本发明专利技术涉及储能用箱式变电站技术领域，具体地说，涉及一种储能用箱变的温控系统及控制方法。包括温度监测模块、分级阈值模块、调速控制模块和故障报警模块。本发明专利技术通过温度监测模块对变电站内部的温度进行实时监测，得到准确的温度、温度偏差以及温度变化率，利用分级阈值模块建立分级温度阈值模型，并对该模型进行优化调整，调速控制模块采用模糊控制算法，得到精确的风机初始转速的修正量，设定分级控制的温度阈值与调速单元的关联规则，同步分级切换与风机转速调整的一致性，实现对风机的分级调控，在保证散热的前提下，降低电能消耗。
1、储能用箱变，全称为储能箱式变电站，是一种集成了储能技术和电力系统需求的变电站，它通过高效、智能化的电力管理系统，实现电力的储存和释放，有效解决电力系统中因季节性用电波动、负荷不均衡等因素导致的电力供应不足或过剩的问题。储能用箱变的温控系统是确保储能系统安全和高效运行的关键组成部分，它通过控制箱体内部的温度，保护电池和其他重要组件免受温度过高或过低的影响。
2、目前，一些大型储能用箱式变电站的温控系统，通过监测变电站内部的温度，当温度达到一定的阈值时，同时启动多个风机，利用风冷原理对变电站内部进行降温，由于，变电站的在工作时，内部温度是逐步增加的，若在变电站内部温度刚达到阈值时，就启动多个风机，虽然能够快速降低变电站内部温度，但是启动多个风机会消耗大量电能，为了能够根据变电站内部温度变化对风机进行分级控制，同时，在温度达到不同阈值时，根据温度偏差以及温度变化率，动态调整风机的转速，在节省电能的同时，对变电站内的温度进行精确调控，因此，我们提出一种储能用箱变的温控系统及控制方法。
1、本专利技术的目的在于解决储能用箱式变电站不能根据内部温度变化，有效调控风机启动数量以及风机转速，不能做到节能与温控的统一，为了能够根据变电站内温度变化，对风机实现分级控制以及根据温度偏差以及温度变化率，动态调整风机的转速，实现节省电能的同时，对变电站内的温度进行精确调控。
>2、为实现上述目的，本专利技术提供一种储能用箱变的温控系统，包括温度监测模块、分级阈值模块、调速控制模块和故障报警模块；3、所述温度监测模块在储能用箱式变电站内部以网格形式均匀分布多组温度传感器，对变电站内部的整体温度进行实时监测，同时监测变电站内部的变压器、电抗器、功率半导体器件的散热片表面温度，并监测靠近芯片位置的温度，以准确监测其工作温度，利用放大滤波电路对温度传感器检测的电信号进行放大滤波，得到准确的温度、温度偏差以及温度变化率，并将其分别传递至分级阈值模块与调速控制模块；
4、所述分级阈值模块通过变电站内部设备的正常工作的温度范围确定温度的一级阈值，根据设备发热功率和冷却设备散热功率的平衡确定二级阈值，根据设备的热稳定性和冷却设备的最大散热能力确定三级阈值，并用分段函数来描述分级温度阈值模型，通过采集以往的温控数据，将其代入分级温度阈值模型，并把结果与实际情况进行对比，进而对模型参数进行调整，模型控制策略进行调整；
5、所述调速控制模块采用模糊控制算法，以温度监测模块得到的温度偏差和温度变化率为输入，得到精确的风机初始转速的修正量，根据分级阈值模块建立的分级温度阈值模型，设定分级控制的温度阈值与调速单元的关联规则，同步分级切换与风机转速调整的一致性，利用反馈机制，动态调整风机转速参数，优化同步效果；
6、所述故障报警模块通过在分级控制和智能调速控制的硬件设备中设置监测点，当其中一种控制方式出现故障时，立即发出报警信号，同时，启动以另一方式为主的故障补偿策略，以确保在故障情况下仍能有效地控制箱变内部温度。
7、优选的，所述故障报警模块将温控器采集变压器线圈温度及变压器室温度，与分级阈值模块确定的分级温度阈值比较，判定风机启动状态，以及温度是否达到报警阈值，若达到阈值，测控装置输出跳闸信号。
