一种储能柜冷却系统及冷却方法与流程

专利2026-07-28  4


本发明属于储能柜冷却,具体的说是一种储能柜冷却系统及冷却方法。


背景技术:

1、随着可再生能源的广泛应用和电力系统的不断发展,储能技术在电力系统中的应用日益重要。储能柜作为储能系统的核心组件,其性能和稳定性直接影响整个系统的运行。然而,储能柜在运行过程中会产生大量热量,若不能及时有效地散热,将会导致系统性能下降,甚至引发安全隐患。

2、如授权公告号为cn117352901b的中国专利公开了一种储能柜冷却系统和冷却方法,其中,储能柜冷却系统包括依次连通的蓄冷水箱、冷却换热器、和站房式储能柜,所述蓄冷水箱上连接有第一循环管路,所述第一循环管路上安装有中温冷水塔、调节阀、蓄冷换热器和低温水箱,所述蓄冷水箱、所述中温冷水塔与所述调节阀串联连接,所述蓄冷换热器包括左侧进水口、左侧出水口、右侧进水口和右侧出水口,所述蓄冷换热器通过所述左侧进水口和所述左侧出水口与所述调节阀并联,所述蓄冷换热器通过所述右侧进水口和所述右侧出水口与所述低温水箱相连,所述低温水箱与所述蓄冷换热器的所述右侧进水口之间设有低温循环水泵,所述低温水箱上连接有第二循环管路,所述第二循环管路上安装有冷水机。

3、如公开号为cn114256533a的中国专利申请公开了一种储能电站锂离子电池柜的冷却方法,包括:将储能锂离子电池布置于密封的电池柜中;在所述电池柜的侧壁下部设置排放口;通过导线将储能锂离子电池与外部电网相连接;在所述储能锂离子电池的上方布置喷头;通过喷头向所述锂离子电池喷淋液体介质。该技术方案不再采用传统的风冷式降温方法,而是以液体介质为锂离子电池降温,其效率高、可靠性好,最大程度地避免了因电池温度过高导致的事故,使得储能电站的安全运行得到了有效保证。

4、上述专利的缺陷:传统的水冷降温无法保证储能柜中每个储能单元的精确降温,还会造成资源浪费。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明提出了一种储能柜冷却系统及冷却方法,在储能柜内,安装温度传感器,利用温度传感器实时监测和采集储能柜内各储能单元的温度,将监测到的温度数据传输至储能柜控制系统进行分析,根据控制系统的分析结果,利用动态冷却策略,动态调整冷却介质的流速和流量,调节冷却装置的运行状态,控制调整冷却介质流量,使得储能柜在最佳温度中运行,分布式对各个储能单元进行冷却,再通过冷却器进行热交换,将热量散发出去,冷却后的冷却介质重新进入储能柜内部循环,重复上述操作,确保储能柜内温度始终维持在安全范围内。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种储能柜冷却方法,包括以下具体步骤:

4、步骤s1:在储能柜内,安装温度传感器,利用温度传感器实时监测和采集储能柜内各储能单元的温度;

5、步骤s2:将监测到的温度数据传输至储能柜控制系统进行分析;

6、步骤s3:根据控制系统的分析结果,利用动态冷却策略,动态调整冷却介质的流速和流量,调节冷却装置的运行状态,控制调整冷却介质流量,使得储能柜在最佳温度中运行;

7、步骤s4:分布式对各个储能单元进行冷却,再通过冷却器进行热交换,将热量散发出去,冷却后的冷却介质重新进入储能柜内部循环;

8、步骤s5:重复上述步骤s2-步骤s4,确保储能柜内温度始终维持在安全范围内。

9、具体的,所述步骤s1的具体步骤为:

10、步骤s101:识别储能柜内各储能单元的关键温度监测点,包括每个储能单元的中心位置和边缘位置;

11、步骤s102:选择适应储能柜内环境条件的温度传感器,在储能单元的中心位置和边缘位置均匀地布置温度传感器;

12、步骤s103:利用温度传感器实时监测和采集储能柜内各储能单元的平均温度。

13、具体的,所述步骤s2的具体步骤为:

14、步骤s201:选择无线传输方式,创建无线传输网络,并对无线传输网络进行优化,包括修正延时和选择最优传输通道;

15、步骤s202:利用优化后的无线传输网络,将温度数据传输至控制系统;

16、步骤s203:设定采集的温度数据集合为,,其中,表示在时刻采集的温度数据集合,,表示储能柜第m个储能单元在时刻的平均温度;

17、步骤s204:设定储能柜散热温度阈值为,当大于时,触发水冷装置进行冷却散热。

18、具体的,所述储能柜第m个储能单元在时刻的平均温度计算公式为:

19、,

20、其中,表示储能柜第m个储能单元在第时刻的平均温度,表示时刻时第j个温度传感器在储能柜第m个储能单元采集的温度,s表示在储能柜第m个储能单元安置的温度传感器数量。

21、具体的,所述步骤s3的具体步骤为:

22、步骤s301:当储能柜第i个储能单元在时刻的平均温度为,且大于散热温度阈值,计算储能柜第i个储能单元在时刻的散热需求,计算公式为:

23、,

24、其中,表示储能柜第i个储能单元在时刻的散热需求,表示冷却介质的比热容,表示冷却介质的质量,表示冷却需求温差,,表示设定的目标温度,表示自然散热的热量;

25、步骤s302:根据储能柜第i个储能单元在时刻的散热需求,计算冷却介质的流量,计算公式为:

