CN216216624U - 光储柴一体化基站综合供电*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于基站供电技术领域,具体公开了一种光储柴一体化基站综合供电***,包括光伏组件、市电模块、柴油发电机模块、直流电源变换器、储能电池组和工控机,光伏组件的电能输出端与直流电源变换器的直流输入端连接,市电模块和柴油发电机模块的电能输出端通过第一ATS开关与直流电源变换器的交流输入端连接,直流电源变换器的输出端均别与储能电池组和负载连接,储能电池组的电能输出端与负载连接,工控机设有多个信息采集端,用于采集对应的输出电能信息,工控机分别与光伏组件、市电模块、柴油发电机模块和储能电池组的供电控制端连接。采用本技术方案,利用工控机控制各组件和模块配合供电,保证基站运行稳定。
Description
技术领域
本实用新型属于基站供电技术领域,涉及一种光储柴一体化基站综合供电***。
背景技术
每年有成千上万的紧急电话通过无线设备进行拨打传输,这意味着即使在电网停电期间或恶劣天气情况下,基站也不能出现故障而停电,这些基站设施需要大量的备用电源以确保最终用户信息流永不停止。因此保证基站的可靠供电显得尤为重要,为了彻底解决偏远地区基站的可靠供电问题,设计开发了光储柴一体化基站综合供电***,主要面向于荒山、岛屿、荒漠等偏远地区的末端基站使用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种光储柴一体化基站综合供电***,实现对基站的可靠供电。
为了达到上述目的,本实用新型的基础方案为:一种光储柴一体化基站综合供电***,包括光伏组件、市电模块、柴油发电机模块、直流电源变换器、储能电池组和工控机;
所述光伏组件的电能输出端与直流电源变换器的直流输入端连接;
所述市电模块的电能输出端通过第一ATS开关与直流电源变换器的交流输入端连接;
所述柴油发电机模块的电能输出端通过第二ATS开关与直流电源变换器的交流输入端连接;
所述直流电源变换器的输出端分别与储能电池组和负载连接,所述储能电池组的电能输出端与负载连接;
所述工控机设有多个信息采集端,所述信息采集端分别设置在光伏组件、市电模块、柴油发电机模块和储能电池组的电能输出端,用于采集对应的输出电能信息,工控机分别与光伏组件、市电模块、柴油发电机模块和储能电池组的供电控制端连接。
本基础方案的工作原理和有益效果在于:工控机通过采集的电能信息,判断各组件和模块的运行及供电情况,从而控制各组件和模块的启停。光伏组件可通过直流电源变换器将太阳能转换为电源供运营商负载使用,且多余的电能可通过储能电池组进行充电存储。市电模块用于对负载供电,而当市电停电时,通过工控机控制柴油发电机模块启动进行负载供电,并向储能电池组充电。储能电池组内存储的电能也可在需要时为基站负载供电,以多个供电模块保证基站能源,实现对基站的可靠供电。
进一步,还包括箱体,所述光伏组件、市电模块、柴油发电机模块、储能电池组和工控机均设置在箱体内,所述箱体上设有烟感模块、水浸模块和门行程开关;
所述烟感模块包括多个烟雾采集端和与烟感采集端一一对应的烟感警报器,多个烟雾采集端分别安装在箱体内的各侧面上,烟雾采集端的输出端与对应的烟感警报器连接,烟感警报器设置在对应的箱体外壁上;
所述水浸模块设置在箱体的箱门四侧,用于采集水浸信号,水浸模块的输出端连接有水浸报警器和烘干机的控制端;
所述门行程开关设置在箱体的箱门处,用于控制箱门开、闭。
箱体起防护作用,且光伏组件、市电模块、柴油发电机模块、储能电池组和工控机均置于箱体内,便于整体安装、维护。箱体上设置烟感模块、水浸模块和门行程开关,实现对箱体内设备的火情防护、水浸防护和门锁防护,提高设备使用的安全性。
进一步,所述烟感模块的输出端与门行程开关的开启控制端连接,水浸模块的输出端与门行程开关的关闭控制端连接。
当烟感模块采集到烟雾信息时,烟感模块输出控制信号至门行程开关,控制箱门打开,便于及时排烟散热,同时有利于工作人员快速处理箱体内故障。而水浸模块检测到水浸入箱体内的信号时,为避免水汽更多进入箱体,需要保证箱门处于关闭状态。
