CN218161346U - 变流柜、储能变流器及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种变流柜、储能变流器及风力发电机组，变流柜包括柜体以及布置于柜体内的集成功率组件，柜体具有容纳腔以及与容纳腔联通的开口，集成功率组件包括多个电连接的功能器件以及与至少一个功能器件连通的进线排，进线排具有预定长度且在自身长度的至少一端通过开口伸出柜体。通过使变流柜的进线排的端部伸出柜体，使得当一个变流柜的功率难以满足风力发电机组的储能要求时，可将多个变流柜的进线排伸出柜体的部分相连通，即通过并联多个变流柜的方式来形成大功率的储能变流器，从而满足风力发电机组的储能要求。

Description

变流柜、储能变流器及风力发电机组

技术领域

本申请涉及新能源技术领域，特别是涉及一种变流柜、储能变流器及风力发电机组。

背景技术

储能变流器是一种能够将外部的交流电转换为直流电进而储能电能的装置，当外部交流电断电而无法为设备供电时，储能变流器能够将所储能的直流电转换为交流电，进而为外部设备提供电能，使外部设备仍然能够正常运作。

随着新能源储能技术应用越来越广泛，其中关键设备储能变流器需求越来越大。目前大功率储能变流器的模块体积及数量大，发热量大，不利于安装及维护，而若是采用小功率储能变流器，其难以满足风力发电机组的储能要求。

实用新型内容

本申请实施例提供一种变流柜、储能变流器及风力发电机组，能够通过并联多个变流柜来提升储能变流器的功率，以满足风力发电机组的储能要求。

一方面，根据本申请实施例提出了一种变流柜，包括：柜体，具有容纳腔以及与容纳腔连通的开口；集成功率组件，布置于容纳腔内，集成功率组件包括多个电连接的功能器件以及与至少一个功能器件连通的进线排，进线排具有预定的长度且在自身长度的至少一端通过开口伸出柜体。

根据本申请实施例的一个方面，多个电连接的功能器件包括依次连接的交流断路器、电抗器、功率模块、电容池、直流断路器以及出线排，进线排与交流断路器相连通。

根据本申请实施例的一个方面，柜体包括沿第一方向排布的第一腔室和第二腔室，电抗器、功率模块以及出线排设置于第一腔室中，进线排、交流断路器、电容池以及直流断路器设置于第二腔室中。

根据本申请实施例的一个方面，柜体还包括隔板，多个隔板沿柜体的高度方向间隔设置并将柜体分隔为多层结构，交流断路器与电抗器位于同一层并在第一方向相对设置，功率模块与电容池位于同一层并在第一方向相对设置。

根据本申请实施例的一个方面，每个变流柜还包括：进风室，设置于柜体的上部，进风室开设有进风口；底座，设置于柜体的下部，底座开设有出风口，进风口和出风口相连通并在柜体内形成散热通道。

根据本申请实施例的一个方面，散热通道包括相互独立的第一子通道和第二子通道，第一子通道位于第一腔室，第二子通道位于第二腔室。

根据本申请实施例的一个方面，柜体内还包括导风层，靠近于进风室一侧设置，导风层内设置有第一风扇和第二风扇，第一风扇位于第一腔室，第二风扇位于第二腔室，第一风扇和第二风扇设置为离心风扇。

另一个方面，根据本申请实施例提供一种储能变流器，包括两个以上上述实施例中的变流柜，两个以上的变流柜相互对接并通过进线排伸出柜体的部分相连通。

根据本申请实施例的一个方面，每两个相互对接的变流柜中，一者的进线排伸出另一者的容纳腔内，以使两个变流柜的柜体相抵靠。

又一个方面，根据本申请实施例提供一种风力发电机组，包括上述实施例中的储能变流器。

本申请实施例提供的变流柜，包括柜体以及布置于柜体内的集成功率组件，柜体具有容纳腔以及与容纳腔联通的开口，集成功率组件包括多个电连接的功能器件以及与至少一个功能器件连通的进线排，进线排具有预定长度且在自身长度的至少一端通过开口伸出柜体。通过使变流柜的进线排的端部伸出柜体，使得当一个变流柜的功率难以满足风力发电机组的储能要求时，可将多个变流柜的进线排伸出柜体的部分相连通，即通过并联多个变流柜的方式来形成大功率的储能变流器，从而满足风力发电机组的储能要求。

