Gestión de potencia procedente de varias fuentes basada en patrones de uso de ascensores.

Un método para gestionar la distribución de potencia en un sistema del ascensor (14) que incluye un motor deelevación (12) del ascensor,

un suministro de potencia primario (20), y un sistema de almacenamiento de energía(32), que comprende:

establecer un patrón de uso predicho basado, al menos en parte, en datos de demanda del motor deelevación;

caracterizado por:

fijar un estado de almacenamiento para el sistema de almacenamiento de energía basado en el patrón deuso predicho; y

controlar la potencia intercambiada entre el motor de elevación, el suministro de potencia primario, y elsistema de almacenamiento de energía para atender la demanda de potencia del motor de elevación y paramantener el estado de almacenamiento del sistema de almacenamiento de energía en aproximadamente elestado de almacenamiento objetivo.

Gestión de potencia procedente de varias fuentes basada en patrones de uso de ascensores Antecedentes La presente invención se refiere a sistemas de potencia. Más específicamente, la presente invención se refiere a un sistema para gestionar potencia en un sistema de ascensores procedente de varias fuentes basado en patrones de uso de ascensores.

La demanda de potencia para la explotación de ascensores va desde positiva, en la que se utiliza una potencia generada externamente (tal como la de una compañía de electricidad) , a negativa, en la que la carga en el ascensor impulsa el motor, de modo que produce electricidad como un generador. El uso del motor para producir electricidad como un generador normalmente se denomina regeneración. En los sistemas convencionales, si la energía regenerada no se proporciona a otro componente del sistema del ascensor o se devuelve a la red de la compañía, se disipa a través de una resistencia de frenado dinámico u otra carga eléctrica. En esta configuración toda la demanda queda en la compañía eléctrica para suministrar potencia al sistema del ascensor, incluso durante las situaciones de potencia de pico (por ejemplo, cuando más de un motor arranca simultáneamente o durante períodos de alta demanda) . De este modo, los componentes del sistema del ascensor que entregan potencia de la compañía eléctrica necesitan estar dimensionados para adaptarse a la demanda de potencia, lo que puede ser más costoso y requiere más espacio. También, la energía regenerada que se disipa no se usa, lo cual disminuye la eficiencia del sistema de potencia.

Además, un sistema impulsor del ascensor está típicamente diseñado para operar en un intervalo de voltaje de entrada de un suministro de potencia. Los componentes del impulsor tienen unos valores nominales de voltaje y de corriente que permiten al impulsor operar continuamente mientras el suministro de potencia permanece dentro del intervalo de voltaje de entrada diseñado. En los sistemas convencionales, cuando el voltaje de la compañía de electricidad desciende por debajo de los límites de diseño falla el sistema del ascensor. Cuando ocurre un fallo en la compañía de electricidad o en unas situaciones de potencia insuficientes en los sistemas convencionales, el ascensor puede quedar detenido entre pisos en la caja del ascensor hasta que el suministro de potencia vuelve a una operación normal o se produce una intervención mecánica.

El documento JP 2005-324884 describe un dispositivo de control de distribución de potencia del ascensor. El dispositivo de control establece un patrón de uso predicho, contando el número de ciclos de uso de la energía y el número de ciclos de regeneración de la energía, para varias zonas horarias a lo largo de un período de tiempo fijado. El controlador selecciona entonces para cada zona horaria un modo de carga o un modo de descarga basado en el patrón de uso predicho.

El documento US 2001/001/0011618 describe otro circuito de control de carga/descarga del ascensor. El circuito de control controla el intercambio de potencia entre un motor de elevación, un suministro de potencia primario y un sistema de almacenamiento de energía para atender la demanda de potencia del motor de elevación y para mantener el estado de almacenamiento del sistema de almacenamiento de energía en aproximadamente un estado de almacenamiento objetivo introducido por un usuario.

