风冷储能集装箱、风电储能系统和多能互补能源站

技术领域

本发明涉及储能散热技术领域，更具体地说，涉及一种风冷储能集装箱，一种风电储能系统，还涉及一种多能互补能源站。

背景技术

随着风能、光伏等新能源在发电行业的深入发展，风能、光伏和储能逐渐结合应用，多能互补能源站应运而生。多能互补能源站包括利用风能进行发电的风电系统、能够存储电能的风电储能系统。

目前，多能互补能源站的风电储能系统中储能电池装置不仅能存储风电系统过多的发电量，还能在风电系统发电量少时向电网输送电能。在实际应用中，储能电池装置需配合其他电力变换装置(如储能变流器)使用，储能电池装置和与之配合的电力变换装置布置在封闭的集装箱中，并利用空调进行散热。

但是，集装箱呈密闭状态，其内部电力设备运行产生的有害及易爆气体难免发生集聚，危害设备安全。

另外，空调的成本高，且为了保证散热效果集装箱上需设置多个空调，进一步增加成本。

因此，如何解决风冷储能系统中集装箱内有害、易爆气体聚集，危害设备安全的问题，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种风冷储能集装箱，其利用过滤通风装置和气流输送装置使外界大气与集装箱体内的气体循环流动并对集装箱体内电力设备进行散热，避免集装箱内有害、易爆气体聚集，提高设备安全性。本发明还提供分别应用上述风冷储能集装箱的风电储能系统和多能互补能源站，安全性高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种风冷储能集装箱，包括：

集装箱体，所述集装箱体上设有通风入口和通风出口；

过滤通风装置，所述过滤通风装置用于将外界大气通过所述通风入口输入所述集装箱体内；

气流输送装置，所述气流输送装置用于将所述集装箱体内的气体通过所述通风出口排出所述集装箱体外；所述通风入口和所述通风出口布置在所述集装箱体的不同侧；

电力设备，所述电力设备布置在所述集装箱体内。

优选的，上述风冷储能集装箱中，所述通风入口和所述通风出口布置于所述集装箱体中相对的两侧面。

优选的，上述风冷储能集装箱中，所述过滤通风装置外挂于所述集装箱体，或者所述过滤通风装置与所述集装箱体相互独立，并且所述过滤通风装置布置在所述集装箱体外。

优选的，上述风冷储能集装箱中，所述通风出口布置于所述集装箱体的上部。

优选的，上述风冷储能集装箱中，所述气流输送装置为安装于所述集装箱体的第一驱动风机，所述集装箱体还安装有罩设在所述第一驱动风机外的通风防护罩。

优选的，上述风冷储能集装箱中，所述过滤通风装置包括第二驱动风机、冷风水槽和过滤器，所述第二驱动风机用于驱动外界大气依次通过所述冷风水槽和所述过滤器进入所述集装箱体内。

优选的，上述风冷储能集装箱中，所述电力设备包括：

储能电池装置，所述储能电池装置布置在所述集装箱体内，并且所述储能电池装置靠近所述通风入口和/或所述通风出口。

优选的，上述风冷储能集装箱中，所述电力设备还包括分别布置在所述集装箱体内的电池配电装置、电力变换装置和储能变流器装置；所述电池配电装置、所述电力变换装置和所述储能变流器装置用于对所述储能电池装置进行控制转换；所述电池配电装置与所述储能电池装置相邻布置。

优选的，上述风冷储能集装箱中，所述电力设备中各装置分别布置在所述集装箱体内由所述通风入口和所述通风出口的气流输送轨迹上，并且所述电力变换装置、所述储能变流器装置分别位于所述储能电池装置的下游。

优选的，上述风冷储能集装箱中，所述储能电池装置的开关装置集成在所述电池配电装置内，或者所述开关装置独立设置并布置在所述集装箱体内；所述电力设备的系统控制装置布置在所述集装箱内，并靠近所述集装箱体的逃生门。

