本发明涉及电梯控制技术领域，特别是涉及一种电梯串联式能量回馈控制方法和系统。
背景技术：
电梯驱动系统中的能量回馈装置可实现降低能耗的作用，通常在电梯乘重大于对重下行时或对重大于乘重上行时，电梯所产生的重力势能可以通过能量回馈装置回馈至电网，实现节能的效果，因而上述能量回馈装置逐渐在电梯整流逆变控制领域中成为一种趋势。
串联式能量回馈技术在变频驱动电梯控制系统中较为常用，对于传统采用串联式能量回馈的变频驱动电梯控制系统，当电梯不运行时能量回馈装置中的功率模块仍投入使用，使相应功率模块的损耗大。
技术实现要素：
基于此，有必要针对传统采用串联式能量回馈的变频驱动电梯控制系统容易使相应功率模块损耗大的技术问题，提供一种电梯串联式能量回馈控制方法和系统。
一种电梯串联式能量回馈控制方法，包括：
获取电梯能量回馈装置的直流母线电压值和电网电压矢量角度；
在所述直流母线电压值超过能量回馈装置的滞环比较器上限时，根据所述直流母线电压值与滞环比较器上限进行比例积分控制调节，得到能量回馈装置的有功电流，并将能量回馈装置的无功电流设为设定电流值；
根据所述电网电压矢量角度、有功电流和无功电流获取旋转坐标系的d轴电压和q轴电压，对所述d轴电压和q轴电压进行坐标变换得到静止坐标系的α轴电压和β轴电压；
根据所述α轴电压和β轴电压进行空间矢量脉宽调制，根据调制脉冲控制能量回馈装置运行。
上述电梯串联式能量回馈控制方法，在电梯能量回馈装置的直流母线电压值超过能量回馈装置的滞环比较器上限时，可以根据上述直流母线电压值与滞环比较器上限进行比例积分控制调节，得到能量回馈装置的有功电流，设置相应的无功电流，以获取旋转坐标系的d轴电压和q轴电压，计算静止坐标系的α轴电压和β轴电压，进行能量回馈装置的空间矢量脉宽调制，进而控制能量回馈装置运行，使针对电梯能量回馈装置的控制可以以电梯能量回馈装置的直流母线电压值等电梯运行参数为依据，能够降低能量回馈装置中功率模块的损耗，提升电梯节能效果，延长能量回馈装置功率模块的使用寿命。
在其中一个实施例中，上述电梯串联式能量回馈控制方法，还可以包括：
在所述直流母线电压值小于能量回馈装置的滞环比较器下限时，停止比例积分控制调节。
本实施例中，随着能量回馈装置的运行，当电梯停止或耗电使得直流母线电压值低于滞环比较器下限时，停止比例积分控制调节，使能量回馈装置的功率模块运行在不可控整流状态，实现能量回馈装置运行状态的切换，可以达到提升电梯节能效果，降低能量回馈装置损耗，并延长能量回馈装置功率模块使用寿命的目的，
在其中一个实施例中，所述根据所述直流母线电压值与滞环比较器上限进行比例积分控制调节，得到能量回馈装置的有功电流的过程包括：
计算所述直流母线电压值与滞环比较器上限的差值，将所述差值代入比例积分控制公式计算能量回馈装置的有功电流。
作为一个实施例，所述比例积分控制公式为：
iq＝kp×(udc-u1)+ki×∫(udc-u1)dt，
式中，iq表示有功电流，udc表示直流母线电压值，u1表示滞环比较器上限，kp表示比例系数，ki表示积分系数，符号×表示相乘。
本实施例通过比例积分控制公式确定能量回馈装置的有功电流，可以保证所确定的有功电流的准确性。
在其中一个实施例中，根据所述电网电压矢量角度、有功电流和无功电流获取旋转坐标系的d轴电压和q轴电压，对所述d轴电压和q轴电压进行坐标变换得到静止坐标系的α轴电压和β轴电压的过程包括：
将所述电网电压矢量角度、有功电流和无功电流代入pwm整流器在同步旋转坐标系中的数学模型计算旋转坐标系的d轴电压和q轴电压，所述数学模型包括：
式中，iq表示有功电流，id表示无功电流，l表示滤波电感，ω表示电网电压角速度，r表示线路等效电阻，uq表示q轴电压，ud表示d轴电压，符号×表示相乘；
将所述d轴电压和q轴电压代入坐标变换公式计算静止坐标系的α轴电压和β轴电压；所述坐标变换公式包括：