Compendio Visto desde un primer aspecto, la presente invención proporciona un método para gestionar la distribución de potencia en un sistema de ascensor que incluye un motor de elevación del ascensor, un suministro de potencia primario, y un sistema de almacenamiento de energía, que comprende: establecer un patrón de uso predicho basado, al menos en parte, en unos datos de demanda del motor de elevación, caracterizado por: fijar un estado de almacenamiento objetivo para el sistema de almacenamiento de energía basado en el patrón de uso predicho, y controlar la potencia intercambiada entre el motor de elevación, el suministro de potencia primario, y el sistema de almacenamiento de energía para atender la demanda de potencia del motor de elevación y para mantener el estado de almacenamiento del sistema de almacenamiento de energía en aproximadamente el estado de almacenamiento objetivo.

Visto desde un segundo aspecto, la presente invención proporciona un método para atender la demanda de potencia de un motor de elevación con un suministro de potencia primario y un sistema de almacenamiento de energía, en donde el método comprende: monitorizar las características de uso relacionadas con la demanda del motor de elevación, caracterizado por: correlacionar las características de uso con un patrón de uso almacenado, fijar un estado de almacenamiento objetivo para el sistema de almacenaje de energía basado en las características de uso y en el patrón de uso; y controlar la potencia intercambiada entre el motor de elevación, el suministro de potencia primario, y el sistema de almacenaje de energía para atender la demanda del motor de elevación y para mantener el estado de almacenamiento del sistema de almacenamiento de energía en aproximadamente el estado de almacenamiento objetivo.

Visto desde un tercer aspecto, la presente invención proporciona un sistema del ascensor que comprende: un motor de elevación del ascensor que puede operar para controlar el movimiento de una cabina del ascensor; un sistema de

potencia del ascensor conectado con el motor de elevación del ascensor y que puede operar para atender la demanda de potencia del motor de elevación del ascensor, en donde el sistema de potencia del ascensor está conectado para recibir potencia desde un suministro de potencia primario y que incluye un sistema de almacenamiento de energía; y un controlador, caracterizado por que el controlador puede operar para fijar un estado de almacenamiento objetivo para el sistema de almacenamiento de energía basado en características de uso de la corriente y en un patrón de uso predicho del motor de elevación del ascensor, y en donde el controlador puede además operar para controlar la potencia intercambiada entre el motor de elevación, el suministro de potencia primario, y el sistema de almacenamiento de energía para atender la demanda de potencia del motor de elevación y para mantener el estado de almacenamiento del sistema de almacenamiento de energía en aproximadamente el estado de almacenamiento objetivo.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 es una vista esquemática de un sistema de potencia de un ascensor que incluye un controlador para gestionar la potencia procedente de varias fuentes.

La Figura 2 es un diagrama de bloques de un controlador del impulsor para controlar la distribución de potencia a los componentes del sistema del ascensor basada en un estado de almacenamiento objetivo de un sistema de almacenamiento de energía.

La Figura 3 es un diagrama de flujos de un proceso para gestionar la potencia intercambiada entre un motor de elevación, un suministro de potencia primario, y un sistema de almacenamiento de energía basado en el estado de almacenamiento de energía.

Descripción detallada La Figura 1 es una vista esquemática de un sistema de potencia 10 que incluye el suministro de potencia primario 20, el convertidor de potencia 22, el colector de potencia 24, el condensador regulador 26, el inversor de potencia 28, el regulador de voltaje 30, el sistema 32 de almacenamiento de energía (ES) eléctrica o mecánica, el controlador 34 del sistema ES, y el controlador 36 del impulsor. El convertidor de potencia 22, el colector de corriente continua 24, el condensador regulador 26, y el inversor de potencia 28 están incluidos en el impulsor regenerativo 29. El suministro de potencia primario 20 puede ser una red de distribución de potencia de una compañía eléctrica. El sistema ES 32 incluye un dispositivo o una pluralidad de dispositivos capaces de almacenar energía eléctrica o mecánica. El ascensor 14 incluye una cabina 40 del ascensor y un contrapeso 42 que están conectados mediante un cable 44 al motor de elevación 12. El ascensor 14 incluye también un sensor 46 de carga, conectado al controlador 36 del impulsor, para medir el peso de la carga en la cabina 40 del ascensor.