附图说明

下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本申请实施例的变流柜一角度的结构示意图；

图2是本申请实施例的储能变流器的结构示意图；

图3是本申请实施例的储能变流器的正视图；

图4是本申请实施例的变流柜另一角度的结构示意图；

图5是本申请实施例的导风层的俯视图。

其中：

100-变流柜；

1-柜体；11-开口；12-隔板；13-第一风扇；14-第二风扇；2-集成功率组件；21-进线排；22-交流断路器；23-电抗器；24-功率模块；25-电容池；26-直流断路器；27-出线排；3-进风室；31-进风口；4-底座；41-出风口；

S1-第一腔室；S2-第二腔室；

X-长度方向；Y-第一方向；Z-高度方向。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本申请造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的变流柜、储能变流器及风力发电机组的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了更好地理解本申请，下面结合图1至5根据本申请实施例的变流柜100、储能变流器及风力发电机组进行详细描述。

请参阅图1至图3，本申请实施例中提出了一种变流柜100，包括柜体1和集成功率组件2，柜体1具有容纳腔以及与容纳腔连通的开口11，集成功率组件2布置于容纳腔内，集成功率组件2包括多个电连接的功能器件以及与至少一个功能器件连通的进线排21，进线排21具有预定的长度且在自身长度的至少一端通过开口11伸出柜体1。

本申请实施例提供的变流柜100，包括柜体1以及布置于柜体1内的集成功率组件2，集成功率组件2包括多个电连接的功能器件以及与至少一个功能器件连通的进线排21，集成功率组件2即形成单独的储能回路，且其输入端为进线排21，通过使变流柜100在自身长度的至少一端通过开口11伸出柜体1，使得当一个变流柜100的功率难以满足风力发电机组的储能要求时，可将多个变流柜100的进线排21伸出柜体1的部分相连通，即通过并联多个变流柜100的方式来形成大功率的储能变流器，从而满足风力发电机组的储能要求。

进一步的，本申请实施例还提出了一种储能变流器，包括两个以上的变流柜100，两个以上的变流柜100相互对接并通过进线排21伸出柜体1的部分相连通。

各变流柜100可设置为小功率变流柜，通过采用多个小功率变流柜相并联来形成储能变流器，一方面能够根据风力发电机组的储能要求，灵活调整小功率变流柜的数量，避免储能变流器的功率冗余或不足，另一方面，相较于直接采用大功率储能变流器的形式，通过将储能变流器分设为多个小功率变流柜，各小功率变流柜的发热量较小，也更便于安装及维护。

请参阅图1至图3，由于各变流柜100的进线排21均有部分伸出柜体1设置，为减少各变流柜100连接后的整体空间，在一些可选地实施例中，每两个相互对接的变流柜100中，一者的进线排21伸入另一者的容纳腔内，以使两个变流柜100的柜体1相抵靠。即在两个变流柜100的对接过程中，通过使进线排21伸出于柜体1的部分插入其相对接的变流柜100的开口11中，即可使两个进线排21的侧表面相对接，来实现进线排21之间的并联。同时，在连接后能够使得相对接的两个变流柜100的柜体1相抵靠，从而避免在两个柜体1之间存在间隙，减少储能变流器的空间占用。

其中，将进线排21沿自身长度方向X的两端定义为第一端和第二端，进线排21在自身长度的至少一端通过开口11伸出柜体1包括两种情况，第一种是进线排21的第一端伸出柜体1且第二端位于柜体1的容纳腔内，第二种是进线排21的第一端和第二端均伸出柜体1设置。需要说明的是，为实现多个变流柜的并联，即使在第一种情况下，柜体1沿长度方向X的两侧表面也应均开设有开口11，以保证每两个变流柜100中，一者的第一端能够从另一者的开口11伸入容纳腔内，并与其位于容纳腔的第二端相连。

请参阅图1和图4，在一些可选地实施例中，多个电连接的功能器件包括依次连接的交流断路器22、电抗器23、功率模块24、电容池25、直流断路器26以及出线排27，进线排21与交流断路器22相连通。通过将上述多个电连接的功能器件相连通，即可形成储能回路，其中，进线排21可设置为交流母排，出线排27可设置为直流母排，通过将各变流柜100的进线排21相连，即使得外部的交流电能够经进线排21分别进入各变流柜100内，并经过储能回路转化为直流电而分别储存于各变流柜100中。通过将外部设备与出线排27相连，即可实现对外部设备的供电，故可设置多个外部设备，各外部设备与各变流柜100的出线排27相连，从而同时为多个外部设备提供电能。

