一种风光能源混合储能系统的制作方法

1.本发明属于储能系统技术领域，尤其涉及一种风光能源混合储能系统。


背景技术：

2.风力发电和光能发电具有可持续无污染的特点，风能和太阳能作为新能源，能够有效地减少对传统能源的依赖，对可持续发展具有重要的意义。风力发电设备和太阳能设备通常建在人烟稀少的地区，以减少发电设备对人类居住环境的影响。储能系统作为电力设备之一，具有存储电能、供应电能的重要作用，为了储存电能的便利性，储能设备通常建在发电设备的附近，以减少发电过程中电能损失，提高电能利用率。储能设备的运转与外界环境具有较大的联系，储能设备在一定温度范围内其工作效率较高，高温与低温均不利于储能设备的运行。目前，对储能设备的研究大多集中于储能设备的散热过程，然而，在环境恶劣的地区，尤其是在寒冷的冬季，外界温度较低，其低温环境大大影响了储能系统的使用，基于储能系统建在人烟稀少的地方的特点，为了使储能系统处于正常的温度范围内，需要使用相应的电能设备进行加热供暖，电能设备在使用过程中消耗了大量的电能，进一步减少了储能系统的供电量。如果，减少储能设备在运行过程中的热量损失，利用储能系统运行中产热的特点保持自身恒定的温度，则能够有效地解决储能系统所处环境的温度问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种风光能源混合储能系统，通过设置隔热层，使箱体处于相对密闭的空间环境，减少了储能系统与外界的能量交换，使储能系统处于一定的温度范围内，保证储能装置能够正常运行，节约了电能。
4.本发明提供如下技术方案：
5.一种风光能源混合储能系统，包括：设置在箱体内的储能装置和配电柜，所述箱体的顶端设置有箱盖，所述箱体的顶端设置有伸缩装置，所述伸缩装置的输出端与箱盖连接，所述箱体上设置有圆孔，所述箱盖上设置有导杆，所述导杆插接在圆孔内，所述导杆能够在圆孔内移动，所述箱盖上设置有第一隔热层，当箱盖盖合在箱体上侧时，所述第一隔热层填充于箱体的空间部位。
6.优选的，所述箱体的侧板上设置有方形孔，所述储能装置的上侧设置有平衡孔，所述平衡孔与方形孔连通，所述箱体的底部设置有进气装置和排气装置，所述进气装置与排气装置均与方形孔连通。
7.优选的，所述箱体的底部设置有电动加热件，当电动加热件对箱体的内侧加热时，所述第一隔热层与储能装置之间、第一隔热层与配电柜之间均留有间隙。
8.优选的，所述第一隔热层内设置有驱动件，所述驱动件连接有驱动电机，所述驱动电机设置在第一隔热层的内侧，所述驱动件的两端设置有第二隔热层，当箱盖盖合在箱体上侧时，所述第二隔热层正对储能装置或配电柜。
9.优选的，所述驱动件包括双向螺纹杆，所述双向螺纹杆的两侧设置有螺纹块，所述
双向螺纹杆上设置有蜗轮，所述驱动电机的输出轴连接有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮啮合。
10.优选的，所述螺纹块为长方体结构，所述螺纹块与第二隔热层连接，所述第二隔热层的表面设置有透气孔。
11.优选的，所述箱体上设置有消防喷管，所述消防喷管与箱体内侧连通，所述消防喷管连接有灭火器。
12.优选的，所述圆孔的底部设置有透气孔，所述透气孔与外界空气连通，所述透气孔用于平衡圆孔内的气压。
13.优选的，所述箱体的内侧底部设置有气囊，所述气囊上侧设置有隔热块，相邻所述隔热块之间设置有间隙，所述气囊连接有进气嘴，所述进气嘴位于箱体的外侧，相邻所述隔热块的间隙内填充有弹性块。
14.优选的，所述排气装置包括排气管，所述排气管与方形孔连通，所述排气管上设置有三通管件，所述三通管件的其中一个接口连接有阀门，另外一个接口连接有单向排气装置。