8、优选的，所述故障报警模块在对干式变压器进行温控时，增设一个辅助温控器，其拥有两组超温干接点，通过测控装置跳闸高压开关，利用另一组超温干接点直跳高压开关。
9、优选的，所述分级阈值模块包括构建模型单元和模型优化单元；
10、所述构建模型单元通过变电站内部设备正常工作的温度范围、设备发热功率和冷却设备散热功率以及设备的热稳定性和冷却设备的最大散热能力确定分级温度阈值；
11、所述模型优化单元通过收集多组温度-时间数据，通过最小二乘法找到使实际温度与模型预测温度误差平方和的最小值，根据误差大小按一定比例调整模型参数，通过监测风机的启动状态，调整温度阈值。
12、优选的，所述构建模型单元通过热平衡方程计算出设备温度随时间的变化率，基于设备正常工作温度范围的上限和温度变化速率，考虑设备能够在不损坏的情况下允许温度超出正常范围的时间，确定二级温度的阈值，其中，热平衡方程的公式为：
13、
14、其中，是热量，是物体质量，是比热容，是温度变化。
15、优选的，所述模型优化单元通过监测风机启动频率和温度变化规律，绘制设备温度随时间变化的曲线，计算风机启动时刻与温度变化的延迟时间，对温度阈值进行重新评估。
16、优选的，所述调速控制模块包括初始转速单元和切换与调速单元；
17、所述初始转速单元采用模糊控制算法，以温度偏差和温度变化率为输入，采用三角形隶属函数，根据模糊规则库，利用最大最小推理法确定输出模糊集的隶属度函数，得到精确的风机初始转速的修正量；
18、所述切换与调速单元按照分级控制策略启动相应的冷却设备，还要同时确定调速单元的初始调速策略，利用反馈机制，判断是否需要进一步调整分级策略或者提前进行下一级别的分级切换。
19、优选的，所述初始转速单元的模糊规则库的形式为：
20、
21、其中，是温度偏差的模糊集，是温度变化率的模糊集，是风机转速修正量的模糊集为风机转速修正量，为温度，为温度变化率。
22、其中，对模糊控制算法的输出利用重心法进行去模糊化，得到准确的风机转速修正量，其公式为：
23、
24、其中，为隶属度函数，为论域，为风机转速修正量，为求微分。
25、优选的，所述温度监测模块包括放大滤波单元，所述放大滤波单元包括放大滤波电路，其中，放大滤波电路包括三极管q1、三极管q2和运算放大器a；
26、所述三极管q1的基极接电阻r1的一端并接电阻r2的一端，所述电阻r1的另一端接输入电压ui的正极，所述三极管q1的发射极接输入电压ui的负极，所述三极管q1的集电极接电阻r3的一端并接电阻r4的一端，所述电阻r4的另一端接运算放大器a的2脚并接电阻r6的一端与电容c1的一端，所述运算放大器a的3脚接电阻r5的一端，电阻r5的另一端接地，所述运算放大器a的1脚接三极管q2的基极并接电阻r6的一端与电容c1的另一端，所述三极管q2的集电极接电阻r7的一端并接输出电压uo的正极，所述电阻r7并接电阻r3、电阻r2接电源vcc，所述三极管q2的发射极接输出电压uo的负极。
27、本专利技术的目的之二在于，提供了储能用箱变的温控方法，包括上述中任意一项所述的储能用箱变的温控系统，包括以下步骤：
28、s1、通过温度监测模块对变电站内部的温度进行实时监测，得到准确的温度、温度偏差以及温度变化率；
29、s2、利用分级阈值模块建立分级温度阈值模型，并对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种储能用箱变的温控系统，其特征在于：包括温度监测模块（100）、分级阈值模块（200）、调速控制模块（300）和故障报警模块（400）；
2.根据权利要求1所述的储能用箱变的温控系统，其特征在于：所述故障报警模块（400）将温控器采集变压器线圈温度及变压器室温度，与分级阈值模块（200）确定的分级温度阈值比较，判定风机启动状态，以及温度是否达到报警阈值，若达到阈值，测控装置输出跳闸信号。