由于柜体1内设置有多个依次连接的功能器件，为了在有限的空间内实现各功能器件的合理排布，在一些可选地时实施例中，柜体1包括沿第一方向Y排布的第一腔室S1和第二腔室S2，电抗器23、功率模块24以及出线排27设置于第一腔室S1中，进线排21、交流断路器22、电容池25以及直流断路器26设置于第二腔室S2中。即多个电连接的功能器件能够分设于第一腔室S1和第二腔室S2内，从而使得多个功能器件能够排布的更为紧凑。

由于多个功能器件之间通过母排相连，为减少母排的长度，在一些可选地实施例中，变流柜100还包括隔板12，多个隔板12沿柜体1的高度方向Z间隔设置并将柜体1分隔为多层结构，交流断路器22与电抗器23位于同一层并在第一方向Y相对设置，功率模块24与电容池25位于同一层并在第一方向Y相对设置。

其中，针对依次连接的交流断路器22、电抗器23、功率模块24、电容池25以及直流断路器26所形成的储能回路，交流断路器22与电抗器23位于同一层并在第一方向Y上相对设置，电抗器23与功率模块24位于同一腔室内并设置于相邻层，功率模块24和电容池25位于同一层并在第一方向Y上相对设置，电容池25与直流断路器26位于同一腔室内并设置于相邻层，即使得储能回路中任意两个相连接的功能器件就近布局，从而实现短距离的电气连接，缩短母排的长度，降低成本。

为使得功能器件在柜体1内的布局更为合理，在一些可选地实施例中，在高度方向Z上，交流断路器22与电抗器23位于下层，电容池25与功率模块24位于上层。由于电抗器23所占面积且重量较大，可将电抗器23设置于下层，以使得变流柜100更为平稳。同时，由于功率模块24经常需要维护，故可将功率模块24设置于上层，即位于高度适中的位置来方便维护。可选地，进线排21和出线排27可设置于柜体1的下层，以便于使用，同时快速实现多个变流柜100的并柜连接。

请参阅图1和图4，为实现柜体1内多个功能器件的散热，在一些可选地实施例中，每个变流柜100还包括进风室3以及底座4，进风室3设置于柜体1的上部，进风室3开设有进风口31，底座4设置于柜体1的下部，底座4开设有出风口41，进风口31和出风口41相连通并在柜体1内形成散热通道。相较于将散热装置设置于柜体1的下部，通过将进风室3设置于柜体1的上部，使得柜体1内能够形成自上而下连通的散热通道，从而提高储能变流器的散热效果。

由于第一腔室S1内设置有电抗器23和功率模块24等对风量需求量大的功能器件，其需要保证散热效果，且由于第二腔室S2内设置有交流断路器22、直流断路和电容池25等防护等级较高的功能部件，其需要保证防护效果。

为满足第一腔室S1和第二腔室S2的不同需求，在一些可选地实施例中，散热通道包括相互独立的第一子通道和第二子通道，第一子通道位于第一腔室S1，第二子通道位于第二腔室S2。即可根据第一腔室S1和第二腔室S2的需求，在第一腔室S1和第二腔室S2内分别形成独立的第一子通道和第二子通道，第一子通道可采用高风量的散热风道，第二子通道可采用高防护等级的散热风道，从而能够同步满足变流柜100内各功能器件的散热要求，提高变流柜100的可靠性。

请参阅图1、图4和图5，在一些可选地实施例中，柜体1内还包括导风层，靠近于进风室3一侧设置，导风层内设置有第一风扇13和第二风扇14，第一风扇13位于第一腔室S1，第二风扇14位于第二腔室S2，第一风扇13和第二风扇14设置为离心风扇。通过在第一腔室S1和第二腔室S2中分设第一风扇13和第二风扇14，即可带动第一腔室S1和第二腔室S2内的空气流动，从而进一步提高第一腔室S1和第二腔室S2的散热效果。同时，通过将第一风扇13和第二风扇14在高度方向Z上同层设置，更便于柜体1内散热通道的设置，同时避免第一风扇13和第二风扇14占用功能器件的空间，提高柜体1内各部件布局的合理性。

