CN102055203A - 通讯基站电网负荷峰谷智能调节电源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通讯基站电网负荷峰谷智能调节电源装置。通过调节通讯基站电源工作状态，针对电网负荷峰谷分布，分时段地从电网取电，优化当地电网的负载特性，有效降低运营商电费成本。它包括电池组I和电池组II，其中电池组I与充电回路I和放电回路I连接；电池组II则与充电回路II和放电回路II连接；充电回路I、充电回路II、放电回路I和放电回路II均与电源线连接，同时在电源线上还设有开关装置；电池组I、电池组II、充电回路I、充电回路II、放电回路I、放电回路II以及开关装置均与控制器连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种通讯基站电网负荷峰谷智能调节电源装置，属于通讯基站的电源装置。
背景技术
电网负荷的大峰谷差运行方式会带来危害，一方面浪费了大量的电力投资，增加了发、供电成本，另一方面发电机组的频繁启停或压负荷运行会造成能源和电力资源的浪费，并对电网的安全稳定运行带来威胁。
目前公知的通讯基站后备电源都使用2组备用电池，这类备用电池在接入电源***后就开始给电池充电，直到电池充满为止；当市电故障时，备用电池给负载供电，当电池放完电或者市电恢复供电时为止；此类电源***不具备电网负荷峰谷识别功能，也不具备在电网低负荷时给电池组充电、电网重负荷时利用备用电池的储能给负载供电的执行功能。造成当地供电质量恶化、运营商电费成本高昂；无法调节当地电网供电负荷、降低运营商的电费成本。
发明内容
本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种结构简单，使用方便，通过调节通讯基站电源工作状态，针对电网负荷峰谷分布，分时段地从电网取电，优化当地电网的负载特性，通过新技术改善电网的运行状态，有效降低运营商电费成本的通讯基站电网负荷峰谷智能调节电源装置。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种通讯基站电网负荷峰谷智能调节电源装置，它包括电池组I和电池组II，其中电池组I与充电回路I和放电回路I连接；电池组II则与充电回路II和放电回路II连接；充电回路I、充电回路II、放电回路I和放电回路II均与电源线连接，同时在电源线上还设有开关装置；电池组I、电池组II、充电回路I、充电回路II、放电回路I、放电回路II以及开关装置均与控制器连接。
所述放电回路I包括一个晶闸管S2，它与一个反向二极管D1串联，晶闸管S2的控制极与控制器连接。
所述放电回路II包括一个晶闸管S3，它与一个反向二极管D2串联，晶闸管S3的控制极与控制器连接。
所述充电回路I包括晶闸管S4，它与一个反向二极管D3串联，晶闸管S4的控制极与控制器连接。
所述充电回路II包括晶闸管S5，它与一个反向二极管D4串联，晶闸管S5的控制极与控制器连接。
所述开关装置为晶闸管S1。
一种通讯基站电网负荷峰谷智能调节电源装置的工作方法，它的过程为：
***接入时，控制器控制晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5导通，整个电源装置通过电源线给负载供电，同时也给两电池组I、II充电；两电池组I、II充满电后，自动停止充电并处于响应负荷峰谷调整指令状态；
当控制器检测到第一个负荷高峰到来时，晶闸管S2导通，晶闸管S1、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5截止，此时电池组I给负载供电；当电池组I容量低于设定值时，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3导通，电源给负载供电，同时电池组II也投入备用；
当控制器检测到第一个负荷常态到来时，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3导通，晶闸管S4、晶闸管S5截止，此时电源供电给负载，两电池组处于备用状态；
当控制器检测到第一个负荷低谷到来，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5导通，此时电源供电给负载，同时两电池组处于充电、备用状态；
当控制器检测到第二个负荷高峰到来，晶闸管S3导通，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S4、晶闸管S5截止，此时电池组II给负载供电；当电池组II的电池容量低于设定值时，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3导通，电源给负载供电，同时电池组I也投入备用；
当控制器检测到第二个负荷常态到来，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3导通，晶闸管S4、晶闸管S5截止，此时电源给负载供电，两电池组处于备用状态；
当控制器检测到第二个负荷低谷到来，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5导通，此时电源供电给负载，同时两电池组处于充电备用状态；
以此类推，电池组I、II分别在不同负荷低谷时充电，在不同负荷高峰时放电；循环往复，整个正常工作过程中，电源装置在负荷高峰时不从电网取电，在负荷低谷时给负载供电。
本发明利用了通讯基站电源***的两组备用电池，在电网负荷低谷时段给电池组充电；在电网负荷高峰时段，其中一组电池组供电给通讯负载；另一组电池备用，此时通讯基站将不向电网取电。