15.优选的，所述单向排气装置包括外壳，所述外壳内设置有凹槽，所述凹槽内设置有挡片，所述挡片通过转轴与凹槽的内壁连接，所述凹槽的底部设置有弹簧，所述弹簧的一端与挡片接触，另一端与凹槽的内壁连接。
16.优选的，所述箱盖上设置有第三隔热层，当箱盖盖合在箱体上侧时，所述第三隔热层位于相应的储能装置或配电柜的上侧，所述第三隔热层与储能装置之间，第三隔热层与配电柜之间均设置有间隙，所述平衡孔位于间隙处。
17.优选的，所述箱体的底部设置有接线柱，所述接线柱与电动加热件连接，所述电动加热件为电加热丝或者电加热油汀。
18.优选的，所述箱体内设置有温度传感器，所述温度传感器用于监测箱体内的温度，所述温度传感器连接有控制器，所述控制器连接有警报器。
19.优选的，所述伸缩装置为电动伸缩杆或者液压缸。
20.优选的，所述箱体上侧设置有第一密封圈，所述箱盖的下表面设置有第二密封圈，当箱盖盖合在箱体上侧时，所述第一密封圈与第二密封圈接触。
21.优选的，所述箱体的侧板上设置有多个通风口，所述通风口内设置有风扇，所述风扇用于对箱体内通风处理，对箱体内进行降温。
22.优选的，所述箱体上设置有散热管，所述散热管贯穿箱体，当箱盖盖合在箱体上侧时，所述散热管位于第一隔热层与储能装置之间的间隙处或者第一隔热层与配电柜之间的间隙处。
23.优选的，所述第一隔热层、第二隔热层的材料为泡沫材料、纤维材料、泡沫塑料、超细玻璃棉、高硅氧棉、真空隔热板中的一种或者多种。
24.优选的，所述箱体的外侧表面设置有第三隔热层，所述第三隔热层用于防止箱体内的热量泄露，使箱体内保持一定的温度范围内。
25.优选的，为了增加了装置的严密性，在使用过程中，防止箱体内的热量泄露，需要检测箱体的热量泄露点，在检测过程中采用红外成像进行检测，箱体的外侧设置有红外热像仪，所述红外热像仪包括光学系统、红外探测器、扫描机构、信号处理器、显示记录系统，辐射信号经过光学系统投射到红外探测器上，红外探测器将辐射信号转换为图像或者视频
电信号，经过放大和滤波，进行去噪处理，经过电信号处理电路送至显示终端，从而显示箱体表面的温度分布，形成热成像，为了提高热成像边缘的清晰度，需要对热成像进行小波去噪和超小波去噪。
26.优选的，将热成像分成若干个部分，按照水平和垂直方向进行图像分割，扫描系统按照顺序依次对热成像进行扫描整合得到图像，所述图像分割即为将目标区域从背景中分割出来，便于对温度异常区域内进行分析，找出温度异常的原因，即箱体表面温度异常原因是因为箱体破裂泄露还是储能装置、配电柜工作异常导致。
27.优选的，图像分割采用边缘分割方法，热图像的形成扫描空间目标灰度值信息的分布，像素灰度值不同分布就是倍息的特征表现，其中灰度值变化不连续的部分，形成明显进界式差异，其边界即为边缘。边缘灰度值变化率决定梯度向量的幅值，灰度值变化方向即梯度向量方向，所以应用空间内的微分算子卷积实现边缘检测，其中一阶导数的大小表示选缘变化信息，在规定正方向后，导数符号代表方向信息。同时也可应用多阶导数的零点、极点等函数特征来确定边缘位置。
28.优选的，对分割出来的目标图像进行图像特征定位，选取特征点作为特征点进行研究分析，首先需要对特征点精准定位，找到特征点在图像中的位置信息，通过h维二次函数拟合，应用泰勒级数，找到对应的极点，便可找到特征点，将空间函数：
29.d(x，y，σ)在局部极值点(x0，y0，σ0)处进行泰特级数展开为：
[0030][0031]
使公式等于0，解得极值，得到极值的位置为：
[0032][0033]