uα＝ud×cosθ-uq×sinθ，
uβ＝uq×cosθ+ud×sinθ，
式中，uα表示α轴电压，uβ表示β轴电压，θ表示电网电压矢量角度。
本实施例依据pwm整流器对应的数学模型和坐标变换公式将旋转坐标系的有功电流和无功电流转换为静止坐标系的α轴电压和β轴电压，可以保证上述转换过程的准确性。
在其中一个实施例中，所述获取电梯能量回馈装置的直流母线电压值的过程包括：
以开关频率实时采集多个直流母线电压ad转换值，根据所述直流母线电压ad转换值的平均值确定所述直流母线电压值。
本实施例所确定的直流母线电压值具有较高的准确性。
在其中一个实施例中，所述设定电流值为0。
一种电梯串联式能量回馈控制系统，包括：
获取单元，用于获取电梯能量回馈装置的直流母线电压值和电网电压矢量角度；
控制调节单元，用于在所述直流母线电压值超过能量回馈装置的滞环比较器上限时，根据所述直流母线电压值与滞环比较器上限进行比例积分控制调节，得到能量回馈装置的有功电流，并将能量回馈装置的无功电流设为设定电流值；
坐标变换单元，用于根据所述电网电压矢量角度、有功电流和无功电流获取旋转坐标系的d轴电压和q轴电压，对所述d轴电压和q轴电压进行坐标变换得到静止坐标系的α轴电压和β轴电压；
脉宽调制单元，用于根据所述α轴电压和β轴电压进行空间矢量脉宽调制，根据调制脉冲控制能量回馈装置运行。
上述电梯串联式能量回馈控制系统，在电梯能量回馈装置的直流母线电压值超过能量回馈装置的滞环比较器上限时，可以根据上述直流母线电压值与滞环比较器上限进行比例积分控制调节，得到能量回馈装置的有功电流，设置相应的无功电流，以获取旋转坐标系的d轴电压和q轴电压，计算静止坐标系的α轴电压和β轴电压，进行能量回馈装置的空间矢量脉宽调制，进而控制能量回馈装置运行，使针对电梯能量回馈装置的控制可以以电梯能量回馈装置的直流母线电压值等电梯运行参数为依据，能够降低能量回馈装置中功率模块的损耗，提升电梯节能效果，延长能量回馈装置功率模块的使用寿命。
一种控制设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一实施例提供的电梯串联式能量回馈控制方法。
一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述任一实施例提供的电梯串联式能量回馈控制方法。
根据上述本发明的电梯串联式能量回馈控制方法，本发明还提供一种控制设备和可读存储介质，用于通过程序实现上述电梯串联式能量回馈控制方法。上述可读存储介质和控制设备能够以电梯能量回馈装置的直流母线电压值等电梯运行参数为依据控制能量回馈装置运行，在提升电梯节能效果的基础上，可以降低能量回馈装置的损耗，延长能量回馈装置功率模块的使用寿命。
附图说明
图1为一个实施例的电梯串联式能量回馈控制方法流程图；
图2为一个实施例的变频器的拓扑结构图；
图3为一个实施例的电梯串联式能量回馈控制系统结构图；
图4为一个实施例的电梯串联式能量回馈控制过程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
参考图1所示，图1为一个实施例的电梯串联式能量回馈控制方法流程图，包括：
s10，获取电梯能量回馈装置的直流母线电压值和电网电压矢量角度；
上述电梯能量回馈装置的直流母线电压值具体可以包括变频器处的直流母线电压值，变频器的拓扑结构图可以参考图2所示，其包括整流侧和逆变侧，可以分别在整流侧和逆变侧获取相应的电流信息，还可以分别在整流侧和逆变侧进行pwm(脉冲宽度调制)，实现电梯能量回馈装置的控制。
可选的，上述直流母线电压值通过电梯能量回馈装置中的直流母线电压测量模块采集，具体可以以开关频率快速实时采集直流母线电压ad转换值，对连续依次记录的多次直流母线电压ad转换值(模数转换值)进行平均滤波以确定上述直流母线电压值，
