电容柜以及风力发电系统的制作方法

1.本技术涉及发电技术领域，特别是涉及一种电容柜以及风力发电系统。


背景技术：

2.目前市面上所有大多数风力发电机所用的超级电容柜都是采用体积较大的柜体，在柜内安装多个超级电容模组的结构。由于风力发电机的限制，其所提供的固定面通常限制了柜体的长度与宽度不能变更，而超级电容模组普遍沿垂直于安装面的竖向装入柜内，这样就需要使得柜体的深度需要超过超级电容模组的长度，导致电容柜存在体积大，重量重以及成本高等问题。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对当前电容柜成本过高的问题，提供一种电容柜以及风力发电系统。
4.本技术的第一方面提供一种电容柜。
5.电容柜包括：柜体，所述柜体的安装面用于与外部固定连接；以及设置在所述柜体内的电容模块，所述电容模块包括电路板以及布设在所述电路板上的电容，所述电路板与所述安装面平行设置以减少所述柜体沿第一方向的深度尺寸；所述第一方向定义为所述安装面的法向。
6.通过将电容模块与安装面平行设置，避免电容模块沿其长度方向竖直插入到柜体中，电容模块可以平躺放入到柜体中，柜体的深度尺寸仅需要满足大于电容模块的高度即可；因此，在设计阶段，无需将柜体的深度尺寸设计的过大，从而有效地减少了柜体沿第一方向的深度尺寸；进而，在柜体长度和宽度的保持不变的情况下，降低了柜体的整体体积，使得整体的用料成本下降，同时，也减轻了电容柜的整体重量，降低运输成本。
7.在其中一个实施例中，所述电容模块不具有外壳结构，所述电路板裸露固定在所述柜体内。
8.在其中一个实施例中，所述电容沿所述第一方向延伸；所述电路板的长度大于所述电容沿所述第一方向的高度。
9.通过设置电路板的长度大于电容沿所述第一方向的高度；当电容模块放入到柜体中时，将电路板与安装面平行设置，如此，可以将电容模块平躺放入到柜体中，柜体的深度尺寸仅需要满足大于电容的高度即可；如此，避免了将柜体的深度尺寸设计过大，有效减少了柜体沿第一方向的深度尺寸，进而降低了柜体的整体体积，使得整体的用料成本下降，同时，也减轻了电容柜的整体重量，方便运输。
10.在其中一个实施例中，所述电容柜包括多个所述电容模块；多个所述电容模块沿第二方向设置在所述柜体内；所述第二方向与所述第一方向垂直设置。
11.通过将多个所述电容模块沿第二方向设置在所述柜体内，可以让柜体内的多个电容模块的排列更为紧凑，在总体积不变的情况下可以更高效的利用空间放入电容模块。
12.在其中一个实施例中，所述电容为双电层型超级电容器或者赝电容型超级电容器。
13.在其中一个实施例中，所述电容柜包括柜门；所述柜体的顶侧上具有开口，所述柜门可拆卸地盖设在所述开口上。
14.通过开口将电容模块平躺的放入到柜体中，再通过柜门盖设在开口上，从而封闭容纳腔；如此，可有效地防止外部的灰尘雨水进入到容纳腔内部，柜门可拆卸地盖设，从而方便装配与维护，在需要对柜体内部的情况进行检查时，可通过将柜门拆卸从而实现维护，方便快捷。
15.在其中一个实施例中，所述柜门与所述开口采用螺钉连接。
16.通过螺钉连接，使得柜门无需频繁开启，简化了柜门与开口的连接部位，无需设置合页铰链，也无需设置柜门锁，使得柜门的结构简单、重量轻且成本低。
17.在其中一个实施例中，所述电容柜包括电器件，所述电器件设置在所述柜体的侧壁外侧，所述电器件与所述电容模块电性连接。
18.通过将电器件设置在侧壁外侧并以电器件罩设防水，可以避免频繁开启柜门，有利于防尘，且可以有效地减轻操作人员的负担。
19.在其中一个实施例中，所述电容柜包括防水罩；所述防水罩设置在所述柜体的侧壁外侧，所述电器件位于所述防水罩内。
20.本技术的第二方面提供一种风力发电系统，包括上述的电容柜。
附图说明
21.图1为本技术一实施例的电容柜的结构示意图，其中，省略了部分电容模块以显示位于底部的安装面；
22.图2为本技术实施例的电容模块的结构示意图；
23.图3为图1所示结构在第一视角下的三维示意图；
24.图4为图1所示结构在第二视角下的三维示意图；
25.图5为本技术一实施例的电容柜在风力发电系统内的安装结构示意图；
26.图6为图5所示结构的左视图；
27.图7为图5所示结构的右视图；
28.其中，图中x所示方向为第一方向，y所示方向为第二方向。
29.附图标记说明：
30.柜体-10、安装面-11、容纳腔-12、开口-13、柜门-30、电容模块-40、电路板-41、电容-42、电器件-50。
