CN218071068U - 一种基于控制电池侧的削峰填谷通信基站节能*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及通信基站电池管理***技术领域，特别涉及一种基于控制电池侧的削峰填谷通信基站节能***，包括开关电源、负载、智能电池和通信报文传输装置，所述开关电源和智能电池均与负载连接，所述智能电池和通信报文传输装置连接；本实用新型提供一种不需要增加额外的电力设备、成本低廉且实施方便的基于控制电池侧的削峰填谷通信基站节能***。

Description

一种基于控制电池侧的削峰填谷通信基站节能***

技术领域

本实用新型涉及通信基站电池管理***技术领域，特别涉及一种基于控制电池侧的削峰填谷通信基站节能***。

背景技术

通信基站是人们日常生活中必不可缺的设施，随着通信技术的发展，通信基站的需求也随之扩大，巨大的需求所带来的就是电力***的巨大消耗。

目前国内外通信基站基本采用的都是实时用电的方案，即不区分用电高峰期和低谷期，持续接入市电保证通信基站的正常运行。由于电厂是全天候持续发电的，如果发出来的电不用掉，用于发电的能源也就浪费掉了。一个电厂的发电能力通常是固定的，不会轻易改变，但是用电高峰通常在白天，造成白天电不够用，晚上则是低谷，造成多余用不掉的电被浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷和不足，提供一种不需要增加额外的电力设备、成本低廉且实施方便的基于控制电池侧的削峰填谷通信基站节能***。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种基于控制电池侧的削峰填谷通信基站节能***，包括开关电源、负载、智能电池和通信报文传输装置，所述开关电源和智能电池均与负载连接，所述智能电池和通信报文传输装置连接。

进一步地，所述智能电池包括双向DCDC和电池，所述双向DCDC与电池连接。

进一步地，所述双向DCDC包括DSP、开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4和电感L1，所述DSP分别与开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4连接，所述开关管Q1和开关管Q2串联，所述开关管Q3和开关管Q4串联，所述开关管Q1和开关管Q2的公共端以及开关管Q3和开关管Q4的公共端通过电感L1连接。

进一步地，所述双向DCDC还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述电阻R1、电阻R2和电阻R5串联，所述电阻R3、电阻R4和电阻R6串联，所述DSP分别与电阻R1和电阻R2的公共端以及电阻R3和电阻R4的公共端连接，所述电阻R5和电阻R6均与DSP连接。

进一步地，所述通信报文传输装置为FSU或峰谷控制器。

进一步地，所述电池为锂电池。

采用上述技术方案后，本实用新型具有以下积极的效果：

(1)本实用新型通过双向DCDC调整智能电池的输出电压，然后依据智能电池的输出电压与开关电源的输出电压的大小来切换负载的供电主体，使得用电低谷期由开关电源对负载供电并且开关电源对智能电池充电，用电高峰期由智能电池对负载供电，从而保证电力的充分利用，节能，成本低廉且实施方便；

(2)本实用新型中供电主体的切换方式无需通过继电器、MOSFET等开关来机械的切换供电主体，从而避免了由于继电器、MOSFET等故障导致切换失败掉站的风险，相对而言比较稳定可靠。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易和清楚地被理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步的详细说明，其中：

图1为本实用新型的框架图；

图2为本实用新型双向DCDC的拓扑图；

图3为本实用新型双向DCDC工作于BOOST升压放电模式的状态图；

图4为本实用新型双向DCDC工作于BUCK降压充电模式的状态图。

图中：开关电源1、负载2、智能电池3、双向DCDC31、电池32、通信报文传输装置4。

具体实施方式

如图1所示，一种基于控制电池侧的削峰填谷通信基站节能***，包括开关电源1、负载2、智能电池3和通信报文传输装置4，开关电源1和智能电池3均与负载2连接，智能电池3和通信报文传输装置4连接。具体的，开关电源1与交流市电连接，负载2为通信基站，负载2与开关电源1和智能电池3的输出公共端连接，智能电池3包括双向DCDC31和电池32，双向DCDC31与电池32连接，电池32为锂电池，通信报文传输装置4为FSU或峰谷控制器，智能电池3和通信报文传输装置4的连接方式为RS485接口连接，物理接口为RJ45插座，通信报文格式为MODBUS协议格式，通信报文的内容可以通过后台编辑。通过双向DCDC31调整智能电池3的输出电压，然后依据智能电池3的输出电压与开关电源1的输出电压的大小来切换负载2的供电主体，使得用电低谷期由开关电源1对负载2供电并且开关电源1对智能电池3充电，用电高峰期由智能电池3对负载2供电，从而保证电力的充分利用，节能，成本低廉且实施方便。

