工程机械电回转系统的能耗计算与节能评价方法及装置与流程

本发明涉及工程机械能耗控制，具体涉及一种工程机械电回转系统的能耗计算与节能评价方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、工程机械中以挖掘机为例，其回转循环指的是挖掘机上部回转平台围绕回转中心完成一次完整作业所涉及的回转动作过程，现有技术中，燃油挖掘机大多通过姿态传感器、压力传感器等获取到的中间参数，再通过发动机检测模块获取燃油消耗，然后计算出整机能效评价指数，但是这种方式不涉及电动挖掘机的电耗计量，无法准确地实现电耗计量，导致能耗分析不精准。

技术实现思路

1、本发明提供了一种工程机械电回转系统的能耗计算与节能评价方法、装置、电子设备及存储介质，以解决工程机械电回转系统的能耗计算与节能评价不精准的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种工程机械电回转系统的能耗计算与节能评价方法，包括：

3、获取工程机械电回转系统的直流母线电压、直流母线电流、电磁转矩、角速度和回转控制手柄位置信号，并根据所述回转控制手柄位置信号及所述角速度确定完整回转循环时段；

4、在所述完整回转循环时段内，根据所述直流母线电压、直流母线电流计算当前净电耗，并根据所述电磁转矩和角速度识别所述工程机械电回转系统在所述完整回转循环时段内的当前工况；

5、基于各工况的工况历史数据，动态确定当前工况下的基准净电耗，并根据所述当前净电耗与所述基准净电耗的关系，确定当前节能等级。

6、上述实施方式通过直流母线电压、直流母线电流确定净电耗，并基于电磁转矩和角速度细分当前的工况，从而选择对应的基准净电耗对节能等级进行分析，提高了工程机械电回转系统的能耗计算精准性及节能评价的客观性。

7、在一种可选的实施方式中，所述根据所述回转控制手柄位置信号及所述角速度确定完整回转循环时段，包括：

8、根据所述回转控制手柄位置信号确定回环控制手柄移动超过控制死区的时刻，作为循环开始时刻；

9、检测到所述角速度小于预设阈值时，记录所述角速度小于所述预设阈值的持续时间，若所述持续时间超过持续时间范围，且所述回转控制手柄回到所述控制死区，则确定循环结束时刻；

10、根据所述循环开始时刻、循环结束时刻确定所述完整回转循环时段。

11、上述实施方式利用回转控制手柄的移动位置来确定电回转系统的启动节点，用角速度来确定电回转系统的停止节点，可以精准地定位到完整回转循环时段始末区间。

12、在一种可选的实施方式中，所述根据所述直流母线电压、直流母线电流计算当前净电耗，包括：

13、根据所述直流母线电压、直流母线电流实时计算所述完整回转循环时段内的瞬时功率；

14、对所述瞬时功率大于零的正功率进行时间积分，确定消耗电能；

15、对所述瞬时功率小于零的负功率进行时间积分，确定回馈电能；

16、根据所述消耗电能与所述回馈电能之间的差值确定所述当前净电耗。

17、上述实施方式实现了消耗电能与回馈电能的分别计算，并同时基于消耗电能、回馈电能的差值直接计算到当前净电耗。

18、在一种可选的实施方式中，所述根据所述电磁转矩和角速度识别所述工程机械电回转系统在所述完整回转循环时段内的当前工况，包括：

19、提取所述完整回转循环时段内的最大电磁转矩，根据所述最大电磁转矩及预设回转负载等级的转矩范围确定当前回转负载等级；

20、对所述完整回转循环时段内的角速度进行时间积分确定回转总角度；

21、根据所述回转总角度及预设回转角度等级的角度范围确定当前回转角度等级；

22、根据所述当前回转负载等级及所述当前回转角度等级的组合确定当前工况。

23、上述实施方式通过多个当前回转负载等级及多个当前回转角度等级的排列组合，形成多种工况，通过最大电磁转矩与回转总角度对应的组合确定当前工况，可以为选择对应的基准净电耗提供依据。

24、在一种可选的实施方式中，所述基于各工况的工况历史数据，动态确定当前工况下的基准净电耗，并根据所述当前净电耗与所述基准净电耗的关系，确定当前节能等级，包括：

25、基于各工况下的历史循环净电耗，建立历史数据库，并将所述历史数据中的最低净电耗或最近预设数量循环的最低净电耗，作为基准净电耗；

26、根据所述基准净电耗与所述当前净电耗的比值确定当前节能评分，并根据所述当前节能评分确定对应的当前节能等级。

27、上述实施方式通过比值来量化当前净电耗与基准净电耗之间的差距，并可以通过当前节能评分所处的不同区间来判断优中良等不同节能等级。

28、在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：

29、通过采样获取所述完整回转循环时段内不同采样时刻的瞬时直流母线电压及瞬时直流母线电流；

30、根据不同采样时刻的瞬时直流母线电压及瞬时直流母线电流确定不同采样时刻的瞬时功率；

31、对每个采样时刻的瞬时功率进行离散积分，获得所述完整回转循环时段内各采样时刻的累计消耗电能及回馈电能，以形成累计的消耗电能曲线及回馈电能曲线在显示屏上呈现，所述显示屏上还呈现所述消耗电能曲线、回馈电能曲线对应的净电耗曲线，分别与同时呈现的当前工况下历史最佳消耗电能曲线、最佳回馈电能曲线以及最佳净电耗曲线形成比对。

32、上述实施方式可以通过直观地比对，帮助驾驶人员查看消耗电能、回馈电能及净电耗的实时情况，并通过对应工况的最佳消耗电能曲线、最佳回馈电能曲线以及最佳净电耗曲线来呈现改进空间。

33、在一种可选的实施方式中，所述形成累计的消耗电能曲线及回馈电能曲线在显示屏上呈现，所述显示屏上还呈现所述消耗电能曲线、回馈电能曲线对应的净电耗曲线，分别与同时呈现的当前工况下历史最佳消耗电能曲线、最佳回馈电能曲线以及最佳净电耗曲线形成比对，包括：

34、根据所述角速度的变化率将所述消耗电能曲线及回馈电能曲线划分为加速段、匀速段及制动段；

35、响应于所述加速段新增的消耗电能大于第一阈值，确定用户操作剧烈或电机转矩控制异常；

36、响应于所述匀速段新增的消耗电能大于第二阈值，确定回转支承摩擦增大或减速机润滑不良；

37、响应于所述制动段新增的回馈电能小于第三阈值，确定再生制动效率出现问题或能量回馈能力受限。

38、上述实施方式可以分阶段地分析消耗电能及回馈电能情况，并基于消耗电能、回馈电能在不同阶段的表现特征，来确定可能存在的操作问题或机械故障。

39、第二方面，本发明提供了一种工程机械电回转系统的能耗计算与节能评价装置，包括：

40、获取模块，用于获取工程机械电回转系统的直流母线电压、直流母线电流、电磁转矩、角速度和回转控制手柄位置信号，并根据所述回转控制手柄位置信号及所述角速度确定完整回转循环时段；

41、确定模块，用于在所述完整回转循环时段内，根据所述直流母线电压、直流母线电流计算当前净电耗，并根据所述电磁转矩和角速度识别所述工程机械电回转系统在所述完整回转循环时段内的当前工况；

42、分析模块，用于基于各工况的工况历史数据，动态确定当前工况下的基准净电耗，并根据所述当前净电耗与所述基准净电耗的关系，确定当前节能等级。

43、第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的工程机械电回转系统的能耗计算与节能评价方法。

44、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的工程机械电回转系统的能耗计算与节能评价方法。