为了改善储能系统的保温效果，本发明还公开了一种储能系统的保温方法，包括以下步骤：
[0034]
s1：将箱盖盖合在箱体上侧，此时第一隔热层位于箱体内侧，减少箱体内侧与外界的能量交换；
[0035]
s2：对气囊进行充气，使隔热块与相应的第一隔热层接触，减少箱体内部的空气流动，减少热交换频率，避免能量损失；
[0036]
s3：储能装置在运行过程中产生热量，保持储能系统处于恒定的温度内，通过温度传感器监测箱体内的温度，判断箱体内的温度是否处于合理的范围内；
[0037]
a：当箱体内温度过高时，箱体的气体膨胀，气压升高，通过平衡孔和排气装置排出箱体内气体，使箱体内的压力处于恒定的范围内；
[0038]
b：当箱体内温度过低时，通过电动加热件对箱体内进气加热，调节箱体内的温度，使箱体内的压力处于恒定的范围内；
[0039]
s4：当外界环境温度较高时，升起箱盖，第一隔热层与相应的储能装置和配电柜分离，改善空气的流动性，对储能装置和配电柜进行散热。
[0040]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0041]
(1)本发明一种风光能源混合储能系统，通过设置的第一隔热层和第二隔热层，使
箱体内的储能装置和配电柜处于独立的使用空间内，减少了储能装置、配电柜与外界之间的能量交换，减少了热量损失，依靠其自身工作时产生的热量达到持续供暖的作用。
[0042]
(2)本发明一种风光能源混合储能系统，通过设置电动加热件，当储能装置和配电柜所处的环境温度较低，其自身产热达不到使用要求时，电动加热件作为备用供热元件对箱体提供热量，使箱体内的温度处于一定的范围内，保证储能装置和配电柜能够正常使用。
[0043]
(3)本发明一种风光能源混合储能系统，通过设置平衡孔，当箱体内的温度由低升高时，箱体内的气压升高，当气压达到预先设置的阈值时，通过单向排气装置排出箱体外，保证箱体内始终处于安全压力范围内，保证了箱体的正常工作环境。
[0044]
(4)本发明一种风光能源混合储能系统，通过设置消防喷管，所述消防喷管连接有灭火器，当箱体内出现险情时，通过消防喷管对箱体内侧进行灭火处理，及时消灭危险因素。
附图说明
[0045]
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0046]
图1是本发明的整体结构示意图。
[0047]
图2是本发明的第一隔热层结构图。
[0048]
图3是本发明的箱体俯视图。
[0049]
图4是本发明的单向排气装置结构图。
[0050]
图5是本发明的驱动件示意图。
[0051]
图6是本发明的实施例二箱体剖视图。
[0052]
图7是本发明的实施例二箱体俯视图。
[0053]
图中：1、箱体；2、圆孔；3、伸缩装置；4、方形孔；5、进气装置；6、单向排气装置；7、排气装置；8、储能装置；9、配电柜；10、第一隔热层；11、第二隔热层；12、驱动件；13、驱动电机；14、箱盖；15、第三隔热层；16、平衡孔；17、接线柱；18、导杆；19、消防喷管；20、气囊；21、隔热块；22、进气嘴；23、电动加热件；601、外壳；602、弹簧；603、凹槽； 604、挡片；605、转轴；1201、螺纹块；1202、双向螺纹杆； 1203、蜗轮；1204、蜗杆。
具体实施方式
[0054]
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0055]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明
保护的范围。
[0056]
