一种智能液冷户外型储能变流器设备的制作方法

本发明涉及储能变流器领域，特别涉及一种智能液冷户外型储能变流器设备。

背景技术：

1、储能变流器(pcs)是一种能够实现电网和储能系统之间双向能量转换的电力转换设备，具有高效率、快速响应、可靠性高和灵活性强等特点。储能变流器(pcs)可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。pcs由dc/ac双向变流器功率模块、控制单元等构成。pcs控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。

2、常规储能变流器功率模块一般采用风冷模式进行散热处理，占用空间体积大，且换热效率较低。因此常规交流三相一般每一相采用一个散热模块，整体下来就需要三套散热功率模块，且需要建立三套散热风道。整柜内部杂散热也需要额外的一条风道，整柜结构复杂。

3、同时，存在个别液冷方案，仅针对功率模块使用液冷模式，柜内杂散热使用的是常规风冷换热模式，整柜内部结构复杂，杂散热换热器体积较大，占据较大空间，且需要一端放置在封闭舱，一端放在开放舱。安装位置受到较大的限制。水冷机散热端采用的是微通道换热器，对进风环境洁净度要求较高，抗腐蚀能力差，维护成本高等缺点。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，提供了一种智能液冷户外型储能变流器设备，采用高效的智能液冷模式，通过对储能变流器设备水冷功率模块，整体电气柜柜内布局，柜内杂散热风道有效规划，水冷散热机组整体设计，可以有效提高功率模块散热效率，并减小户外型储能变流器柜体体积。整个柜体内部，电器件安装均采用模块化设计，整柜装配逻辑清晰，通用适配度较高。有效降低后期运营维护成本。

2、本发明采用的技术方案如下：一种智能液冷户外型储能变流器设备，包括分隔为开放舱与密闭舱的柜体；所述开放舱安装有翅片散热模块以及与翅片散热模块连接的冷水主管、热水主管；所述密闭舱中包括依次连接的直流输入/输出模块、熔断器模块、直流开关模块、母线电容模块、igbt功率模块、交流滤波电容模块、交流滤波电抗器模块、交流开关模块以及交流输入/输出模块；其中，密闭舱通过挡风板分为上下两部分空间，所述母线电容模块、igbt功率模块、交流滤波电容模块安装在上部分空间，所述直流输入/输出模块、熔断器模块、直流开关模块、交流滤波电抗器模块、交流开关模块以及交流输入/输出模块安装在下部分空间；所述igbt功率模块设置在水冷板上，所述水冷板的进出水口分别与开放舱中的冷水主管与热水主管连接；所述挡风板中安装有内置换热器以及至少两个换热风机，两个换热风机吹风方向为一上一下；所述内置换热器安装与吹风朝下的换热风机进风口，同时内置换热器的进出水口分别与开放舱中的冷水主管与热水主管连接。

3、作为一种优选方案，所述翅片散热模块包括对外散热风机、翅片管换热器与集风罩；所述对外散热风机设置在柜体顶部，并通过集风罩与翅片管换热器完成风道连接；所述开放舱所处的柜体两侧设置为风口滤网；所述翅片管换热器与冷水主管或热水主管之间设置有水泵，通过水泵将热水主管中热水送入翅片管换热器中，再由对外散热风机抽取外部冷风进行冷却后，送入冷水主管中。

4、作为一种优选方案，所述密闭舱所处的柜体前侧为与柜体铰链连接的前门板，柜体后侧为与柜体固定连接的后门板，所述后门板上设置有进风滤网与出风开孔；所述柜体底部设置有出风滤网。

5、作为一种优选方案，所述密闭舱中靠近后门板处还包括与密闭舱其余空间隔绝的电抗器舱，所述交流滤波电抗器模块安装在电抗器舱中，电抗器散热风机安装在交流滤波电抗器模块上方；所述电抗器散热风机将从进风滤波进入的冷风吹向交流滤波电抗器模块，再由出风滤网处和出风开孔位置排出。

6、作为一种优选方案，所述密闭舱中还安装有控制板模块组，所述控制板模块组与柜体内表面铰链连接，控制板模块组上面板件与储能变流器设备中不同电器件之间通过控制线连接，传输控制信号。

7、作为一种优选方案，所述开放舱与密闭舱之间设置有穿墙体接头与穿墙体快接头，通过穿墙体接头与穿墙体快接头实现两个舱体之间的连接。

8、作为一种优选方案，还包括膨胀水箱，所述膨胀水箱接至热水主管，用于减小因水的膨胀而造成的水压波动。

9、作为一种优选方案，所述冷水主管和热水主管分别与穿墙体接头刚性连接，冷水主管和热水主管分别通过软管与穿墙体快接头连接；所述内置换热器的进出水口通过软管接至与冷水主管和热水主管连接的穿墙体快接头；所述水冷板的进出水口通过软管接至与冷水主管和热水主管连接的穿墙体接头。

10、作为一种优选方案，所述igbt功率模块包括三对igbt外管模块和igbt内管模块，其中，igbt外管模块和igbt内管模块分别安装在水冷板两面，同一相的igbt外管模块和igbt内管模块通过各自的交流叠层铜母排电气连接。

