能切換開關的設置，在檢測到負載突變(如液壓平臺升降動作)時，實現(xiàn)"風-儲-網"多源協(xié)同供電，確保關鍵液壓執(zhí)行機構的供電電壓波動不超過±2％。

22、通過充電電流的上限和下限保護值的協(xié)同作用，使得充電回路在面對各種不同的運行條件時，能夠始終將充電電流控制在安全、穩(wěn)定的范圍內，進一步優(yōu)化了整個供電系統(tǒng)的性能，提高了能源利用效率，確保了高空作業(yè)平臺電力供應的連續(xù)性和穩(wěn)定性，為平臺的安全可靠運行提供了堅實的保障。

23、當外部負載出現(xiàn)突然變化或風力發(fā)電機因自然條件導致輸出功率波動時，超級電容組可以像一個“緩沖器”一樣，快速吸收或釋放能量，有效平抑直流母線電壓的波動，確保供電質量始終符合高空作業(yè)平臺設備的嚴格要求，保障了各類設備的安全、穩(wěn)定運行。并且由于有超級電容組分擔部分負載，減少了其在短時間內承受高負荷運行的壓力，降低了因過載而損壞的風險。同時，超級電容組通過合理設計的放電策略使其在安全的工作范圍內進行充放電循環(huán)，有助于維持其良好的性能和較長的使用壽命，進而降低了因設備維修或更換帶來的成本和時間損失，提高了整個供電系統(tǒng)的整體經濟效益和運行可靠性。