实施例一
[0057]
如图1-5所示，一种风光能源混合储能系统，包括：设置在箱体1内的储能装置8和配电柜9，所述箱体1的顶端设置有箱盖14，所述箱体1的顶端设置有伸缩装置3，所述伸缩装置3 为电动伸缩杆或者液压缸，所述伸缩装置3的输出端与箱盖14 连接，所述箱体1上设置有圆孔2，所述箱盖14上设置有导杆18，所述导杆18插接在圆孔2内，所述导杆18能够在圆孔2 内移动，所述圆孔2的底部设置有透气孔，所述透气孔与外界空气连通，所述透气孔用于调节圆孔2内的气压，使得导杆18 更加易于移动。所述箱盖14上设置有第一隔热层10，当箱盖 14盖合在箱体1上侧时，所述第一隔热层10填充于箱体1的空间部位，所述第一隔热层10将储能装置8和配电柜9进行隔离，使储能装置8和配电柜9分别处于相对独立的空间，减少了储能装置8或者配电柜9与外界之间的能量交换，起到了良好的保温作用，所述箱体1上侧设置有第一密封圈，所述箱盖14的下表面设置有第二密封圈，当箱盖盖合在箱体上侧时，所述第一密封圈与第二密封圈接触，通过设置第一密封圈与第二密封圈，增加了箱体1的密封性。
[0058]
所述箱盖14上设置有第三隔热层15，当箱盖14盖合在箱体1上侧时，所述第三隔热层15位于相应的储能装置8或配电柜9的上侧，所述第三隔热层15与储能装置8之间，第三隔热层15与配电柜9之间均设置有间隙，所述平衡孔16位于间隙处。
[0059]
所述箱体1的侧板上设置有方形孔4，所述方形孔4位于侧板的内侧，所述储能装置8的上侧设置有平衡孔16，所述平衡孔16与方形孔4连通，所述箱体1的底部设置有进气装置5和排气装置7，所述进气装置5为单向阀，气体流动方向为从箱体外侧流向箱体内侧，所述进气装置5、排气装置7均与方形孔4 连通。所述排气装置7包括排气管，所述排气管与方形孔4连通，所述排气管上设置有三通管件，所述三通管件的其中一个接口连接有阀门，当箱盖14盖合在箱体1的过程中，开启阀门，箱体1内的气体通过平衡孔16经阀门排出箱体外，另外一个接口连接有单向排气装置6。所述单向排气装置6包括外壳601，所述外壳601内设置有凹槽603，所述凹槽603内设置有挡片 604，所述挡片604通过转轴605与凹槽603的内壁连接，所述凹槽603的底部设置有弹簧602，所述弹簧602的一端与挡片 604接触，另一端与凹槽603的内壁连接，通过使用不同弹性系数的弹簧602，调节挡片604转动的力，当箱体内的气体作用于挡片604上的作用力大于弹簧的作用力时，所述挡片604旋转一定的角度，箱体1内的气体排出，进一步实现控制箱体1内气压的目的。当箱体1内的温度由低升高后，箱体1内的气压增加，当气压升高至一定数值时，箱体1内的气体通过平衡孔 16经单向排气装置6排出箱体1外。当箱体1内的温度降低后，箱体1内气压降低，箱体1外界空气经进气装置5和平衡孔16 进入至箱体1内侧，起到了平衡箱体1内气压的作用。
[0060]
所述箱体1内设置有温度传感器，所述温度传感器用于监测箱体内的温度，所述温度传感器连接有控制器，所述控制器连接有警报器。当箱体1内的温度高于预先设置的阈值时，警报器发出警报，起到了安全防护的作用。
[0061]
所述箱体1上设置有散热管24，所述散热管24贯穿箱体1，所述散热管连接有鼓风机，当箱体1内的温度较高时，通过散热管24向进气装置5通入空气，同时开启阀门，使箱体1内的空气处于流动状态，将箱体1的内空气经阀门排出外侧，达到降温的目的。
[0062]
所述箱体1的底部设置有电动加热件23，当电动加热件23 对箱体1的内侧加热时，