可选地，由于第一腔室S1内的功能器件对风量需求量大，故可在导风层内布置多个第一风扇13，由于第一风扇13设置为离心风扇，故可以增加由进风室3进入第一腔室S1的风量，从而提高第一腔室S1内各功能器件的散热效果，以保证变流柜100的功能实现。此外，由于导风层位于靠近进风室3的一侧设置，故在高度方向上，可在导风层与柜体1内的功能器件之间设置分风板，即通过分风板控制外部冷却风进入柜体1内各功能器件的风量，从而进一步提高柜体1内功能器件的散热效果。

本申请实施例还提供一种风力发电机组，包括上述实施例中的储能变流器。由于储能变流器包括多个结构相同的变流柜100，即在实际使用中，即可根据储能变流器的功率需求，来调整其所并联的变流柜100的数量，从而满足风力发电机组的储能要求。

其中，多个变流柜100中至少一个变流柜100的进线排21与电网相连，从而风力发电机组所产生的交流电能够经电网输送至进线排21，进而经进线排21分别进入各变流柜100内，并经过储能回路转化为直流电而分别储存于各变流柜100中。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种变流柜(100)，其特征在于，包括：

柜体(1)，具有容纳腔以及与所述容纳腔连通的开口(11)；

集成功率组件(2)，布置于所述容纳腔内，所述集成功率组件(2)包括多个电连接的功能器件以及与至少一个所述功能器件连通的进线排(21)，所述进线排(21)具有预定的长度且在自身长度的至少一端通过所述开口(11)伸出所述柜体(1)。

2.根据权利要求1所述的变流柜(100)，其特征在于，所述多个电连接的功能器件包括依次连接的交流断路器(22)、电抗器(23)、功率模块(24)、电容池(25)、直流断路器(26)以及出线排(27)，所述进线排(21)与所述交流断路器(22)相连通。

3.根据权利要求2所述的变流柜(100)，其特征在于，所述柜体(1)包括沿第一方向排布的第一腔室(S1)和第二腔室(S2)，所述电抗器(23)、所述功率模块(24)以及所述出线排(27)设置于所述第一腔室(S1)中，所述进线排(21)、所述交流断路器(22)、所述电容池(25)以及所述直流断路器(26)设置于所述第二腔室(S2)中。

4.根据权利要求3所述的变流柜(100)，其特征在于，所述柜体(1)还包括隔板(12)，多个所述隔板(12)沿所述柜体(1)的高度方向间隔设置并将所述柜体(1)分隔为多层结构，所述交流断路器(22)与所述电抗器(23)位于同一层并在所述第一方向相对设置，所述功率模块(24)与所述电容池(25)位于同一层并在所述第一方向相对设置。

5.根据权利要求3所述的变流柜(100)，其特征在于，还包括：

进风室(3)，设置于所述柜体(1)的上部，所述进风室(3)开设有进风口(31)；

底座(4)，设置于所述柜体(1)的下部，所述底座(4)开设有出风口(41)，所述进风口(31)和所述出风口(41)相连通并在所述柜体(1)内形成散热通道。

6.根据权利要求5所述的变流柜(100)，其特征在于，所述散热通道包括相互独立的第一子通道和第二子通道，所述第一子通道位于所述第一腔室(S1)，所述第二子通道位于所述第二腔室(S2)。

7.根据权利要求5所述的变流柜(100)，其特征在于，所述柜体(1)内还包括导风层，靠近于所述进风室(3)一侧设置，所述导风层内设置有第一风扇和第二风扇，所述第一风扇位于所述第一腔室(S1)，所述第二风扇位于所述第二腔室(S2)，所述第一风扇和所述第二风扇设置为离心风扇。

8.一种储能变流器，其特征在于，包括两个以上如权利要求1-7任一项所述的变流柜(100)，两个以上的所述变流柜(100)相互对接并通过所述进线排(21)伸出柜体(1)的部分相连通。

9.根据权利要求8所述的储能变流器，其特征在于，每两个相互对接的所述变流柜(100)中，一者的所述进线排(21)伸入另一者的所述容纳腔内，以使两个所述变流柜(100)的所述柜体(1)相抵靠。

10.一种风力发电机组，其特征在于，包括如权利要求8或9所述的储能变流器。

Images