进一步,还包括串口服务器,所述工控机通过串口服务器分别与光伏组件、市电模块、柴油发电机模块和储能电池组连接。
利用串口服务器,保证工控机与其他部件的顺利连接,利于使用。
进一步,还包括云端服务器,所述云端服务器通过无线通信模块与工控机的信号输出端连接。
通过云端服务器,远程接收工控机采集的各种电能信号和工控机自身的运行信息,便于查看。
进一步,所述直流电源变换器包括监控模块、多个光伏模块和多个整流模块,所述监控模块用于采集所述直流输入端、所述交流输入端和储能电池组的电流、电压信息,监控模块的输出端与直流电源变换器的输出控制端连接;
直流电源变换器的直流输入端与光伏模块连接,直流电源变换器的交流输入端与整流模块连接,光伏模块和整流模块的输出端并联在储能电池组所在的公共直流母线上。
直流电源变换器将光伏组件串联接入的高压直流、柴发或者交流市电输入的交流电通过光伏模块或者整流模块转换为稳定、可靠的直流电,再分配给多路负载供电。监控单元,可以实时监控***各部件的运行状态,并进行相应的智能控制。
进一步,所述工控机采集的电能信息包括光伏组件的电压、电流及功率信息,市电模块的通电信息,柴油发电机模块的功率及功率持续时间,以及储能电池组的SOC。
获取的电能信息经工控机处理后,用于分析输出对应的控制信号至相应组件模块,控制供电。
附图说明
图1是本实用新型光储柴一体化基站综合供电***的流程示意图;
图2是本实用新型光储柴一体化基站综合供电***的直流电源变换器的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,除非另有规定和限定,需要说明的是,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,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的具体含义。
如图1所示,本实用新型公开了一种光储柴一体化基站综合供电***,为通讯运营商的基站设备提供安全可靠的DC电源供电,DC电源为-48V或-57V,以便为4G或5G基站负载供电。该***包括光伏组件、市电模块、柴油发电机模块、直流电源变换器、储能电池组和工控机。
光伏组件的电能输出端与直流电源变换器的直流输入端电性连接,光伏组件采用PV光伏板将收集太阳能,如400Wp的光伏板(例如DA-400)7串,分3组6列接入***,安装容量达16kWp,实际使用中可以根据项目安装地的实际光照辐射条件进行PV板数量的调整,以满足客户不同的实际需求。
市电模块的电能输出端通过第一ATS开关(Automatic transfer switchingquipment,自动转换开关)与直流电源变换器的交流输入端电性连接。
柴油发电机模块的电能输出端通过第二ATS开关与直流电源变换器的交流输入端电性连接,柴油发电机模块选用4冲程直列4缸水冷柴油发动机组(例如GB-164C),机组的额定输出功率定为9kW,备用功率为10kW,并开发有实用于高海拔和寒冷地区的机组配置,可根据用户基站的所在地区进行合理机组选配,高海拔及寒冷地区使用的机组为了保证满功率的输出要求,对发动机和发电机都提高了功率配置,并增加了进气加热和水套加热装置,保证机组能够随时启动成功。机组底座油箱设计容量为1000L,可满足机组满功率运行370h,底座油箱为6mm的A3钢板整体式折弯焊接而成,坚固耐用,油箱设计有电子油位计,电子油位表安装位,供控制***检测柴油的实时油位,右侧有加油口和放油口,加油口内有过滤网,可对柴油进行初级过滤,放油口安装有4分的阀门,便于定期排出油箱内底油及沉积物。
直流电源变换器的输出端分别与储能电池组和负载电性连接,储能电池组的电能输出端与负载电性连接,储能电池组采用锂电池组,优选用方形磷酸铁锂电池,安全性更高,例如配置48V 100Ah的磷酸铁锂模组4个或10个,48V 100Ah的磷酸铁锂模组由1组3.2V100Ah磷酸铁锂电芯16串1并连接组成,配备一套BMS电池管理***;带485通信接口。基站有多余电量进行储能,电量不足时由光伏组件或者柴油发电机模块补充。