3.根据权利要求2所述的储能用箱变的温控系统，其特征在于：所述故障报警模块（400）在对干式变压器进行温控时，增设一个辅助温控器，其拥有两组超温干接点，通过测控装置跳闸高压开关，利用另一组超温干接点直跳高压开关。
4.根据权利要求1所述的储能用箱变的温控系统，其特征在于：所述分级阈值模块（200）包括构建模型单元（210）和模型优化单元（220）；
5.根据权利要求4所述的储能用箱变的温控系统，其特征在于：所述构建模型单元（210）通过热平衡方程计算出设备温度随时间的变化率，基于设备正常工作温度范围的上限和温度变化速率，考虑设备能够在不损坏的情况下允许温度超出正常范围的时间，确定二级温度的阈值，其中，热平衡方程的公式为：其中，是热量，是物体质量，是比热容，是温度变化。
6.根据权利要求4所述的储能用箱变的温控系统，其特征在于：所述模型优化单元（220）通过监测风机启动频率和温度变化规律，绘制设备温度随时间变化的曲线，计算风机启动时刻与温度变化的延迟时间，对温度阈值进行重新评估。
7.根据权利要求1所述的储能用箱变的温控系统，其特征在于：所述调速控制模块（300）包括初始转速单元（310）和切换与调速单元（320）；
8.根据权利要求7所述的储能用箱变的温控系统，其特征在于：所述初始转速单元（310）的模糊规则库的形式为：其中，是温度偏差的模糊集，是温度变化率的模糊集，是风机转速修正量的模糊集,为风机转速修正量，为温度，为温度变化率；
9.根据权利要求1所述的储能用箱变的温控系统，其特征在于：所述温度监测模块（100）包括放大滤波单元（110），所述放大滤波单元（110）包括放大滤波电路，其中，放大滤波电路包括三极管Q1、三极管Q2和运算放大器A；
10.用于实现储能用箱变的温控方法，包括权利要求1-9中任意一项所述的储能用箱变的温控系统，其特征在于：包括以下步骤：
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【技术特征摘要】
1.一种储能用箱变的温控系统，其特征在于：包括温度监测模块（100）、分级阈值模块（200）、调速控制模块（300）和故障报警模块（400）；
2.根据权利要求1所述的储能用箱变的温控系统，其特征在于：所述故障报警模块（400）将温控器采集变压器线圈温度及变压器室温度，与分级阈值模块（200）确定的分级温度阈值比较，判定风机启动状态，以及温度是否达到报警阈值，若达到阈值，测控装置输出跳闸信号。
3.根据权利要求2所述的储能用箱变的温控系统，其特征在于：所述故障报警模块（400）在对干式变压器进行温控时，增设一个辅助温控器，其拥有两组超温干接点，通过测控装置跳闸高压开关，利用另一组超温干接点直跳高压开关。
4.根据权利要求1所述的储能用箱变的温控系统，其特征在于：所述分级阈值模块（200）包括构建模型单元（210）和模型优化单元（220）；
5.根据权利要求4所述的储能用箱变的温控系统，其特征在于：所述构建模型单元（210）通过热平衡方程计算出设备温度随时间的变化率，基于设备正常工作温度范围的上限和温度变化速率，考虑设备能够在不损坏的情况下允许温度超出正常范围的时间，确定二级温度的阈值，...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗宇晨，邹文治，王永康，曾陈辉，李晨阳，
申请(专利权)人：浙江广天电力设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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