CN117498414A - 一种光伏与储能配合实现通信基站节电降费的*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光伏与储能配合实现通迅基站节电降费的***，***包括光伏阵列、光伏DC/DC、储能电池、回路切换、电池DC/DC升压、监控模块，光伏阵列接光伏DC/DC，输出后接回路切换；储能电池一路接电池DC/DC升压，升压后接回路切换，另一路直连回路切换；回路切换与市电直流排相连；监控模块根据电源优先策略控制回路切换：在峰电期光伏与储能电池叠加向直流负载供电，在平电期光伏与市电叠加向直流负载供电或者光伏向储能电池充电而市电向直流负载供电，在谷电期市电带负载并充储能电池；本***与基站在用***各自独立运行，优点一是减少工程量、日常协调量和油机配置；二是峰电期之间可光伏充电，获利更多，三是减小储能电池配置容量，降低投资成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种通讯基站供电***，具体是光伏与储能配合实现通讯基站节电降费的供电***。
背景技术
通讯基站遍布全国，5G通讯基站耗电量大的问题已经越来越凸显，节能降费对电信运营商来说越来越重要。光伏发电可用于通讯基站节电，但受面积所限，在通讯基站的场地安装光伏板的数量不多，供电能力不足；电池储能可利用峰谷价差套利降费，但锂电池的价格较高，提供整个峰电期放电需要很大的电池容量，成本高回收期长。另外，在用的通讯基站有一套完整的供电***和行之有效维护规则，如果新增一套节能降费***会干扰在用的***、打破原有的维护规则，因而遇到很多问题。总之，通讯基站节电降费***需要解决供电能力问题、经济性问题和与在用***协调问题。
光伏和储能配合使用可以提供充足的电量，其效果并非简单地将光伏节电和储能降费的收益加起来，更重要的是光伏与储能电池配合既能增加节能降费的效果，还能减小储能电池容量的配置。可以控制***按照分时电价政策和节能降费策略控制不同电源、在不同时间对负载供电和对储能电池充电，这样不但可以减少储能电池的配置容量以降低成本，还可以更多地节电降费。这是因为在峰电期储能电池放电的同时光伏发电可以承担一部分负载的用电量，因此不需要按整个峰电期放电配置储能电池。如果选择在第一峰电期放电后的平电期用光伏0成本给储能电池补充电，在第二峰电期高价放电，则可以获得更多收益，这时储能电池的日循环利用率可以超过100%。
另外，在用通讯基站供电***有备用电池，其作用是在市电中断时应急放电供直流负载，延续基站服务时间，而节电降费***也有电池，如何协调这两套电池是关键：一是备用电池有很多是铅酸电池，充放电循环寿命比较短，只适合浮冲备电，不适合每日循环充放电；二是从哪个电池放电，向哪个电池充电，简单的***并网无法解决；三是在用供电***的监控器只负责在用***的运行，如果改造项目与在用***有过多牵扯，则在用***的监控会感受到很多由新增***引发的告警，会扰乱日常的运行维护。
因此这两套***需要相互独立运行，其中关键是解决两套电池的独立运行。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种光伏与储能配合实现通信基站节电降费的***。
本发明的通讯基站节电降费***包括光伏阵列、光伏DC/DC、储能电池、回路切换、具有反向保护功能的电池DC/DC升压电路、具有信息采集与切换控制功能的监控模块，***的作用是通过对不同电源使用的有效管理，实现投入少节能降费多的效果。
所述的光伏阵列接光伏DC/DC的输入端，光伏DC/DC输出端接回路切换，储能电池一路接电池DC/DC升压输入端，升压后输出端接回路切换，另一路直连回路切换，回路切换与市电直流排连接。
所述的储能电池的作用是利用峰谷价差套利，而备用电池的作用是市电断电时应急放电，延迟供电，它们的作用不同，也不需要跨***的信息交流与操控，各自独立运行，两者之间只有市电直流排与本***直流排之间有连接。