可选的，上述电网电压矢量角度可以通过电梯能量回馈装置中的锁相模块以开关频率的速度实时计算得到。
在一个实施例中，上述获取电梯能量回馈装置的直流母线电压值的过程可以包括：
以开关频率实时采集多个直流母线电压ad转换值，根据所述直流母线电压ad转换值的平均值确定所述直流母线电压值。
上述开关频率为相应变频器所对应的开关频率，可以以开关频率快速实时采集直流母线电压当前ad转换值，对连续依次记录的多次(比如6次、7次)直流母线电压ad转换值进行除去最大值和最小值的平均滤波方式确定直流母线电压ad转换值的平均值，进而确定上述直流母线电压值，以保证所确定的直流母线电压值的准确性。
s20，在所述直流母线电压值超过能量回馈装置的滞环比较器上限时，根据所述直流母线电压值与滞环比较器上限进行比例积分控制调节，得到能量回馈装置的有功电流，并将能量回馈装置的无功电流设为设定电流值；
上述滞环比较器上限可以依据能量回馈装置以及上述能量回馈装置所在电梯驱动系统的特定参数确定，比如，若能量回馈装置的额定输入电压为380v(伏特)，上述滞环比较器上限可以取650v。上述比例积分控制调节为pi控制调节，具体可以直流母线电压值与滞环比较器上限的差值代入比例积分控制公式计算能量回馈装置的有功电流。上述设定电流值可以为接近0的电流值。上述有功电流和无功电流为旋转坐标系的两个电流，可以对其进行相关坐标转换，将其转换为所需坐标系的电流值。
在一个实施例中，上述根据所述直流母线电压值与滞环比较器上限进行比例积分控制调节，得到能量回馈装置的有功电流的过程可以包括：
计算所述直流母线电压值与滞环比较器上限的差值，将所述差值代入比例积分控制公式计算能量回馈装置的有功电流。
作为一个实施例，上述比例积分控制公式可以为：
iq＝kp×(udc-u1)+ki×∫(udc-u1)dt，
式中，iq表示有功电流，udc表示直流母线电压值，u1表示滞环比较器上限，udc-u1表示直流母线电压值与滞环比较器上限的差值，kp表示比例系数，ki表示积分系数，符号×表示相乘，t表示时间，公式中∫(udc-u1)dt表示从直流母线电压值超过能量回馈装置的滞环比较器上限时，对直流母线电压值与滞环比较器上限的差值udc-u1进行积分。
上述比例系数kp和积分系数ki可以分别依据能量回馈装置及其所处电气环境所采用的元器件的参数进行设置。
本实施例通过比例积分控制公式确定能量回馈装置的有功电流，可以保证所确定的有功电流的准确性。
在一个实施例中，上述设定电流值为0。
本实施例将能量回馈装置的无功电流设为0，具有较高的准确性。
s30，根据所述电网电压矢量角度、有功电流和无功电流获取旋转坐标系的d轴电压和q轴电压，对所述d轴电压和q轴电压进行坐标变换得到静止坐标系的α轴电压和β轴电压；
上述步骤可以将有功电流和无功电流按pwm整流器在同步旋转坐标系中的数学模型进行相关计算以得到旋转坐标系的d轴电压和q轴电压，再对d轴电压和q轴电压进行坐标变换得到静止坐标系的α轴电压和β轴电压，以保证所得到的α轴电压和β轴电压的准确性。
在一个实施例中，上述根据所述电网电压矢量角度、有功电流和无功电流获取旋转坐标系的d轴电压和q轴电压，对所述d轴电压和q轴电压进行坐标变换得到静止坐标系的α轴电压和β轴电压的过程可以包括：
将所述电网电压矢量角度、有功电流和无功电流代入pwm(空间矢量脉宽调制)整流器在同步旋转坐标系中的数学模型计算旋转坐标系的d轴电压和q轴电压，所述数学模型包括：
式中，iq表示有功电流，id表示无功电流，l表示电梯驱动系统的滤波电感，ω表示电网电压角速度，r表示电梯驱动系统的线路等效电阻，uq表示q轴电压，ud表示d轴电压，符号×表示相乘；
将所述d轴电压和q轴电压代入坐标变换公式计算静止坐标系的α轴电压和β轴电压；所述坐标变换公式包括：