如图2所示,直流电源变换器包括监控模块(如DC2600监控模块)、多个光伏模块(如采用3个光伏模块,光伏模块即图中2的直流变换模块)和多个整流模块(如3个,每个整流模块的输出功率为3KW),监控模块用于采集所述直流输入端、交流输入端和储能电池组的电流、电压信息,监控模块的输出端与直流电源变换器的输出控制端电性连接。直流电源变换器的直流输入端与光伏模块电性连接,直流电源变换器的交流输入端与整流模块电性连接,光伏模块和整流模块的输出端并联在储能电池组所在的公共直流母线上(正极接地),公共直流母线上设有直流分配单元。
在直流电源变换器正常运行过程中,直流电源变换器中的监控模块检测光伏组件输入的发电量充足,则控制光伏组件优先向负载和储能电池充电。当光伏组件发电量较低且市电模块电量供应正常的情况下,监控模块输出对应控制信号,控制整流模块补充给直流负载供电和蓄电池充电。当市电模块处于停电状态且光伏组件无太阳能输入时,整流模块和光伏模块停止工作,由储能电池组给直流负载供电。当市电模块或光伏组件输入恢复后,整流模块或光伏模块重新给直流负载供电,并对储能电池组充电,补充消耗的电量。
工控机设有多个信息采集端,信息采集端分别设置在光伏组件、市电模块、柴油发电机模块和储能电池组的电能输出端,用于采集对应的输出电能信息,工控机分别与光伏组件、市电模块、柴油发电机模块和储能电池组的供电控制端电性连接。工控机是一种加固的增强型个人计算机,工控机可对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制。工控机采集的电能信息包括光伏组件的电压、电流及功率信息,市电模块的通电信息,柴油发电机模块的功率及功率持续时间,以及储能电池组的SOC(State ofcharge,即荷电状态,用来反映电池的剩余容量,其数值上定义为剩余容量占电池容量的比值)。
本方案的一种优选方式中,光储柴一体化基站综合供电***还包括箱体,光伏组件、市电模块、柴油发电机模块、储能电池组和工控机均设置在箱体内,箱体上设有烟感模块、水浸模块和门行程开关。烟感模块包括多个烟雾采集端(例如烟雾传感器MQ-2等)和与烟感采集端一一对应的烟感警报器(采用蜂鸣器或LED灯等),多个烟雾采集端分别安装在箱体内的各侧面上,烟雾采集端的输出端与对应的烟感警报器电性连接,烟感警报器设置在对应的箱体外壁上,例如烟感警报器焊接或粘接在箱体外壁上,工作人员根据对应箱体外壁上的烟雾报警器可快速获取事故发生的位置,从而加快检修速度。
箱体上的水浸模块设置在箱体的箱门四侧,用于采集箱门四侧的水浸信号,信息采集全面。水浸模块的输出端电性连接有水浸报警器和烘干机的控制端,烘干机设置在箱门内侧,水浸报警器安装在箱门外壁上。水浸模块优选用水浸传感器或湿度传感器等,如XW1000定位漏水感应线、XW-DC-01水浸传感器等。门行程开关设置在箱体的箱门处,用于控制箱门开、闭。优选,烟感模块的输出端与门行程开关的开启控制端电性连接,水浸模块的输出端与门行程开关的关闭控制端电性连接。当烟感模块采集到烟雾信息时,烟感模块输出控制信号至门行程开关,控制箱门打开,便于及时排烟散热,同时有利于工作人员快速处理箱体内故障。而水浸模块检测到水浸入箱体内的信号时,为避免水汽更多进入箱体,需要保证箱门处于关闭状态。
本方案的一种优选方式中,光储柴一体化基站综合供电***还包括串口服务器,工控机通过串口服务器分别与光伏组件、市电模块、柴油发电机模块和储能电池组电性连接。串口服务器采用8口RS232/485机架式串口服务器,支持8路485串口,串口服务器将多路分散、低速、不同标准的串口设备转换成以太网进行集中管理,安装虚拟串口之后可以实现对串口数据的远程读取。
本方案的一种优选方式中,光储柴一体化基站综合供电***还包括云端服务器,云端服务器通过无线通信模块与工控机的信号输出端电性连接,无线通信模块可采用DTU设备(Data Transfer unit,数据传输单元,是专门用于将串口数据转换为IP数据或将IP数据转换为串口数据通过无线通信网络进行传送的无线终端设备)。串口服务器也可通过DTU发送数据到网络上指定的服务器,DTU也可接受来自服务器的数据,并将信息转发至串口设备。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种光储柴一体化基站综合供电***,其特征在于,包括光伏组件、市电模块、柴油发电机模块、直流电源变换器、储能电池组和工控机;