所述第一隔热层10与储能装置8之间、第一隔热层10与配电柜9之间均留有间隙。所述箱体1的底部设置有接线柱17，所述接线柱17与电动加热件23连接，所述电动加热件23为电加热丝或者电加热油汀，当储能装置和配电柜所处的环境温度较低，其自身产热达不到使用要求时，电动加热件23作为备用供热元件对箱体提供热量，使箱体内的温度处于一定的范围内，保证储能装置和配电柜能够正常使用。
[0063]
所述第一隔热层10内设置有驱动件12，所述驱动件12连接有驱动电机13，所述驱动电机13设置在第一隔热层10的内侧，所述驱动件12的两端设置有第二隔热层11，当箱盖14盖合在箱体1上侧时，所述第二隔热层11正对储能装置8或配电柜9，所述第二隔热层11位于第一隔热层10与相应的储能装置之间的间隙处和第一隔热层10与相应的配点柜之间的间隙处，用于调节相应间隙的大小。所述驱动件12包括双向螺纹杆1202，所述双向螺纹杆1202的两侧设置有螺纹块1201，所述双向螺纹杆1202上设置有蜗轮1203，所述驱动电机13的输出轴连接有蜗杆1204，所述蜗杆1204与蜗轮1203啮合。所述螺纹块1201 为长方体结构，所述螺纹块1201与第二隔热层11连接，所述第二隔热层11的表面设置有透气孔。所述第二隔热层11能够紧贴储能装置8和配电柜9的表面，最大限度地减少了热交换过程中的能量损失。
[0064]
所述箱体1上设置有消防喷管19，所述消防喷管19与箱体 1内侧连通，所述消防喷管19连接有灭火器。当箱体内出现险情时，通过消防喷管19对箱体内侧进行灭火处理，及时消灭危险因素，保证了箱体内安全的运行环境。所述第一隔热层10、第二隔热层11的材料为泡沫材料、纤维材料、泡沫塑料、超细玻璃棉、高硅氧棉、真空隔热板中的一种或者多种。
[0065]
实施例二
[0066]
结合实施例一和图6、7所示，所述箱体1的内侧底部设置有气囊20，所述气囊20上侧设置有隔热块21，相邻所述隔热块21之间设置有间隙，所述气囊20连接有进气嘴22，所述进气嘴20位于箱体1的外侧，所述进气嘴22连接有充气泵，相邻所述隔热块21的间隙内填充有弹性块。当箱盖盖合在箱体上侧时，利用充气泵对气囊20进行充气，隔热块21升起，隔热块与第一隔热层10接触，减少了箱体1内空气的流动，使箱体 1内的储能装置8和配电柜9形成了相对密闭的空间，有效地避免了热量损失，对储能装置8和配电柜9起到了良好的保温效果。
[0067]
所述箱体1的侧板上设置有多个通风口，所述通风口内设置有风扇，所述风扇用于对箱体内通风处理，对箱体内进行降温。当外界温度较好时，需要对箱体1内降温时，升起箱盖14，第一隔热层与相应的储能装置和配电柜分离，开启风扇，对箱体1内进行通风散热，进一步对储能装置和配电柜进行散热。
[0068]
实施例三
[0069]
为了改善储能系统的保温效果，本发明还公开了一种储能系统的保温方法，包括以下步骤：
[0070]
s1：将箱盖盖合在箱体上侧，此时第一隔热层位于箱体内侧，减少箱体内侧与外界的能量交换；
[0071]
s2：对气囊进行充气，使隔热块与相应的第一隔热层接触，减少箱体内部的空气流动，减少热交换频率，避免能量损失；
[0072]
s3：储能装置在运行过程中产生热量，保持储能系统处于恒定的温度内，通过温度
传感器监测箱体内的温度，判断箱体内的温度是否处于合理的范围内；
[0073]
a：当箱体内温度过高时，箱体的气体膨胀，气压升高，通过平衡孔和排气装置排出箱体内气体，使箱体内的压力处于恒定的范围内，同时，对箱体内通入空气，对箱体内进行降温；
[0074]
b：当箱体内温度过低时，通过电动加热件对箱体内进气加热，调节箱体内的温度，使箱体内的压力处于恒定的范围内；