uα＝ud×cosθ-uq×sinθ，
uβ＝uq×cosθ+ud×sinθ，
式中，uα表示α轴电压，uβ表示β轴电压，θ表示电网电压矢量角度。
本实施例依据pwm整流器对应的数学模型和坐标变换公式将旋转坐标系的有功电流和无功电流转换为静止坐标系的α轴电压和β轴电压，可以保证上述转换过程的准确性。
s40，根据所述α轴电压和β轴电压进行空间矢量脉宽调制，根据调制脉冲控制能量回馈装置运行。
上述步骤根据静止坐标系的α轴电压和β轴电压进行能量回馈装置的空间矢量脉宽调制，以控制能量回馈装置运行，使能量回馈装置的功率模块在直流母线电压值超过能量回馈装置的滞环比较器上限(即电梯运行)时运行在不可控整流状态，实现节能的效果。
本发明提供的电梯串联式能量回馈控制方法，在电梯能量回馈装置的直流母线电压值超过能量回馈装置的滞环比较器上限时，可以根据上述直流母线电压值与滞环比较器上限进行比例积分控制调节，得到能量回馈装置的有功电流，设置相应的无功电流，以获取旋转坐标系的d轴电压和q轴电压，计算静止坐标系的α轴电压和β轴电压，进行能量回馈装置的空间矢量脉宽调制，进而控制能量回馈装置运行，使针对电梯能量回馈装置的控制可以以电梯能量回馈装置的直流母线电压值等电梯运行参数为依据，能够降低能量回馈装置中功率模块的损耗，提升电梯节能效果，延长能量回馈装置功率模块的使用寿命。
在一个实施例中，上述电梯串联式能量回馈控制方法，还可以包括：
在所述直流母线电压值小于能量回馈装置的滞环比较器下限时，停止比例积分控制调节。
上述滞环比较器下限可以依据能量回馈装置以及上述能量回馈装置所在电梯驱动系统的特定参数确定，比如，若能量回馈装置的额定输入电压为380v，上述滞环比较器下限可以取630v。
本实施例中，随着能量回馈装置的运行，当电梯停止或耗电使得直流母线电压值udc低于滞环比较器下限u2时，停止比例积分控制调节，即将上述有功电流和无功电流分别设置为0，不再进行pi控制调节和相应的坐标转换，使能量回馈装置的功率模块运行在不可控整流状态，使能量回馈装置可以根据电梯的运行状态(直流母线电压值分别与滞环比较器上限、滞环比较器下限之间的关系)运行，实现能量回馈装置运行状态的切换，从而达到提升电梯节能效果，降低能量回馈装置损耗，并延长能量回馈装置功率模块使用寿命的目的，
参考图3所示，图3为一个实施例的电梯串联式能量回馈控制系统结构示意图，包括：
获取单元10，用于获取电梯能量回馈控制和电网电压矢量角度；
控制调节单元20，用于在所述直流母线电压值超过能量回馈装置的滞环比较器上限时，根据所述直流母线电压值与滞环比较器上限进行比例积分控制调节，得到能量回馈装置的有功电流，并将能量回馈装置的无功电流设为设定电流值；
坐标变换单元30，用于根据所述电网电压矢量角度、有功电流和无功电流获取旋转坐标系的d轴电压和q轴电压，对所述d轴电压和q轴电压进行坐标变换得到静止坐标系的α轴电压和β轴电压；
脉宽调制单元40，用于根据所述α轴电压和β轴电压进行空间矢量脉宽调制，根据调制脉冲控制能量回馈装置运行。
在一个实施例中，上述电梯串联式能量回馈控制系统还包括：
停止调节单元，用于在所述直流母线电压值小于能量回馈装置的滞环比较器下限时，停止比例积分控制调节。
在一个实施例中，上述控制调节单元进一步用于：
计算所述直流母线电压值与滞环比较器上限的差值，将所述差值代入比例积分控制公式计算能量回馈装置的有功电流。
作为一个实施例，上述比例积分控制公式为：
iq＝kp×(udc-u1)+ki×∫(udc-u1)dt，
式中，iq表示有功电流，udc表示直流母线电压值，u1表示滞环比较器上限，kp表示比例系数，ki表示积分系数，符号×表示相乘。
在一个实施例中，上述坐标变换单元进一步用于：