具体实施方式
31.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
32.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
34.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
35.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
37.参阅图1至图4，图1示出了本技术一实施例的电容柜的结构示意图，图2示出了本技术一实施例的电容模块的结构示意图；图3示出了图1所示结构另一视角下的三维示意图；图4示出了图1所示结构又一视角下的三维示意图；图中x所示方向为第一方向，y所示方向为第二方向。
38.本技术一实施例提供了一种电容柜；电容柜包括柜体10以及电容模块40。柜体10的安装面11用于与外部固定连接；电容模块40设置在柜体10内，电容模块40与安装面11平行设置以减少柜体10沿第一方向的深度尺寸；第一方向定义为安装面11的法向。
39.其中，柜体10包括多个侧壁(未标出)、顶侧面(未标出)以及安装面11；安装面11与顶侧面相对设置，多个侧壁围设在安装面11与顶侧面之间，以形成立体的中空结构。
40.柜体10的安装面11用于与外部固定连接，通常是连接到风力发电系统的固定面90(下文提及)上；连接方式可以是采用焊接或者螺栓连接固定。需要理解的是，在风力发电系统内，结构的设计需要满足相应的电气规范等，因此，风力发电系统的用于安装电容柜的固定面90通常尺寸不变；相应的，柜体10的安装面11安装在固定面90也保持该尺寸不变；也即是说，柜体10的长度为安装面11的长度，柜体10的宽度为安装面11的宽度，长度和宽度通常是按规格设计保持不变；唯一可以变化的是柜体10的深度尺寸，但柜体10的深度尺寸的应当能够完全容纳电容模块40。结合图1的方位所示，安装面11的长度在图中即为左右方向，
安装面11的宽度在图中即为上下方向，柜体10的深度尺寸即为垂直于纸面的法向。
41.电容模块40作为储能元件设置在柜体10内，通过电线等与外部实现电性连接，进而可以防止风力发电系统受到电压冲击，确保安全。此外，在风力发电系统断电的情况下，电容柜的电容模块40能够作为储能元器件将存储的电能释放，以向必要的部件提供电能。例如，电容模块40可为风力发电的桨叶的桨距角提供能量进行调节，以使得风力发电机组能够变桨稳定运行。电容模块40设置在柜体10内，如此，可以避免外部的灰尘、杂质进入到电容模块40上从而导致短路等情况的发生。
42.结合图1所示的方位，安装面11为纸面所处平面，第一方向即为垂直于纸面的方向；电容模块40的长度尺寸即为上下方向上的尺寸，电容模块40的宽度尺寸即为左右方向上的尺寸；柜体10的深度尺寸即为沿第一方向上的尺寸、电容模块40的高度尺寸即为沿第一方向上的尺寸。
43.通过将电容模块40与安装面11平行设置，避免电容模块40沿其长度方向竖直插入到柜体10中。通常，电容模块40整体上的长度尺寸远大于其高度尺寸，如此，将电容模块40平躺放入到柜体10中，柜体10的深度尺寸仅需要满足大于电容模块40的高度即可完全容纳电容模块40；因此，在设计阶段，无需将柜体10的深度尺寸设计的过大，有效地减少了柜体10沿第一方向的深度尺寸；进而，在柜体10长度和宽度的保持不变的情况下，进而降低了柜体10的整体体积，使得整体的用料成本下降，同时，也减轻了电容柜的整体重量，方便运输。
44.可选地，柜体10可采用整块厚冷轧钢板折弯拼接为一个端面敞口的长方体或正方体。柜体10内具有容纳腔12，电容模块40固定设置在容纳腔12内。柜体10的拼缝处可采用焊接密封，尽量减少焊缝的数量与长度，保证柜体10的结构强度，并可以有效地减少外部灰尘雨水进入到柜体10内。
45.在一些实施例中，参阅图1和图2所示，电容模块40包括电路板41以及电容42。电容42布设在电路板41上并沿第一方向延伸；电路板41与安装面11平行设置；电路板41的长度大于电容42沿所述第一方向的高度。
46.具体地，电容42是存储电能的基础元器件，具体到本技术中各个实施例中，风力发电系统中的电容柜的电容量以及对耐压等方面通常有较高的要求，因此在选用电容42时应当选择超级电容，例如，电容42为双电层型超级电容器或者赝电容型超级电容器。
