户用储能功率转换系统的低噪音控制方法、装置和设备与流程

本技术涉及储能变流器控制领域，尤其涉及一种户用储能功率转换系统的低噪音控制方法、装置和设备。

背景技术：

1、现有户用储能pcs多采用固定开关频率控制并配合风扇散热、结构减振等方式实现运行管理，且设备正逐步向室内居住空间部署。

2、然而，固定频率易与机箱及散热部件固有频率重合，提升频率又会增加器件损耗和热负荷；单一风扇降噪或被动减振难以兼顾低噪、效率与高防护密封要求，长期运行中声学特征也易随工况变化而漂移。

3、因此，亟需解决如何在密封户用储能pcs中兼顾低噪声、高效率与长期稳定运行的问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种户用储能功率转换系统的低噪音控制方法、装置和设备，以解决上述技术问题。该方法面向户用储能功率转换系统在室内居住空间部署时对低噪声、高效率与长期稳定运行的综合需求，通过对系统负载状态、开关频率及机箱振动状态进行协同管理，并结合噪音与损耗的综合约束对运行参数进行优化，以在保证系统正常功率转换性能的同时降低运行噪音并提升运行适配性。

2、第一方面，本技术提供一种户用储能功率转换系统的低噪音控制方法，所述方法包括：

3、监测户用储能功率转换系统的负载状态，并根据所述负载状态确定开关频率调整范围；

4、基于所述开关频率调整范围对应的候选开关频率，结合多物理场耦合分析结果确定目标开关频率，并按照所述目标开关频率执行开关频率调整操作，其中，所述多物理场耦合分析结果用于表征不同候选开关频率下的综合噪音与损耗；

5、监测机箱振动频率，并当所述机箱振动频率与所述目标开关频率的频率差值小于预设频率差值时，调整所述目标开关频率以避开共振频率；

6、通过多级振动抑制结构阻断振动传导并抑制共振放大，以及根据器件温度控制散热风扇的转速并通过风道引导气流以降低散热噪音。

7、在一种可能的实施方式中，所述基于所述开关频率调整范围对应的候选开关频率，结合多物理场耦合分析结果确定目标开关频率，包括：

8、调取多物理场耦合模型，其中，所述多物理场耦合模型用于表征开关频率与电磁场、热场及结构振动场之间的耦合关系，并配置有基于加权综合评估方式的多目标评价函数，所述多目标评价函数分别对开关损耗、电磁干扰强度和可听噪音赋权；

9、基于当前开关频率和所述开关频率调整范围，确定候选开关频率集合；

10、将所述户用储能功率转换系统的当前运行参数输入所述多物理场耦合模型，预测所述候选开关频率集合内每个候选开关频率下的综合噪音与损耗；

11、以所述综合噪音最小化和所述损耗最小化为目标，从所述候选开关频率集合中确定所述目标开关频率。

12、在一种可能的实施方式中，所述将所述户用储能功率转换系统的当前运行参数输入所述多物理场耦合模型之前，所述方法还包括：

13、将所述候选开关频率集合中的各候选开关频率，分别与预存的固有模态频率库进行交叉比对，其中，所述固有模态频率库中包含预先获取的所述户用储能功率转换系统的结构共振频点集合；

14、若存在重叠，则将重叠的候选开关频率向邻近的非共振频带偏移，并确定满足共振规避条件的候选开关频率子集；

15、基于所述候选开关频率子集更新所述候选开关频率集合。

16、在一种可能的实施方式中，所述将所述户用储能功率转换系统的当前运行参数输入所述多物理场耦合模型之前，所述方法还包括：

17、根据所述负载状态确定权重调整系数；

18、基于所述权重调整系数修正所述多目标评价函数的各权重；

19、其中，当所述负载状态为轻载且当前时段为夜间时，增大可听噪音对应的权重；当所述负载状态为重载时，增大开关损耗对应的权重；当电磁干扰强度超出预设阈值时，增大电磁干扰强度对应的权重并采用展频调制分散谐波能量。

20、在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

21、采集所述户用储能功率转换系统的当前声学信号，并提取所述当前声学信号中的声纹特征；

22、对比所述声纹特征与预设声纹特征库内的全部参考声纹特征，确定是否存在异常噪音模式，其中，所述预设声纹特征库中包含在不同负载状态、不同开关频率范围和不同老化阶段组合下的多个参考声纹特征；