将所述电网电压矢量角度、有功电流和无功电流代入pwm整流器在同步旋转坐标系中的数学模型计算旋转坐标系的d轴电压和q轴电压，所述数学模型包括：
式中，iq表示有功电流，id表示无功电流，l表示滤波电感，ω表示电网电压角速度，r表示线路等效电阻，uq表示q轴电压，ud表示d轴电压，符号×表示相乘；
将所述d轴电压和q轴电压代入坐标变换公式计算静止坐标系的α轴电压和β轴电压；所述坐标变换公式包括：
uα＝ud×cosθ-uq×sinθ，
uβ＝uq×cosθ+ud×sinθ，
式中，uα表示α轴电压，uβ表示β轴电压，θ表示电网电压矢量角度。
在一个实施例中，上述获取单元进一步用于：
以开关频率实时采集多个直流母线电压ad转换值，根据所述直流母线电压ad转换值的平均值确定所述直流母线电压值。
在一个实施例中，所述设定电流值为0。
本发明的电梯串联式能量回馈控制系统与本发明的电梯串联式能量回馈控制方法一一对应，在上述电梯串联式能量回馈控制方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于电梯串联式能量回馈控制系统的实施例中。
根据上述电梯串联式能量回馈控制方法，本发明实施例还提供一种控制设备和可读存储介质。
可读存储介质上存储有可执行程序，该程序被处理器执行时实现上述电梯串联式能量回馈控制方法的步骤；控制设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的可执行程序，处理器执行程序时实现上述电梯串联式能量回馈控制方法的步骤。
上述可读存储介质和控制设备能够以电梯能量回馈装置的直流母线电压值等电梯运行参数为依据控制能量回馈装置运行，在提升电梯节能效果的基础上，可以降低能量回馈装置的损耗，延长能量回馈装置功率模块的使用寿命。
在一个具体的实施例中，本发明提供的电梯串联式能量回馈控制方法可以由电梯能量回馈装置中的控制器(如dsp控制器)执行。控制器可以设置能量回馈装置的双闭环控制标志位，以控制其中的母线电压闭环pi调节；执行上述电梯串联式能量回馈控制方法的过程具体可以参考图4所示：
s101，在pwm(脉冲宽度调制)循环开始后，检测电梯能量回馈装置的直流母线电压值udc和电网电压矢量角度θ；
s102，判断直流母线电压值udc是否大于滞环比较器上限u1；
s103，若udc>u1，将能量回馈装置的双闭环控制标志位置位；
s104，若udc不大于u1，进一步判断udc是否小于滞环比较器下限u2；
s105，若udc<u2，将能量回馈装置的双闭环控制标志位清零；
s106，若udc不小于u2，进一步判断双闭环控制标志位是否置位；
s107，若双闭环控制标志位置位，则母线电压闭环pi调节，d、q轴(旋转坐标系)电流闭环pi调节；
s108，在pi调节后，进行svpwm(空间矢量脉冲宽度调制)计算，驱动svpwm运行在可控整流状态，直至pwm循环结束；
s109，若双闭环控制标志位清零，则停止可控整流，pwm循环结束，使能量回馈装置的功率模块运行在不可控整流状态。
本实施例中，控制器在检测到udc>u1时，将双闭环控制标志位置位，对直流母线电压值与滞环比较器上限的差值进行pi控制调节得到能量回馈装置的有功电流iq，将无功电流id设为零，结合电网电压矢量角度θ对iq、id进行坐标变换，使得能量回馈装置的功率模块运行在可控整流状态实现能量回馈；随着能量回馈的进行，当电梯停止或耗电使得直流母线电压值udc低于滞环比较器下限u2时，双闭环控制标志位清零，不再进行pi控制调节和相关坐标变换模块的计算，使能量回馈装置的功率模块运行在不可控整流状态。按照这样的方式，根据电梯的运行状态实现能量回馈装置运行状态的切换，从而达到提升电梯节能效果和延长能量回馈装置功率模块使用寿命的目的。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。