[0075]
s4：当外界环境温度较高时，升起箱盖，第一隔热层与相应的储能装置和配电柜分离，改善空气的流动性，对储能装置和配电柜进行散热。
[0076]
实施例四
[0077]
所述箱体的外侧表面设置有第三隔热层，所述第三隔热层用于防止箱体内的热量泄露，使箱体内保持一定的温度范围内。
[0078]
为了增加了装置的严密性，在使用过程中，防止箱体内的热量泄露，需要检测箱体的热量泄露点，在检测过程中采用红外成像进行检测，箱体的外侧设置有红外热像仪，所述红外热像仪包括光学系统、红外探测器、扫描机构、信号处理器、显示记录系统，辐射信号经过光学系统投射到红外探测器上，红外探测器将辐射信号转换为图像或者视频电信号，经过放大和滤波，进行去噪处理，经过电信号处理电路送至显示终端，从而显示箱体表面的温度分布，形成热成像，为了提高热成像边缘的清晰度，需要对热成像进行小波去噪和超小波去噪。
[0079]
将热成像分成若干个部分，按照水平和垂直方向进行图像分割，扫描系统按照顺序依次对热成像进行扫描整合得到图像，所述图像分割即为将目标区域从背景中分割出来，便于对温度异常区域内进行分析，找出温度异常的原因，即箱体表面温度异常原因是因为箱体破裂泄露还是储能装置、配电柜工作异常导致。
[0080]
图像分割采用边缘分割方法，热图像的形成扫描空间目标灰度值信息的分布，像素灰度值不同分布就是倍息的特征表现，其中灰度值变化不连续的部分，形成明显进界式差异，其边界即为边缘。边缘灰度值变化率决定梯度向量的幅值，灰度值变化方向即梯度向量方向，所以应用空间内的微分算子卷积实现边缘检测，其中一阶导数的大小表示选缘变化信息，在规定正方向后，导数符号代表方向信息。同时也可应用多阶导数的零点、极点等函数特征来确定边缘位置。
[0081]
梯度可w用微分卷积来表示，roberts算子在边缘检测中能够清楚描述边缘信息,且具有定位作用，具有很好的效果，可以应用对角线的像素差表示：
[0082]
r(i，j)＝{[f(i，j)-f(i+1，j+1)]2+f(i，j+1)-f (i+1，j)2}
1/2
；roberts算子能够对边缘实现精确的定位。
[0083]
对分割出来的目标图像进行图像特征定位，选取特征点作为特征点进行研究分析，首先需要对特征点精准定位，找到特征点在图像中的位置信息，通过h维二次函数拟合，应用泰勒级数，找到对应的极点，便可找到特征点，将空间函数：
[0084]
d(x，y，σ)在局部极值点(x0，y0，σ0)处进行泰特级数展开为：
[0085][0086]
使公式等于0，解得极值，得到极值的位置为：
[0087][0088]
通过上述方式能够快速找到温度异常区域点，便于对箱体泄露部位进行查找与分析，及时对箱体泄露处进行处理或者对储能装置、配电柜进行安全隐患的排除，增加了装置使用时的稳定性。
[0089]
通过上述技术方案得到的装置是一种风光能源混合储能系统，通过设置隔热层，使箱体处于相对密闭的空间环境，减少了储能系统与外界的能量交换，将储能装置和配电柜在工作过程中产生的热量进行保存，使储能系统和配电柜处于一定的温度范围内，保证储能装置能够正常运行，节约了电能。通过设置平衡孔，当箱体内的温度由低升高时，箱体内的气压升高，当气压达到预先设置的阈值时，通过单向排气装置排出箱体外，保证箱体内始终处于安全压力范围内，保证了箱体的正常工作环境。箱盖能够进行上下移动，使用过程比较便捷，尤其适用于常年温度偏低，冬季寒冷的地区。
[0090]
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。