优选的，上述风冷储能集装箱中，所述电力设备中各装置相互连接为一体，或者部分装置连接为一体、剩余部分独立布置。

优选的，上述风冷储能集装箱中，所述集装箱体内布置有消防装置和消防控制装置，所述消防控制装置靠近所述集装箱体的逃生门。

优选的，上述风冷储能集装箱中，所述集装箱体上设有防爆通风装置。

一种风电储能系统，包括风冷储能集装箱，所述风冷储能集装箱为上述技术方案中任意一项所述风冷储能集装箱。

一种多能互补能源站，包括风电储能系统，所述风电储能系统为上述技术方案提供的风电储能系统。

优选的，上述多能互补能源站为风光互补能源站或海上风储能源站。

本发明提供一种风冷储能集装箱，包括集装箱体、过滤通风装置、气流输送装置和电力设备；集装箱体上设有通风入口和通风出口；过滤通风装置用于将外界大气通过通风入口输入集装箱体内；气流输送装置用于将集装箱体内的气体通过通风出口排出集装箱体外；通风入口和通风出口布置在集装箱体的不同侧；电力设备布置在集装箱体内。

上述风冷储能集装箱中，过滤通风装置能将外界大气输入集装箱体内，同时，气流输送装置将集装箱体内气体排出集装箱体外，使外界大气与集装箱体内气体循环流动，实现利用外界大气对集装箱体内布置的电力设备等电力设备进行散热，防止电力设备因温度过高而损坏甚至引发火灾，同时集装箱体内各电力设备运行中产生的有毒、易爆气体会在气体循环流动过程中及时排出，不会在集装箱体内聚集，防止发生爆炸，提高安全性。

另外，本发明提供的风冷储能集装箱利用过滤通风装置、气流输送装置驱动外界大气与集装箱体内气体循环流动，相比于现有技术中的空调，无需对气体压缩做工，结构简单，成本更低。再者，该风冷储能集装箱中过滤通风装置能够不断将外界低温大气输入集装箱体内进行散热，能达到良好散热效果，相比于现有技术中布置多个空调来保证散热效果的方式，能进一步降低成本。

本发明还提供一种应用上述风冷储能集装箱的风电储能系统，具备设备运行安全性高的优势。

本发明还提供一种应用上述风电储能系统的多能互补能源站。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的风冷储能集装箱的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的风冷储能集装箱的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的风冷储能集装箱的侧视结构示意图；

其中，图1-图3中：

风冷储能集装箱001；储能电池装置101；电池配电装置102；开关装置103；电力变换装置104；系统控制装置105；储能变流器装置201；消防控制装置301；消防装置302；集装箱体401；逃生门402；过滤通风装置403；通风防护罩404；气流输送装置405；气流501、502。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种风冷储能集装箱，其利用过滤通风装置和气流输送装置使外界大气与集装箱体内的气体循环流动并对集装箱体内电力设备进行散热，避免集装箱内有害、易爆气体聚集，提高设备安全性。本发明实施例还公开分别应用上述风冷储能集装箱的风电储能系统和多能互补能源站，安全性高。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图3，本发明实施例提供一种风冷储能集装箱001，包括集装箱体401、过滤通风装置403、气流输送装置405和电力设备；集装箱体401上设有通风入口和通风出口；过滤通风装置403用于将外界大气通过通风入口输入集装箱体401内；气流输送装置405用于将集装箱体401内的气体通过通风出口排出集装箱体401外；通风入口和通风出口布置在集装箱体401的不同侧；电力设备布置在集装箱体401内。

上述风冷储能集装箱001中，过滤通风装置403能将外界大气输入集装箱体401内，同时，气流输送装置405将集装箱体401内气体排出集装箱体401外，使外界大气与集装箱体401内气体循环流动，实现利用外界大气对集装箱体401内布置的电力设备等电力设备进行散热，防止电力设备因温度过高而损坏甚至引发火灾，同时集装箱体401内各电力设备运行中产生的有毒、易爆气体会在气体循环流动过程中及时排出，不会在集装箱体401内聚集，防止发生爆炸，提高安全性。