Como se describirá aquí, el sistema de potencia 10 está configurado para controlar la potencia intercambiada entre el motor de elevación 12 del ascensor, el suministro de potencia primario 20, y/o el sistema ES 32 para atender la demanda de potencia del motor de elevación 12 y para mantener el estado de almacenamiento del sistema ES 32 en aproximadamente un nivel objetivo. El estado de almacenamiento objetivo se fija sobre la base de unos patrones de uso del motor de elevación 12... [Seguir leyendo]

1. Un método para gestionar la distribución de potencia en un sistema del ascensor (14) que incluye un motor de elevación (12) del ascensor, un suministro de potencia primario (20) , y un sistema de almacenamiento de energía (32) , que comprende:

establecer un patrón de uso predicho basado, al menos en parte, en datos de demanda del motor de elevación;

caracterizado por:

fijar un estado de almacenamiento para el sistema de almacenamiento de energía basado en el patrón de uso predicho; y

controlar la potencia intercambiada entre el motor de elevación, el suministro de potencia primario, y el sistema de almacenamiento de energía para atender la demanda de potencia del motor de elevación y para mantener el estado de almacenamiento del sistema de almacenamiento de energía en aproximadamente el estado de almacenamiento objetivo.

2. El método de la reivindicación 1, en donde el establecimiento de un patrón de uso predicho comprende:

almacenar datos de ciclos del ascensor que incluyen el período de tiempo entre ciclos y la demanda de potencia de cada uno de los ciclos; y

analizar los datos de ciclos del ascensor para determinar un patrón de uso, preferiblemente realizando un análisis secuencial de los datos de los ciclos del ascensor.

3. El método de la reivindicación 1 ó 2, en donde el paso de control comprende:

atender la demanda de potencia del motor de elevación con el sistema de almacenamiento de energía en una proporción que es función de una proximidad del estado de almacenamiento del sistema de almacenamiento de energía al estado de almacenamiento objetivo.

4. El método de la reivindicación 1, 2 ó 3, en donde el paso de control comprende al menos uno de:

cuando la demanda de potencia del motor de elevación es negativa,

entregar una potencia regenerada desde el motor de elevación al sistema de almacenamiento de energía mientras el estado de almacenamiento del sistema de almacenamiento de energía está por debajo del estado de almacenamiento objetivo; y

entregar una potencia regenerada del motor de elevación al suministro de potencia primario mientras el estado de almacenamiento del sistema de almacenamiento de energía de energía está en o por encima del estado de almacenamiento objetivo; y/o cuando la demanda de potencia del motor de elevación es aproximadamente cero,

entregar una potencia del suministro de potencia primario al sistema de almacenamiento de energía mientras que el estado de almacenamiento del sistema de almacenamiento de energía está por debajo del estado de almacenamiento objetivo, y/o cuando la demanda de potencia del motor de elevación es positiva,

suministrar una potencia al motor de elevación, al menos parcialmente, del sistema de almacenamiento de energía mientras que el estado de almacenamiento del sistema de almacenamiento de energía está en o por encima del estado de almacenamiento objetivo.

5. El método de la reivindicación 1, 2, 3 ó 4, en donde el patrón de uso predicho se basa en parte en un horario del edificio predicho.

6. Un método para atender la demanda de potencia de un motor de elevación (12) con un suministro de potencia primario (20) y un sistema de almacenamiento de energía (32) , que comprende: monitorizar las características de uso relacionadas con la demanda del motor de elevación,

caracterizado por: correlacionar las características de uso con un patrón de uso almacenado;

fijar un estado de almacenamiento objetivo para el sistema de almacenamiento de energía basado en las características de uso y en el patrón de uso; y

controlar la potencia intercambiada entre el motor de elevación, el suministro de potencia primario, y el sistema de almacenamiento de energía para atender la demanda de potencia del motor de elevación y para mantener el estado de almacenamiento del sistema de almacenamiento de energía en aproximadamente el estado de almacenamiento objetivo.