26、,

27、其中,表示供储能柜第i个储能单元冷却的冷却介质流量,表示散热需求的一阶导数,即表示散热需求的变化速率,表示散热需求的二阶导数,即表示散热需求的变化速率,表示冷却介质的密度,表示冷却介质进出口的温差,表示前一时刻冷却介质进出口的温差,、、和表示控制系数,调整系统响应特性;

28、步骤s303:通过冷却器进行热交换,将热量散发出去,冷却后的冷却介质重新进入储能柜内部循环;

29、步骤s304:重复步骤s301-步骤s303,直至对储能柜中所有储能单元冷却完成,始终在设定的温度中运行。

30、具体的,所述步骤s301中自然散热的热量的计算公式为:,h表示自然散热系数,表示储能柜所处环境温度。

31、一种储能柜冷却系统,包括:温度采集模块,温度数据分析模块,动态冷却模块,分布式冷却模块和最佳温度维持模块;

32、所述温度采集模块,用于在储能柜内,安装温度传感器,利用温度传感器实时监测和采集储能柜内各储能单元的温度;

33、所述温度数据分析模块,用于将监测到的温度数据传输至储能柜控制系统进行分析;

34、所述动态冷却模块,用于根据控制系统的分析结果,利用动态冷却策略,动态调整冷却介质的流速和流量,调节冷却装置的运行状态,控制调整冷却介质流量,使得储能柜在最佳温度中运行;

35、所述分布式冷却模块,用于分布式对各个储能单元进行冷却,再通过冷却器进行热交换,将热量散发出去,冷却后的冷却介质重新进入储能柜内部循环;

36、所述最佳温度维持模块,用于确保储能柜内温度始终维持在安全范围内。

37、具体的,所述动态冷却模块包括冷却需求单元和流量控制单元;

38、所述冷却需求单元,用于计算出储能柜各个单元的散热需求;

39、所述流量控制单元,用于根据储能柜各个单元的散热需求,对冷却介质的流量进行调节控制。

40、具体的,还包括:储能柜本体,冷却链路系统,流体泵,冷却器和控制器;

41、所述储能柜本体,其中设置有若干储能单元;

42、所述冷却链路系统,包括冷却管、冷却介质进口和冷却介质出口,用于导流冷却介质;

43、所述流体泵,用于推动冷却介质在冷却链路系统中循环流动;

44、所述冷却器,设置于储能柜外部,用于冷却从储能柜流出的冷却介质;

45、所述控制器,用于根据温度传感器的检测结果调节流体泵的运行和冷却器的工作状态。

46、一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现一种储能柜冷却方法的步骤。

47、一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,当计算机指令运行时执行一种储能柜冷却方法的步骤。

48、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

49、1.本发明提出一种储能柜冷却方法,通过在储能柜中各个储能单元部署若干个温度传感器,能够精确监测到储能柜中各个储能单元的温度。

50、2.本发明提出一种储能柜冷却方法,通过分布式动态冷却降温,引入多种实时因素,针对各个储能单元进行精准降温冷却,各个储能单元之间不互相影响,根据实际需求动态调整流量,减少能源浪费,提高控制精度。

51、3.本发明提出一种储能柜冷却方法,能够显著提高储能柜的散热效率,确保储能单元在安全温度范围内运行,延长其使用寿命,降低故障率,提升系统的整体稳定性和可靠性。


技术特征:

1.一种储能柜冷却方法,其特征在于,包括以下具体步骤:

2.如权利要求1所述的一种储能柜冷却方法,其特征在于,所述步骤s1的具体步骤为:

3.如权利要求1所述的一种储能柜冷却方法,其特征在于,所述步骤s2的具体步骤为:

4.如权利要求3所述的一种储能柜冷却方法,其特征在于,所述储能柜第m个储能单元在时刻的平均温度计算公式为:

5.一种储能柜冷却系统,其基于权利要求1-4中任一项所述的一种储能柜冷却方法实现,其特征在于,包括:温度采集模块,温度数据分析模块,动态冷却模块,分布式冷却模块和最佳温度维持模块;

6.如权利要求5所述的一种储能柜冷却系统,其特征在于,所述动态冷却模块包括冷却需求单元和流量控制单元;

7.如权利要求5所述的一种储能柜冷却系统,其特征在于,还包括:储能柜本体,冷却链路系统,流体泵,冷却器和控制器;

8.一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-4中任一项所述的一种储能柜冷却方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机指令,当计算机指令运行时执行权利要求1-4中任一项所述的一种储能柜冷却方法的步骤。


技术总结
本发明公开了一种储能柜冷却系统及冷却方法,属于储能柜冷却技术领域,其方法具体包括:在储能柜内,安装温度传感器,利用温度传感器实时监测和采集储能柜内各储能单元的温度,将监测到的温度数据传输至储能柜控制系统进行分析,根据控制系统的分析结果,利用动态冷却策略,动态调整冷却介质的流速和流量,调节冷却装置的运行状态,控制调整冷却介质流量,使得储能柜在最佳温度中运行,分布式对各个储能单元进行冷却,再通过冷却器进行热交换,将热量散发出去,冷却后的冷却介质重新进入储能柜内部循环,重复上述操作,确保储能柜内温度始终维持在安全范围内,能够显著提高储能柜的散热效率,延长使用寿命,降低故障率。

技术研发人员:赵荣,王磊,梁辅雄,周元,龙萍
受保护的技术使用者:湖南西来客储能装置管理系统有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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