完成该功能的控制器包括电池组状态检测单元(电流、电压、温度、荷电状态、电池容量寿命状态)；及电网负荷峰谷识别单元和分时电能计量单元。
为保证电池组工作在可控的工作状态，必须对电池进行监控。通过电压的检测和充入电流量的检测、计算来判断电池组的容量寿命状态与电池的荷电状态，以及是否工作在合理的电压范围。通过对温度的检测来判断电池的工况、性能状态以及工作环境温度。同时控制器对电网负荷峰谷识别和人机界面输入识别不同区域的电力部门的规定峰谷时段，并且能够进行分时段复费率电能计量。
采用RFE-F100型长寿命磷酸铁锂电池，来保证电源***的使用寿命。
D1，D2，D3，D4为四个整流二极管，其中D1是电池组I的防止充电反向二极管，防止电池组I通过晶闸管S2的反向寄生二极管充电失控；D2是电池组II防止充电反向二极管；防止电池组II通过晶闸管S3的反向寄生二极管充电失控；D3是电池组I防止放电反向二极管；防止电池组I通过晶闸管S4的反向寄生二极管放电失控；D4是电池组II防止放电反向二极管；防止电池组II通过晶闸管S5的反向寄生二极管放电失控。
本发明的有益效果是：该电源***通过智能的错峰调节负荷，能够优化电网的负载特性，有效降低运营电费成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
图1中，它包括电池组I和电池组II，其中电池组I与晶闸管S4组成的放电回路I和晶闸管S2组成的充电回路I连接；电池组II与晶闸管S5组成的放电回路II和晶闸管S3组成的充电回路II连接；晶闸管S2、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5均与电源线连接；其中晶闸管S2、晶闸管S3还与串接在电源线上的晶闸管S1连接；晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5的控制端以及电池组I和电池组II还分别与控制器连接。
所述晶闸管S2、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5分别与一个相应的反向二极管D1、反向二极管D2、反向二极管D3、反向二极管D4连接。
所述电池组I和电池组II采用磷酸铁锂电池。
所述控制器包括电池组状态检测单元及电网负荷峰谷识别单元和分时电能计量单元。
一种通讯基站电网负荷峰谷智能调节电源装置的工作方法，它的过程为：
***接入时，控制器控制晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5导通，整个电源装置通过电源线给负载供电，同时也给两电池组I、II充电；两电池组I、II充满电后，停止充电并处于响应负荷峰谷调整指令状态；
当控制器检测到第一个负荷高峰到来时，晶闸管S2导通，晶闸管S1、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5截止，此时电池组I给负载供电；当电池组I容量低于设定值时，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3导通，电源给负载供电，同时电池组II也投入备用；
当控制器检测到第一个负荷常态到来时，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3导通，晶闸管S4、晶闸管S5截止，此时电源供电给负载，两电池组处于备用状态；
当控制器检测到第一个负荷低谷到来，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5导通，此时电源供电给负载，同时两电池组处于充电备用状态；
当控制器检测到第二个负荷高峰到来，晶闸管S3导通，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S4、晶闸管S5截止，此时电池组II给负载供电；当电池组II的电池容量低于设定值时，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3导通，电源给负载供电，同时电池组I也投入备用；
当控制器检测到第二个负荷常态到来，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3导通，晶闸管S4、晶闸管S5截止，此时电源给负载供电，两电池组处于备用状态；
当控制器检测到第二个负荷低谷到来，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5导通，此时电源供电给负载，同时两电池组处于充电备用状态；
以此类推，电池组I、II分别在不同负荷低谷时充电，在不同负荷高峰时放电；循环往复，整个正常工作过程中，电源装置在负荷高峰时不从电网取电，在负荷低谷时给负载供电。
实施例2：
在本实施例中，电源装置结构与实施例1相同。其工作过程为：
***接入时，控制器控制晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5导通，整个电源装置通过电源线给负载供电，同时也给两电池组I、II充电；两电池组I、II充满电后，处于响应负荷峰谷调整指令状态；
当控制器检测到第一个负荷高峰到来时，晶闸管S3导通，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S4、晶闸管S5截止，此时电池组II给负载供电；当电池组II容量低于设定值时，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3导通，电源给负载供电，同时电池组I也投入备用；