另外，本实施例提供的风冷储能集装箱001利用过滤通风装置403、气流输送装置405驱动外界大气与集装箱体401内气体循环流动，相比于现有技术中的空调，无需对气体压缩做工，结构简单，成本更低。

再者，该风冷储能集装箱001中过滤通风装置403能够不断将外界低温大气输入集装箱体401内进行散热，能达到良好散热效果，相比于现有技术中布置多个空调来保证散热效果的方式，能进一步降低成本。

优选的，上述风冷储能集装箱001，通风入口和通风出口分别布置于集装箱体401中相对的两侧，以使集装箱体401内形成类似直线状的气流轨迹，降低集装箱体内气体流动阻力，提高气体循环流动效率，增强散热效果。

当然，根据集装箱体401内各电力设备的布置方位，上述通风入口和通风出口还可布置于集装箱体401中相邻的两侧，本实施例不做限定。

过滤通风装置403可设置为外挂于集装箱体401(具体的，过滤通风装置403与集装箱体401为一体式结构，或者过滤通风装置403通过固定件连接、焊接等方式固定于集装箱体401)，以节省装配空间。过滤通风装置403还可设置为与集装箱体401相互独立，且过滤通风装置403布置在集装箱体401外，本实施例不做限定。

在过滤通风装置403外挂于集装箱体401的方案中，过滤通风装置403可布置于集装箱体401的顶部，如集装箱体401中侧面的高处、集装箱体401的顶面，还可布置为靠近集装箱体401的底部，或者布置为位于集装箱体401的中部，本实施例不做限定，可根据集装箱体401内电力设备的散热需求进行设计。

本领域技术人员可以理解的是，过滤通风装置403将外界的气流501输入集装箱体401对电力设备进行吹扫后气流温度升高，而高温气流会向上流动，为了便于集装箱体401的内部气流经气流输送装置405输送后排出并形成气流502，上述风冷储能集装箱001中，集装箱体401的通风出口布置于集装箱体401的上部。具体的，通风出口布置于集装箱体401中侧面的顶部位置，或者布置于集装箱体401的顶面。

气流输送装置405为安装于集装箱体401的第一驱动风机，集装箱体401还安装有罩设在第一驱动风机外的通风防护罩404。

第一驱动风机为风扇，用于快速排出集装箱体401内上升的热空气，加快空气循环流动效率。

为了避免形成集装箱体401内部形成流动死区，集装箱体401的通风出口可设置为一个，并且该通风出口尺寸设置为较大，优选的，集装箱体401的通风出口设置为多个，相应的，每个通风出口处分别设置至少一个气流输送装置405和至少一个通风防护罩404。

通风出口为多个时，可分布在集装箱体401的一侧或两侧。

过滤通风装置403包括第二驱动风机、冷风水槽和过滤器，第二驱动风机用于驱动外界大气依次通过冷风水槽和过滤器进入集装箱体401内，过滤器能过滤气流中的杂质和水蒸气。

该过滤通风装置403使外界大气经过水后进入集装箱体401，实现先冷却再进入集装箱体401进行散热，能进一步提高散热效果。

冷风水槽可与第二驱动风机、过滤器集成为一个整体，还可设置为外接的冷风水槽，本实施例不做限定。

电力设备包括储能电池装置101，储能电池装置101布置在集装箱体401内。

储能电池装置101优选设置为靠近通风入口和/或通风出口，以确保储能电池装置101有效散热。

储能电池装置101上设有冷却通风道，为便于气流进入冷却通风道内部，上述集装箱体401上可设置风冷管道，该风冷管道可连通集装箱体401的通风入口和冷却通风道的通风入口，或连通集装箱体401的通风出口和冷却通风道的通风出口。优选的，风冷管道设置为嵌入集装箱体401的内壁中，以大大节省集装箱体401的内部空间。