23、若存在，则基于所述异常噪音模式执行对应的预警操作或调频操作。

24、在一种可能的实施方式中，所述基于所述异常噪音模式执行对应的预警或调频操作，包括：

25、当所述异常噪音模式为共振噪音模式时，触发对所述目标开关频率的微调操作直至所述声纹特征脱离共振频带；

26、当所述异常噪音模式为器件老化噪音模式时，生成器件维护预警信息并输出所述器件维护预警信息；

27、当所述异常噪音模式为风扇轴承故障噪音模式时，生成风扇更换预警信息并输出所述风扇更换预警信息；

28、当所述异常噪音模式为异常工况噪音模式时，生成停机检查指令并输出所述停机检查指令。

29、在一种可能的实施方式中，所述通过多级振动抑制结构阻断振动传导并抑制共振放大，包括：

30、通过设置于预设核心器件引脚处的减震套，及设置于预设核心器件底部与pcb板之间的减震垫实现器件级抑制；

31、通过连接散热器本体与机箱的橡胶减震支架，及涂覆于所述散热器本体与所述预设核心器件的接触面的导热介质层实现散热器级抑制；

32、通过贴附于机箱内壁共振点位置的阻尼贴片，及通过橡胶减震柱与所述机箱浮动连接的风扇组件实现机箱级抑制。

33、在一种可能的实施方式中，所述预设核心器件包括功率开关器件和电容器件，所述功率开关器件采用低噪音封装结构，所述pcb板在功率开关器件安装区域的下方具有局部减薄结构，且所述pcb板与所述机箱的连接处通过柔性导电橡胶垫连接；所述散热器本体的翅片表面具有通过激光加工形成的微凹坑结构；

34、所述散热风扇采用静音pwm风扇，所述风道的进风口设有防护百叶窗，出风口设有流线型导流板且所述进风口与散热器进风端对齐布置，所述机箱采用密封式结构且机箱缝隙处通过防水密封胶条填充。

35、第二方面，本技术提供一种户用储能功率转换系统的低噪音控制装置，包括：

36、监测模块，用于监测户用储能功率转换系统的负载状态，并根据所述负载状态确定开关频率调整范围；

37、调频模块，用于基于所述开关频率调整范围对应的候选开关频率，结合多物理场耦合分析结果确定目标开关频率，并按照所述目标开关频率执行开关频率调整操作，其中，所述多物理场耦合分析结果用于表征不同候选开关频率下的综合噪音与损耗；

38、监测模块，还用于监测机箱振动频率，并当所述机箱振动频率与所述目标开关频率的频率差值小于预设频率差值时，调整所述目标开关频率以避开共振频率；

39、控制模块，用于通过多级振动抑制结构阻断振动传导并抑制共振放大，以及根据器件温度控制散热风扇的转速并通过风道引导气流以降低散热噪音。

40、第三方面，本技术提供一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；

41、所述存储器存储计算机执行指令；

42、所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如第一方面所述的户用储能功率转换系统的低噪音控制方法。

43、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被计算机执行时用于实现如第一方面所述的户用储能功率转换系统的低噪音控制方法。

44、第五方面，本技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，可实现如第一方面任一项所述的户用储能功率转换系统的低噪音控制方法的步骤。

45、本技术提供一种户用储能功率转换系统的低噪音控制方法、装置和设备，通过根据负载状态确定开关频率调整范围，并在该范围内结合多物理场耦合分析结果确定目标开关频率，能够使系统运行参数兼顾噪音控制与损耗控制，进而降低因固定频率带来的共振风险和额外损耗；通过监测机箱振动频率并在目标开关频率接近共振频率时及时调整，能够避开机箱及相关部件的共振区间，进而抑制振动放大和由此引起的噪音增强；通过多级振动抑制结构阻断振动传导并抑制共振放大，以及根据器件温度控制散热风扇转速并通过风道引导气流，能够降低结构传振噪音和散热气流噪音，进而在密封户用储能pcs中实现低噪声、高效率与稳定可靠运行的综合提升。