当控制器检测到第一个负荷常态到来时，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3导通，晶闸管S4、晶闸管S5截止，此时电源供电给负载，两电池组处于备用状态；
当控制器检测到第一个负荷低谷到来，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5导通，此时电源供电给负载，同时两电池组处于充电备用状态；
当控制器检测到第二个负荷高峰到来，晶闸管S2导通，晶闸管S1、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5截止，此时电池组I给负载供电；当电池组I的电池容量低于设定值时，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3导通，电源给负载供电，同时电池组II也投入备用；
当控制器检测到第二个负荷常态到来，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3导通，晶闸管S4、晶闸管S5截止，此时电源给负载供电，两电池组处于备用状态；
当控制器检测到第二个负荷低谷到来，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5导通，此时电源供电给负载，同时两电池组处于充电备用状态；
以此类推，电池组I、II分别在不同负荷低谷时充电，在不同负荷高峰时放电；循环往复，整个正常工作过程中，电源装置在负荷高峰时不从电网取电，在负荷低谷时给负载供电。
Claims (7)
1.一种通讯基站电网负荷峰谷智能调节电源装置，其特征是，它包括电池组I和电池组II，其中电池组I与充电回路I和放电回路I连接；电池组II则与充电回路II和放电回路II连接；充电回路I、充电回路II、放电回路I和放电回路II均与电源线连接，同时在电源线上还设有开关装置；电池组I、电池组II、充电回路I、充电回路II、放电回路I、放电回路II以及开关装置均与控制器连接。
2.如权利要求1所述的通讯基站电网负荷峰谷智能调节电源装置，其特征是，所述放电回路I包括一个晶闸管S2，它与一个反向二极管D1串联，晶闸管S2的控制极与控制器连接。
3.如权利要求1或2所述的通讯基站电网负荷峰谷智能调节电源装置，其特征是，所述放电回路II包括一个晶闸管S3，它与一个反向二极管D2串联，晶闸管S3的控制极与控制器连接。
4.如权利要求3所述的通讯基站电网负荷峰谷智能调节电源装置，其特征是，所述充电回路I包括晶闸管S4，它与一个反向二极管D3串联，晶闸管S4的控制极与控制器连接。
5.如权利要求4所述的通讯基站电网负荷峰谷智能调节电源装置，其特征是，所述充电回路II包括晶闸管S5，它与一个反向二极管D4串联，晶闸管S5的控制极与控制器连接。
6.如权利要求5任一所述的通讯基站电网负荷峰谷智能调节电源装置，其特征是，所述开关装置为晶闸管S1。
7.一种权利要求1所述的通讯基站电网负荷峰谷智能调节电源装置的工作方法，其特征是，它的过程为：
***接入时，控制器控制晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5导通，整个电源装置通过电源线给负载供电，同时也给两电池组I、II充电；两电池组I、II充满电后，自动停止充电并处于响应负荷峰谷调整指令状态；
当控制器检测到第一个负荷高峰到来时，晶闸管S2导通，晶闸管S1、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5截止，此时电池组I给负载供电；当电池组I容量低于设定值时，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3导通，电源给负载供电，同时电池组II也投入备用；
当控制器检测到第一个负荷常态到来时，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3导通，晶闸管S4、晶闸管S5截止，此时电源供电给负载，两电池组处于备用状态；
当控制器检测到第一个负荷低谷到来，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5导通，此时电源供电给负载，同时两电池组处于充电、备用状态；
当控制器检测到第二个负荷高峰到来，晶闸管S3导通，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S4、晶闸管S5截止，此时电池组II给负载供电；当电池组II的电池容量低于设定值时，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3导通，电源给负载供电，同时电池组I也投入备用；
当控制器检测到第二个负荷常态到来，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3导通，晶闸管S4、晶闸管S5截止，此时电源给负载供电，两电池组处于备用状态；
当控制器检测到第二个负荷低谷到来，晶闸管S1、晶闸管S2、晶闸管S3、晶闸管S4、晶闸管S5导通，此时电源供电给负载，同时两电池组处于充电备用状态；
以此类推，电池组I、II分别在不同负荷低谷时充电，在不同负荷高峰时放电；循环往复，整个正常工作过程中，电源装置在负荷高峰时不从电网取电，在负荷低谷时给负载供电。
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