所述光伏组件的电能输出端与直流电源变换器的直流输入端连接;
所述市电模块的电能输出端通过第一ATS开关与直流电源变换器的交流输入端连接;
所述柴油发电机模块的电能输出端通过第二ATS开关与直流电源变换器的交流输入端连接;
所述直流电源变换器的输出端分别与储能电池组和负载连接,所述储能电池组的电能输出端与负载连接;
所述工控机设有多个信息采集端,所述信息采集端分别设置在光伏组件、市电模块、柴油发电机模块和储能电池组的电能输出端,用于采集对应的输出电能信息,工控机分别与光伏组件、市电模块、柴油发电机模块和储能电池组的供电控制端连接。
2.如权利要求1所述的光储柴一体化基站综合供电***,其特征在于,还包括箱体,所述光伏组件、市电模块、柴油发电机模块、储能电池组和工控机均设置在箱体内,所述箱体上设有烟感模块、水浸模块和门行程开关;
所述烟感模块包括多个烟雾采集端和与烟感采集端一一对应的烟感警报器,多个烟雾采集端分别安装在箱体内的各侧面上,烟雾采集端的输出端与对应的烟感警报器连接,烟感警报器设置在对应的箱体外壁上;
所述水浸模块设置在箱体的箱门四侧,用于采集水浸信号,水浸模块的输出端连接有水浸报警器和烘干机的控制端;
所述门行程开关设置在箱体的箱门处,用于控制箱门开、闭。
3.如权利要求2所述的光储柴一体化基站综合供电***,其特征在于,所述烟感模块的输出端与门行程开关的开启控制端连接,水浸模块的输出端与门行程开关的关闭控制端连接。
4.如权利要求1所述的光储柴一体化基站综合供电***,其特征在于,还包括串口服务器,所述工控机通过串口服务器分别与光伏组件、市电模块、柴油发电机模块和储能电池组连接。
5.如权利要求1所述的光储柴一体化基站综合供电***,其特征在于,还包括云端服务器,所述云端服务器通过无线通信模块与工控机的信号输出端连接。
6.如权利要求1所述的光储柴一体化基站综合供电***,其特征在于,所述直流电源变换器包括监控模块、多个光伏模块和多个整流模块,所述监控模块用于采集所述直流输入端、所述交流输入端和储能电池组的电流、电压信息,监控模块的输出端与直流电源变换器的输出控制端连接;
直流电源变换器的直流输入端与光伏模块连接,直流电源变换器的交流输入端与整流模块连接,光伏模块和整流模块的输出端并联在储能电池组所在的公共直流母线上。
7.如权利要求1所述的光储柴一体化基站综合供电***,其特征在于,所述工控机采集的电能信息包括光伏组件的电压、电流及功率信息,市电模块的通电信息,柴油发电机模块的功率及功率持续时间,以及储能电池组的SOC。
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Cited By (1)
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CN117639522A (zh) * | 2023-11-28 | 2024-03-01 | 辽宁振昌智能电气设备有限公司 | 一种应用于高寒地区的5g基站供电变换器 |
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- 2021-09-24 CN CN202122324561.5U patent/CN216216624U/zh active Active
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CN117639522A (zh) * | 2023-11-28 | 2024-03-01 | 辽宁振昌智能电气设备有限公司 | 一种应用于高寒地区的5g基站供电变换器 |
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