[发明专利]飞轮储能系统及其冷却方法

说明书

本发明公开了一种飞轮储能系统及其冷却方法，涉及飞轮储能技术领域，该系统包括：储能模块、冷却模块和供电模块，其中，供电模块在储能模块充放电时，从直流总线上获取充放电电流，并产生相应的供电电压，据此对冷却模块供电，使冷却模块通电启动，为储能模块进行散热，其中，冷却模块获得的供电电压与直流总线上的充放电电流成正比。本发明根据储能模块的直流总线上的充放电电流生成供电电压，以对冷却模块进行供电，使冷却模块为储能模块散热，且冷却模块的供电电压与储能模块的充放电电流成正比，从而可以有效减少冷却模块工作的时间，提升冷却模块的寿命和可靠性，并在保持冷却效率同时，降低了系统待机、低功率充放电时的功耗以及噪音。

技术领域

本发明涉及飞轮储能技术领域，尤其是涉及一种飞轮储能系统及其冷却方法。

背景技术

飞轮储能系统在工作时，由于其采用了高功率电机，加上集成了大功率电力电子功率逆变器，因此会在系统内部生成大量的热量，从而导致系统冷却成为一大难题。

同时，出于安全性、可靠性和成本等方面综合考虑的原因，飞轮储能系统通常采用风冷而不是水冷。然而，这种风冷系统结构，由于采用了大量的风扇，造成了飞轮储能系统附加损耗功率上升，从而影响飞轮储能系统的节能效果，同时增加了飞轮储能系统的噪音。

目前，飞轮储能系统由于风冷散热的需要，风冷系统的风扇一直连接在固定直流电源上，且24小时运转。然而，由于风冷系统风扇由固定直流电源供电，因此，其风扇转速是固定的，导致风冷系统的散热灵活性较差，会浪费能耗；且风扇24小时运转，使得飞轮储能系统附加损耗大，导致风冷系统的寿命和可靠性不高；另外，风扇一直满速工作，导致飞轮储能系统的功耗和噪音大。

另外，如果加入传统的风扇控制模式，则需要采用系统飞轮控制器对风扇进行主动控制，算法复杂、系统可靠性不高、且增加整体成本。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中飞轮储能系统采用的风冷系统寿命和可靠性不高，导致飞轮储能系统附加损耗大，且功耗和噪音大的技术问题。

为此，本发明的一个目的在于提出一种飞轮储能系统，该飞轮储能系统根据储能模块的直流总线上的充放电电流生成供电电压，以对冷却模块进行供电，使冷却模块为储能模块散热，且冷却模块的供电电压与储能模块的充放电电流成正比，从而可以有效减少冷却模块工作的时间，提升冷却模块的寿命和可靠性，并在保持冷却效率同时，降低了系统待机、低功率充放电时的功耗以及噪音，从而形成了一种新型的冷却系统自发、并且对飞轮储能系统工作模态做出自适应响应的高可靠性、低成本滑模控制模态。

为此，本发明的第二个目的在于提出一种飞轮储能系统的冷却方法。

为了解决上述问题，本发明第一方面实施例提出一种飞轮储能系统，包括：储能模块、冷却模块和供电模块，其中，所述储能模块包括：直流总线、电力电子逆变器、飞轮/电机控制器、电机、飞轮、磁轴承和磁轴承控制器，其中，所述电力电子逆变器分别与所述直流总线、所述飞轮/电机控制器和所述电机连接，所述电机和所述飞轮传动连接，所述磁轴承设置于所述飞轮上，并与所述磁轴承控制器连接；所述冷却模块至少包括：第一至第六风扇模组，所述第一至第六风扇模组用于在通电启动时，一一对应为所述电力电子逆变器、飞轮/电机控制器、电机、飞轮、磁轴承和磁轴承控制器进行散热；所述供电模块的一端与所述直流总线连接，所述供电模块的另一端与所述第一至第六风扇模组连接，用于在所述电机带动所述飞轮转动以进行充放电时，从所述直流总线上获取充放电电流，并产生相应的供电电压，以根据所述供电电压对所述第一至第六风扇模组进行供电，其中，所述第一至第六风扇模组获得的所述供电电压与所述直流总线上的所述充放电电流成正比。