7. El método de la reivindicación 6, en donde las características de uso incluyen el período de tiempo entre ciclos del motor de elevación y la demanda de potencia de cada uno de los ciclos.

8. El método de la reivindicación 6 ó 7, en donde el paso de control comprende:

atender la demanda de potencia del motor de elevación con un sistema de almacenamiento de energía en una proporción que es función de una proximidad del estado de almacenamiento del sistema de almacenamiento al estado de almacenamiento objetivo.

9. El método de la reivindicación 6, 7 u 8, en donde el paso de control comprende al menos uno de:

cuando la demanda de potencia del motor de elevación es negativa,

entregar una potencia regenerada del sistema de almacenamiento de energía mientras que el estado de almacenamiento del sistema de energía está por debajo del estado de almacenamiento de energía; y

entregar una potencia regenerada del motor de elevación al suministro de potencia primario mientras que el estado del sistema de almacenamiento de energía está en o encima del estado de almacenamiento objetivo, y/o cuando la demanda de potencia del motor de elevación es aproximadamente cero,

entregar una potencia del suministro de potencia primario al sistema de almacenamiento de energía mientras que el estado de almacenamiento del sistema de almacenamiento de energía está debajo del estado de almacenamiento objetivo, y/o cuando la demanda de potencia del motor de elevación es positiva,

suministrar potencia al motor de elevación, al menos parcialmente, del sistema de almacenamiento de energía mientras que el estado de almacenamiento del sistema de almacenamiento de energía está en o encima del estado de almacenamiento objetivo.

10. El método de la reivindicación 6, 7, 8 ó 9, y que además comprende:

actualizar el patrón de uso después de un ciclo del motor de elevación.

11. Un sistema del ascensor que comprende:

un motor de elevación (12) del ascensor que puede operar para controlar el movimiento de una cabina (40) del ascensor;

un sistema de potencia (10) del ascensor conectado al motor de elevación del ascensor y que puede operar para atender la demanda del motor de elevación del ascensor, en donde el sistema de potencia del ascensor está conectado para recibir potencia desde un suministro de potencia primario (20) y que incluye un sistema de almacenamiento de energía; y

un controlador (34) ,

caracterizado por que el controlador puede operar para fijar un estado de almacenamiento objetivo para el sistema de almacenamiento de energía basado en unas características de uso de la corriente y en un patrón de uso predicho de un motor de elevación del ascensor, y en donde el controlador puede además operar para controlar la potencia intercambiada entre el motor de elevación, el suministro de potencia primario, y el sistema de almacenamiento de energía para atender la demanda de potencia del motor de elevación y para mantener el estado de almacenamiento del sistema de almacenamiento de energía en aproximadamente el estado de almacenamiento objetivo.

12. El sistema del ascensor de la reivindicación 11, en donde el controlador atiende la demanda de potencia del motor de elevación con el sistema de almacenamiento de energía en una proporción que es función de una proximidad del estado de almacenamiento del sistema de almacenamiento de energía al estado de almacenamiento objetivo.

13. El sistema de ascensor de la reivindicación 11 ó 12, en donde el controlador almacena datos de ciclos del ascensor que incluyen el período de tiempo entre los ciclos del motor de elevación y la demanda de potencia de cada uno de los ciclos y analiza los datos de ciclos del ascensor para determinar un patrón de uso.

14. El sistema del ascensor de la reivindicación 11, 12 ó 13, en donde el controlador actualiza el patrón de uso predicho después de un ciclo del motor de elevación.

15. El sistema del ascensor de la reivindicación 11, 12, 13 ó 14, en donde las características de uso de la corriente incluyen el período de tiempo entre ciclos del motor de elevación y la demanda de potencia de cada uno de los ciclos.