所述的电池DC/DC升压的输出电压略低于光伏DC/DC输出电压，但明显高于市电整流器的输出电压，更高于备用电池电压，以实现不同电源按优先级向直流负载供电，电源电压从高到低的顺序就是电源供电的优先顺序：光伏阵列>储能电池>市电直流排>备用电池。不同的电源作用在负载上，电压高的优先输出自己的电流，电压低的会补充负载需要的电流或者不输出电流。
电池DC/DC升压电路的作用就是通过形成储能电池和备用电池的电压差来实现两者独立运行的，当储能电池电压低时，市电直流排也不会给储能电池充电；备用电池电压最低，平时也不会放电带负载，直到其他电源都失效，备用电池才会应急放电带负载。
所述的回路切换电路在监控模块中的切换控制下，使其中的开关端子1、2、3、4实现不同组合的闭合与断开，让不同电源叠加在负载回路带负载和叠加在储能电池回路向储能电池充电。
监控模块根据分时电价政策、电源优先使用策略和采集的储能电池的信息，控制回路切换中的开关，按要求闭合或断开不同的电源回路，以完成预定的节能降费的操作：在峰电期光伏阵列与储能电池叠加向直流负载供电；在平电期光伏阵列与市电直流叠加向直流负载供电或者光伏阵列向储能电池充电而市电直流向直流负载供电；在谷电期市电直流带负载并向储能电池充电。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图。
附图2是本发明回路切换中端子连接示意图。
具体应用模式。
结合附图1和附图2，说明本***的工作过程。
假设某地分时电价为：峰电期9:00-12:00、17:00-22:00，平电期8:00-9:00、12:00-17:00、22:00-23:00，谷电期23:00-08:00。
1、8:00-9:00：第一个平电期，光伏与市电直流叠加带负载。见图2（a）。
光伏电源回路：回路切换（4）电路中端子3与端子1闭合，连接光伏与市电直流排（7）给负载供电。
储能电池回路：同时，端子2和4与端子1和3断开，切断储能电池与市电直流排（7）连接，切断储能电池与光伏连接。
市电直流回路：市电直流排（7）与负载回路一直保持连接，由于光伏的电压高，优先使用光伏的电流，负载所需电流的不足部分由市电直流补充供电。
2、9:00-12:00：第一个峰电期，光伏与储能电池放电叠加带负载。见图2（b）。
光伏电源回路：回路切换（4）电路中端子3与端子1闭合，连接光伏与市电直流排（7）给负载供电。
储能电池回路：同时，端子2与端子1闭合，端子4与其他端子断开，连接储能电池与市电直流排（7）给负载放电。
市电直流回路：市电直流排（7）与负载回路一直保持连接，由于光伏电源的电压高，优先使用光伏的电流，储能电池输出电压次高，负载所需电流的不足部分由储能电池补充，市电直流的电压最低，基本没有电流输出。
3、12:00-17:00：第二个平电期，市电直流带负载，光伏给电池组充电。见图2（d）。
光伏电源回路：回路切换（4）电路中端子3与端子4闭合与端子1断开，让光伏给储能电池充电，断开光伏与市电直流排（7）的连接。
储能电池回路：在端子4与端子3闭合的同时，断开端子2与其他端子连接，切断储能电池与市电直流排（7）连接。
市电直流回路：市电直流排（7）与负载回路一直保持连接，直接给负载供电。
4、17:00-22:00：第二个峰电期，光伏与储能电池叠加放电带负载。见图2（b）。
光伏电源回路：回路切换（4）电路中端子3与端子1闭合，连接光伏与市电直流排（7）给负载供电，当太阳落山，光伏电源输出为0时，全部电流由储能电池提供。
储能电池回路：同时，端子2与端子1闭合，端子4与其他端子断开，连接储能电池与市电直流排（7）给负载放电，当光伏电源输出为0时储能电池独自为负载供电，因为储能电池电压比市电整流器输出电压高出许多。
市电直流回路：市电直流排（7）与负载回路一直保持连接，由于光伏电源的电压高，优先使用光伏的电流；储能电池输出电压次高，负载所需电流的不足部分由储能电池补充供电；市电直流的电压最低，基本没有电流输出。
5、22:00-23:00：第三个平电期，此时光伏已不发电，若储能电池尚有余电，则继续放电与市电直流叠加带负载，余电放完后市电直流成为唯一供电电源带负载。见图2（b）。