11、作为一种优选方案，所述水冷板中间开设有通孔，所述通孔用于安装所述交流叠层铜母排实现同一相igbt外管模块和igbt内管模块的电气连接。

12、与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：

13、1、柜内电器件采用合理的布局及组合形式，电容模块和igbt功率模块分体设计，可同步进行装配，后续组合，方便安装与维护，后续维护相对独立，不用进行整体拆除。

14、2、柜内散热采用整体水冷换热与电抗器风冷散热相结合的方式，有效的解决功率模块和内部杂散热的换热需求，水冷机组可通过传感器反馈温度情况及时精确地控制流量变化，达到智能温控的目的。

15、3、柜内密闭舱通过有效的规划，形成分区结构，通过换热风机位置的布局设计，形成内部杂散热的循环风道，有效的达到散热的目的。

技术特征：

1.一种智能液冷户外型储能变流器设备，其特征在于，包括分隔为开放舱与密闭舱的柜体；

2.根据权利要求1所述的智能液冷户外型储能变流器设备，其特征在于，所述翅片散热模块包括对外散热风机、翅片管换热器与集风罩；所述对外散热风机设置在柜体顶部，并通过集风罩与翅片管换热器完成风道连接；所述开放舱所处的柜体两侧设置为风口滤网；所述翅片管换热器与冷水主管或热水主管之间设置有水泵，通过水泵将热水主管中热水送入翅片管换热器中，再由对外散热风机抽取外部冷风进行冷却后，送入冷水主管中。

3.根据权利要求1所述的智能液冷户外型储能变流器设备，其特征在于，所述密闭舱所处的柜体前侧为与柜体铰链连接的前门板，柜体后侧为与柜体固定连接的后门板，所述后门板上设置有进风滤网与出风开孔；所述柜体底部设置有出风滤网。

4.根据权利要求3所述的智能液冷户外型储能变流器设备，其特征在于，所述密闭舱中靠近后门板处还包括与密闭舱其余空间隔绝的电抗器舱，所述交流滤波电抗器模块安装在电抗器舱中，电抗器散热风机安装在交流滤波电抗器模块上方；所述电抗器散热风机将从进风滤波进入的冷风吹向交流滤波电抗器模块，再由出风滤网处和出风开孔位置排出。

5.根据权利要求1所述的智能液冷户外型储能变流器设备，其特征在于，所述密闭舱中还安装有控制板模块组，所述控制板模块组与柜体内表面铰链连接，控制板模块组上面板件与储能变流器设备中不同电器件之间通过控制线连接，传输控制信号。

6.根据权利要求1所述的智能液冷户外型储能变流器设备，其特征在于，所述开放舱与密闭舱之间设置有穿墙体接头与穿墙体快接头，通过穿墙体接头与穿墙体快接头实现两个舱体之间的连接。

7.根据权利要求6所述的智能液冷户外型储能变流器设备，其特征在于，所述冷水主管和热水主管分别与穿墙体接头刚性连接，冷水主管和热水主管分别通过软管与穿墙体快接头连接；所述内置换热器的进出水口通过软管接至与冷水主管和热水主管连接的穿墙体快接头；所述水冷板的进出水口通过软管接至与冷水主管和热水主管连接的穿墙体接头。

8.根据权利要求1所述的智能液冷户外型储能变流器设备，其特征在于，还包括膨胀水箱，所述膨胀水箱接至热水主管，用于减小因水的膨胀而造成的水压波动。

9.根据权利要求1所述的智能液冷户外型储能变流器设备，其特征在于，所述igbt功率模块包括三对igbt外管模块和igbt内管模块，其中，igbt外管模块和igbt内管模块分别安装在水冷板两面，同一相的igbt外管模块和igbt内管模块通过各自的交流叠层铜母排电气连接。

10.根据权利要求9所述的智能液冷户外型储能变流器设备，其特征在于，所述水冷板中间开设有通孔，所述通孔用于安装所述交流叠层铜母排实现同一相igbt外管模块和igbt内管模块的电气连接。

技术总结本发明提供了一种智能液冷户外型储能变流器设备，包括分隔为开放舱与密闭舱的柜体；开放舱安装有翅片散热模块以及与翅片散热模块连接的冷水主管、热水主管；密闭舱通过挡风板分为上下两部分空间，储能变流器的各工作模块分区域安装在不同空间中，同时IGBT功率模块设置在水冷板上，挡风板安装有内置换热器以及至少两个换热风机，实现上下空间换热；内置换热器与水冷板的进出水口分别与冷水主管与热水主管连接。本发明的柜内电器件采用合理的布局及组合形式，各模块可同步进行装配，后续组合，方便安装与维护。柜内密闭舱通过有效的规划，形成分区结构，通过换热风机位置的布局设计，形成内部杂散热的循环风道，有效的达到散热的目的。技术研发人员：崔正,任会平,韩鹤光,郑尧,唐德炜,唐成受保护的技术使用者：四川航电微能源有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29