如图2所示，双向DCDC31包括DSP、开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4和电感L1，DSP通过驱动电路分别与开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4连接，开关管Q1～Q4均为N-MOSFET，开关管Q1和开关管Q2串联，开关管Q3和开关管Q4串联，开关管Q1和开关管Q2的公共端以及开关管Q3和开关管Q4的公共端通过电感L1连接，电感L1为PWM开关变换储能电感。双向DCDC31还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，电阻R1、电阻R2和电阻R5串联，电阻R3、电阻R4和电阻R6串联，DSP分别与电阻R1和电阻R2的公共端以及电阻R3和电阻R4的公共端连接，电阻R1～R4为分压电阻，用于双向DCDC31输入端以及输出端的电压检测，电阻R5通过U1与DSP连接，电阻R6通过U2与DSP连接，电阻R5和电阻R6为检流电阻，用于检测双向DCDC31输入端以及输出端的电流，U1和U2为运放，用来将检流电阻的电压信号放大后输入至DSP处理，所有控制以及检测信号均由DSP发出和检测。双向DCDC31的工作模式包括BOOST升压放电模式和BUCK降压充电模式：当工作在BOOST升压放电模式时，DSP控制开关管Q3为导通状态，开关管Q4为断开状态，开关管Q1通过DSP调节占空比为1-D，起开关变换作用，开关管Q2通过DSP调节占空比为D，起续流作用，通过DSP检测输出端电压以及电流来反馈至PWM调节控制稳定输出，如图3所示，实线为放电电流走向，虚线为续流回路电流走向；当工作在BUCK降压充电模式时，DSP控制开关管Q3为导通状态，开关管Q4为断开状态，开关管Q1通过DSP调节占空比为D，起开关变换作用，开关管Q2通过DSP调节占空比为1-D，起续流作用，通过DSP检测电池端电压以及电流来反馈至PWM调节控制稳定输入，如图4所示，实线为放电电流走向，虚线为续流回路电流走向。在用电低谷期，双向DCDC31工作在BUCK降压充电模式，此时双向DCDC31将开关电源1的输入电压降压对电池32充电，将市电的能量储存到电池32中，电池32充满后立即停止充电，后续电池32一直处于浮充电状态，开关电源1作为供电主体给负载2供电，如果此时外部市电停电，则电池32作为供电主体给负载2供电，确保负载2不断电；在用电高峰期，双向DCDC31工作在BOOST升压放电模式，双向DCDC31会调制电池32内部电压高于开关电源1电压，从而供电主体由用电低谷期的开关电源1转为电池32来对负载2进行供电。需要说明的是，本实用新型区别于常规的削峰填谷应用场景，本实用新型中开关电源1并没有实际的断开，当电池32的电能不够用的时候，双向DCDC31会自动切换工作模式，重新切入开关电源1为供电主体对负载2进行供电。

本***具体工作时，假定第一时间段为高峰段，设定的时间为早上8:00至晚上22:00，共14小时称为峰段；第二时间段为低谷段，设定的时间为晚上22:00至第二天上午8:00共10个小时称为谷段。

在早上8:00时，通信报文传输装置4通过RS485接口发送BOOST升压放电指令，指令如下：

(1)发送断开智能电池充电MOSFET报文：D6 06 10 7D 00 55 CF 0A；

(2)发送设置智能电池BOOST升压放电模式报文：D6 06 10 16 01 01 BE B9；

(3)发送设置智能电池输出电压报文：D6 06 10 10 15 4A 11 8F。

按照顺序发送上述三条指令即可打开智能电池3的BOOST升压放电模式，将智能电池3的输出电压设置成大于开关电源1的输出电压，双向DCDC31开始切换工作模式进入BOOST升压放电模式。

在晚上22:00时，通信报文传输装置4通过RS485接口发送BUCK降压充电指令，指令如下：

(1)发送设置智能电池放电输出电压报文：D6 06 10 10 14 B4 91 9F；

(2)发送设置智能电池模式，退出BOOST升压放电模式报文：D6 06 10 16 03 033E 18；

(3)发送闭合智能电池充电MOSFET报文：D6 06 10 7D 00 01 CE F5。

按照顺序发送上述三条指令即可退出智能电池3的BOOST升压放电模式，将智能电池3的输出电压设置成低于开关电源1的输出电压，双向DCDC31开始切换工作模式进入BUCK降压充电模式。

本***通过通信报文传输装置4将控制指令发送至智能电池3，智能电池3接收到指令后做出对应的响应动作来控制负载2的供电主体。相比于通过继电器、MOSFET等开关机械式切换供电主体来说，本***通过比较智能电池3和开关电源1的输出电压来切换供电主体，当在用电高峰段期间，如果出现电池32能量不足时，智能电池3能够自动切换至开关电源1供电。假设电池32的SOC低于10％后，智能电池3能够自主控制工作模式，即从原来的BOOST升压放电模式自动切换为BUCK降压充电模式，从而将供电主体切换到开关电源1，避免电池32完全过放，同时避免了因为继电器、MOSFET等故障导致切换失败掉站的风险，相对而言比较稳定可靠。本实用新型中通过指令控制智能电池3，提高了双向DCDC31工作模式切换的准确性，也避免了干扰。另外，上述举例的指令可以根据实际电池的需求编辑，不限于上述举例的指令。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于控制电池侧的削峰填谷通信基站节能***，其特征在于：包括开关电源(1)、负载(2)、智能电池(3)和通信报文传输装置(4)，所述开关电源(1)和智能电池(3)均与负载(2)连接，所述智能电池(3)和通信报文传输装置(4)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于控制电池侧的削峰填谷通信基站节能***，其特征在于：所述智能电池(3)包括双向DCDC(31)和电池(32)，所述双向DCDC(31)与电池(32)连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于控制电池侧的削峰填谷通信基站节能***，其特征在于：所述双向DCDC(31)包括DSP、开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4和电感L1，所述DSP分别与开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4连接，所述开关管Q1和开关管Q2串联，所述开关管Q3和开关管Q4串联，所述开关管Q1和开关管Q2的公共端以及开关管Q3和开关管Q4的公共端通过电感L1连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于控制电池侧的削峰填谷通信基站节能***，其特征在于：所述双向DCDC(31)还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述电阻R1、电阻R2和电阻R5串联，所述电阻R3、电阻R4和电阻R6串联，所述DSP分别与电阻R1和电阻R2的公共端以及电阻R3和电阻R4的公共端连接，所述电阻R5和电阻R6均与DSP连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于控制电池侧的削峰填谷通信基站节能***，其特征在于：所述通信报文传输装置(4)为FSU或峰谷控制器。

6.根据权利要求2所述的一种基于控制电池侧的削峰填谷通信基站节能***，其特征在于：所述电池(32)为锂电池。

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