47.电路板41通常可为pcb印刷电路板，电容42布设在电路板41上。每一个电容模块40上可以有一个或者多个的电容42；根据设计需要布设在电路板41上实现串联或者并联。
48.结合图1所示，电路板41为长方形板体，本技术实施例中，为方便表述，定义电容模块40的长度即为电路板41的长度，电容模块40的宽度即为电路板41的宽度。
49.结合图2所示方位，电路板41的长度方向即为图中的左右方向；电容42从电路板41的板体上沿第一方向向上延伸，也即是说，电路板41的板体厚度忽略的情况下，电容42的高度即为电容模块40的高度。电路板41的长度大于电容42沿所述第一方向的高度；当电容模块40放入到柜体10中时，将电路板41与安装面11平行设置，如此，可以将电容模块40平躺放入到柜体10中，柜体10的深度尺寸仅需要满足大于电容42的高度即可；如此，避免了将柜体10的深度尺寸设计过大，有效减少了柜体10沿第一方向的深度尺寸，进而降低了柜体10的整体体积，使得整体的用料成本下降，同时，也减轻了电容柜的整体重量，方便运输。
50.在一些实施例中，参阅图1至图4所示，电容模块40不包含外壳结构，电路板41裸露
固定在柜体10内。如此，通过省略掉电容模块40的外壳结构，一方面可以节省电容模块40的成本，使得电容柜的整体成本下降；另一方面，通过减少外壳结构从而进一步减少电容模块40的整体长宽高尺寸，使得柜体10中能够容纳更多的体积，有效提高空间的利用效率。相关技术中的电容模块往往外侧具有一层外壳，用于防尘；本技术实施例中，通过柜体10以及柜门30(下文提及)实现对外部环境灰尘的隔离，因此可以取消掉电容模块40的外壳以进一步减少体积。
51.在一些实施例中，参阅图1至图4所示，电容柜包括多个电容模块40；多个电容模块40沿第二方向设置在柜体10内；第二方向与第一方向垂直设置。
52.具体地，电容柜可包括五个电容模块40(其中一个被省略)，每个电容模块40的电路板41上布置有四列电容42，每一列的电容42数量从8-10个不等，具体以设计为准。多个电容模块40沿第二方向设置在柜体10内，结合图1方位，第二方向即为左右方向，其与垂直于纸面的第一方向彼此垂直。如此排布，可以让柜体10内的多个电容模块40的排列更为紧凑，在总体积不变的情况下可以更高效的利用空间放入电容模块40。
53.可选地，相邻两个电容模块40之间可以采用串联或者并联的电性连接，以完成相应的电功能。
54.可以理解的是，本领域技术人员应能知晓，电容模块40还应当包括完成其电功能所必须的其他电子元器件，例如电路板41上还可以集成电阻(未标出)与电容42实现串联或者并联，以获得更好的存储性能，在此不再赘述。
55.在一些实施例中，参阅图5至图7，图5示出了本技术一实施例的电容柜在风力发电系统内的安装结构示意图；图6为图5所示结构的左视图；图7为图5所示结构的右视图；其中，图中x所示方向为第一方向，y所示方向为第二方向。
56.在本技术实施例中，电容柜包括柜门30；柜体10的与安装面11相对的顶侧上具有开口13，柜门30可拆卸地盖设在开口13上。
57.电容模块40可通过开口13平躺的放入到柜体10中，再通过柜门30盖设在开口13上，从而封闭容纳腔12；如此，可有效地防止外部的灰尘雨水进入到容纳腔12内部，最终避免电容模块40出现短路失效的异常情况。
58.柜门30可拆卸地盖设，从而方便装配与维护，在需要对柜体10内部的情况进行检查时，可通过将柜门30拆卸从而实现维护，方便快捷。
59.可选地，柜门30上可设置相应的密封条与开口13的边缘区域密封，以增强其密封性，防止外部的灰尘与雨水通过柜门30与柜体10之间的缝隙进入到容纳腔12中，进而避免电容模块40出现异常，确保电容柜稳定运行。
60.在一些实施例中，参阅图4至图7所示，电容柜包括电器件50，电器件50设置在柜体10的侧壁外侧，电器件50与电容模块40电性连接。
61.根据电容柜的功能需要，电器件50可为开关、电线插口、保险装置以及指示器的一种或者多种。
62.柜体10的多个侧壁围设在安装面11与顶侧面之间；侧壁靠近容纳腔12的一侧即为内侧，侧壁背离容纳腔12的一侧即为外侧。电器件50设置在柜体10的侧壁外侧，如此，当操作人员需要对电容柜进行操作时，无需打开柜门30，而是可以直接在侧壁外侧的电器件50上进行相应的操作，简化了操作的步骤；此外，柜门30仅仅在操作人员需要对柜体10内部的