上述风冷管道设置为与集装箱体401的通风入口连通，并用于将冷空气直接输送至如储能电池装置101等发热功率高的设备，提高冷却效率。

具体的，储能电池装置101设置为多个，并且储能电池装置101分布在集装箱体401内设置通风入口的一侧，或者分布在集装箱体401内设置通风入口的一侧以及集装箱体401内设置通风出口的一侧。

电力设备除储能电池装置101外还包括分别布置在集装箱体401内的电池配电装置102、电力变换装置104和储能变流器装置201；电池配电装置102、电力变换装置104和储能变流器装置201用于对储能电池装置101进行控制转换。电力变换装置104为DCDC(直流变直流)变换装置。

为了节省走线长度，上述电池配电装置102设置为与储能电池装置101相邻布置。

电力设备中各装置分别布置在集装箱体401内由通风入口和通风出口的气流输送轨迹上，以满足各装置的散热需求。

根据电力设备中不同装置的散热需求，上述电力变换装置104、储能变流器装置201可分别布置于储能电池装置101的下游。

储能电池装置101的开关装置103可集成在电池配电装置102内，或者开关装置103独立设置并布置在集装箱体401内；电力设备的系统控制装置105布置在集装箱内，并且系统控制装置105用于控制储能电池装置101、电力变换装置104、电池配电装置102、储能变流器装置201和开关装置103。

系统控制装置105靠近集装箱体401的逃生门402。

电力设备中各装置可设置为连接为一体，或者部分装置连接为一体、剩余部分独立布置。如电池配电装置102、开关装置103、电力变换装置104、储能变流器装置201相互连接形成一体式切换储能变流器；储能电池装置101为一个，独立布置，或者储能电池装置101为多个，并且部分储能电池装置101连接为一体形成储能电池集成装置、剩余部分储能电池装置101相互连接为一体形成另一个储能电池集成装置。

电力设备中各装置可分别设置为柜式装置。

优选的，上述风冷储能集装箱001中，集装箱体401内还布置有消防装置302和消防控制装置301。消防控制装置301连接有烟雾传感器或易燃物质传感器等，用于对集装箱体401进行安全监控；消防装置302能在发生险情时对集装箱体401内进行快速灭火。

消防控制装置301靠近集装箱体401的逃生门402。消防装置302为壁挂式或落地式，本实施例不做限定。

上述系统控制装置105和消防控制装置301均设置在逃生门402旁，方便应急操作。

进一步的，上述风冷储能集装箱001中，集装箱体401上设有防爆通风装置，用于在集装箱体401内空气异常时进行通风换气，进一步提高该风冷储能集装箱001的安全性。

上述风冷储能集装箱001中各设备设置为贴近集装箱体401的内壁布置，以节省空间集装箱体内空间，提高空间利用率。同时，相比于现有技术中的空调，过滤通风装置403和气流输送装置405可分别布置在集装箱体401外部，避免占用集装箱体401的内部空间，便于在集装箱体401内壁布置更多如储能电池装置101等。

本发明实施例还提供一种风电储能系统，包括风冷储能集装箱001，风冷储能集装箱001为上述实施例提供的风冷储能集装箱001。

本实施例提供的风电储能系统应用上述实施提供的风冷储能集装箱001，安全性好。当然，该风电储能系统还具有上述实施例提供的有关风冷储能集装箱001的其他效果，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种多能互补能源站，包括风电储能系统，风电储能系统上述实施例提供的风电储能系统，具有安全性好的优势。本发明实施例提供的多能互补能源站还具有上述实施例提供的有关风冷储能集装箱001的其他效果，在此不再赘述。

上述多能互补能源站为风光互补能源站或海上风储能源站。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的风电储能系统、多能互补能源站而言，由于其与实施例公开的风冷储能集装箱相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。