光伏电源回路：回路切换（4）电路中端子3与端子1闭合，连接光伏与直流排给负载供电，只不过晚上光伏输出电流为0。
储能电池回路：同时，端子2与端子1闭合，端子4与其他端子断开，连接储能电池与市电直流排（7）给负载放电，当储能电池电量放完时，市电直流独自带负载。
市电直流回路：市电直流排（7）与负载回路一直保持连接，当电池组电量放完之后，负载所需电流全部由市电直流供电。
6、23:00-08:00：谷电期，市电直流带负载并给电池充电，充满电池后，市电直流与光伏输出电流叠加带负载，只不过晚上光伏电源输出为0。见图2（c）和（a）。
光伏电源回路：当市电直流给储能电池充电时，断开端子3与1，当储能电池充满后，闭合端子3与1，连接光伏与直流排，等待太阳升起时光伏发电给负载供电。
储能电池回路：回路切换（4）电路中端子4与端子1闭合，其他端子断开，接通市电直流给储能电池充电，当储能电池充满时，断开端子1与4，切断市电直流对储能电池的充电。
市电直流回路：市电直流独自带负载，晚上市电直流给储能电池充电时，闭合端子1与4，当储能电池充满时断开端子1与4，晚上充电时市电直流带负载，早晨太阳升起后光伏与市电直流叠加给负载供电。
Claims (5)
1.一种光伏与储能配合实现通迅基站节电降费的***，其***特征包括光伏阵列（1）、光伏DC/DC（2）、储能电池（3）、回路切换（4）、电池DC/DC升压（5）、具有信息采集与切换控制功能的监控模块（6）；
所述的光伏阵列（1）接光伏DC/DC（2）的输入端，光伏DC/DC（2）输出端接回路切换（4），储能电池（3）一路接电池DC/DC升压（5）输入端，升压后输出端接回路切换（4），另一路直连回路切换（4），回路切换（4）与市电直流排（7）连接；
***运行特征是监控模块（6）根据分时电价政策、电源优先使用策略和收集到的监控信息，控制回路切换（4）中的开关，按要求闭合或断开不同的电源回路，以完成预定的节能降费操作：在峰电期光伏阵列（1）与储能电池（3）叠加向直流负载（8）供电；在平电期光伏阵列（1）与市电直流叠加向直流负载（8）供电或者光伏阵列（1）向储能电池（3）充电而市电直流向直流负载（8）供电；在谷电期市电直流带负载并向储能电池（3）充电。
2.本***与通讯基站在用的供电***各自独立运行，不需要进行跨***的信息获取与设备操控，两者之间只有市电直流排（7）与本***直流排会发生连接；在用***的备用电池（9）任然负责市电中断时的应急响应，而本***所述的储能电池（3）只负责利用峰谷价差充放电套利。
3.所述的电池DC/DC升压（5）提升并控制储能电池（3）的输出电压，使其略低于光伏DC/DC（2）的输出电压但高于市电直流排的（7）电压，以实现不同电源按优先顺序向直流负载（8）供电，电源电压从高到低的顺序就是电源供电的优先顺序：光伏阵列（1）>储能电池（3）>市电直流排（7）>备用电池（9）。
4.所述的监控模块（6）采集并分析光伏DC/DC（2）的运行信息和储能电池（3）电池管理***（BMS）的运行数据，并根据分时电价政策和节能降费策略适时控制回路切换（4）中不同的端子进行闭合与断开，用不同的电源组合向直流负载（8）供电、向储能电池（3）充电。
5.所述的回路切换（4）电路在监控模块（6）中的切换控制作用下，使其中的开关端子1、2、3、4实现不同组合的闭合与断开，让不同电源叠加在负载回路向负载供电和叠加在电池回路向储能电池（3）充电。
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Cited By (1)
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| CN117856314A (zh) * | 2024-03-04 | 2024-04-09 | 泉州亿力电气技术设备有限公司 | 一种分布式储能管理方法 |
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2023
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