电容模块40进行维护时才需要打开，因而将电器件50设置在侧壁外侧可以有效地避免频繁开启柜门30，防止外部灰尘进入到容纳腔12中，避免电容模块40出现异常，确保电容柜稳定运行。
63.在一些实施例中，柜门30与开口13采用合页铰接，并设置有相应的柜门锁。在其他一些实施例中，由于柜门30无需频繁开启，因此可将柜门30与开口13采用螺钉连接；如此，简化了柜门30与开口13的连接部位，无需设置合页铰链，也无需设置柜门锁，使得柜门30的结构简单、重量轻且成本低。
64.可选地，参阅图5所示，柜门30上可设置有把手31，方便操作人员手持把手31进行提拉柜门30，方便操作。
65.在一些实施例中，电容柜包括防水罩(未标出)；防水罩设置在柜体10的侧壁外侧，电器件50位于防水罩内，从而防止雨水进入到电器件50中出现短路；确保电容柜稳定运行。
66.需要理解的是，若将电器件50设置在侧壁内侧并以柜门30盖设防水则操作人员每次操作电器件50均需要打开柜门30，不仅不利于防尘，且柜门30相对于防水罩显然更为笨重，因此将电器件50设置在侧壁外侧并以电器件50罩设防水，可以避免频繁开启柜门30，有利于防尘，且可以有效地减轻操作人员的负担。
67.本技术的第二方面还提供一种风力发电系统，其包括上述的电容柜。
68.具体地，电容柜安装在风力发电系统的固定面90上。电容柜通过电线等与风力发电系统的其他部件实现电性连接，进而可以防止风力发电系统的其他部件受到电压冲击，确保安全。此外，在风力发电系统断电的情况下，电容柜的电容模块40能够作为储能元器件将存储的电能释放，以向必要的部件提供电能。
69.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
70.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种电容柜，其特征在于，所述电容柜包括：柜体(10)，所述柜体(10)的安装面(11)用于与外部固定连接；以及设置在所述柜体(10)内的电容模块(40)，所述电容模块(40)包括电路板(41)以及布设在所述电路板(41)上的电容(42)，所述电路板(41)与所述安装面(11)平行设置以减少所述柜体(10)沿第一方向的深度尺寸；所述第一方向定义为所述安装面(11)的法向。2.根据权利要求1所述的电容柜，其特征在于，所述电容模块(40)不具有外壳结构，所述电路板(41)裸露固定在所述柜体(10)内。3.根据权利要求1所述的电容柜，其特征在于，所述电容(42)沿所述第一方向延伸；所述电路板(41)的长度大于所述电容(42)沿所述第一方向的高度。4.根据权利要求3所述的电容柜，其特征在于：所述电容柜包括多个所述电容模块(40)；多个所述电容模块(40)沿第二方向设置在所述柜体(10)内；所述第二方向与所述第一方向垂直设置。5.根据权利要求3所述的电容柜，其特征在于：所述电容(42)为双电层型超级电容器或者赝电容型超级电容器。6.根据权利要求1至5任一项所述的电容柜，其特征在于：所述电容柜包括柜门(30)；所述柜体(10)的顶侧上具有开口(13)，所述柜门(30)可拆卸地盖设在所述开口(13)上。7.根据权利要求6所述的电容柜，其特征在于：所述柜门(30)与所述开口(13)采用螺钉连接。8.根据权利要求6所述的电容柜，其特征在于：所述电容柜包括电器件(50)，所述电器件(50)设置在所述柜体(10)的侧壁外侧，所述电器件(50)与所述电容模块(40)电性连接。9.根据权利要求8所述的电容柜，其特征在于，所述电容柜包括防水罩；所述防水罩设置在所述柜体(10)的侧壁外侧，所述电器件(50)位于所述防水罩内。10.一种电站系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的电容柜。

技术总结
本申请涉及一种电容柜以及电站系统，包括柜体，所述柜体的安装面用于与外部固定连接；以及设置在所述柜体内的电容模块，所述电容模块与所述安装面平行设置以减少所述柜体沿第一方向的深度尺寸；所述第一方向定义为所述安装面的法向。本申请实施例的一种电容柜以及电站系统，具有体积小的优点。具有体积小的优点。具有体积小的优点。


技术研发人员：李浩 钟筱勋 冯靓 谷立安 杨颀 谢查 蒋惊龙 李慧东 谷根 刘放明
受保护的技术使用者：湖南世优电气股份有限公司
技术研发日：2023.03.07
技术公布日：2023/7/20