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专利名称：一种通信基站智能混合供电系统

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202311129228.6

专利申请（专利权）人：中国铁塔股份有限公司西藏自治区分公司
权利人地址：西藏自治区拉萨市柳梧新区北京大道以西、海西路以南军民路3号

专利发明（设计）人：冯超林,鲁亚光,白玛旺久,宋丹清,马海艳

专利摘要：本发明涉及一种通信基站智能混合供电系统，包括光伏配电模块、市电配电模块、油机配电模块、储能配电模块和主控模块，主控模块包括能源柜控制单元、智能配电单元、电池充放电接口、合路单元和油机启停控制单元，智能配电单元、电池充放电接口、合路单元、油机启停控制模块均与能源柜控制模块连接，电池充放电接口与合路单元连接，合路单元与智能配电单元连接，光伏配电模块与合路单元连接，市电配电模块与合路单元连接，油机配电模块与智能配电模块连接，油机配电模块与油机启停控制单元连接，油机启停控制单元用于控制油机配电模块启停。本发明能够充分利用丰富的太阳能对通信基站进行电能补充，从而保证偏远地区通信基站的正常运行。

主权利要求：
1.一种通信基站智能混合供电系统，其特征在于：包括光伏配电模块、市电配电模块、油机配电模块、储能配电模块和主控模块，所述光伏配电模块、市电配电模块、油机配电模块、储能配电模块均与所述主控模块连接；所述主控模块包括能源柜控制单元、智能配电单元、电池充放电接口、合路单元和油机启停控制单元，所述智能配电单元、电池充放电接口、合路单元、油机启停控制单元均与所述能源柜控制单元连接；所述电池充放电接口与所述合路单元连接，所述合路单元与所述智能配电单元连接，所述智能配电单元用于与基站负载连接；所述光伏配电模块与所述合路单元连接，用于为所述合路单元提供直流电源，所述市电配电模块与所述合路单元连接，用于为所述合路单元提供直流电源；所述油机配电模块与所述智能配电单元连接，用于为所述智能配电单元提供直流电源，所述油机配电模块与所述油机启停控制单元连接，所述油机启停控制单元用于控制所述油机配电模块启停；
所述储能配电模块与所述电池充放电接口连接，所述电池充放电接口与所述合路单元连接；所述光伏配电模块包括光伏板、直流电输入端子、第一直流输出端子、降压稳压模块和第一控制线，所述光伏板与所述直流电输入端子连接，所述直流电输入端子与所述降压稳压模块的输入端连接，所述第一直流输出端子与所述降压稳压模块的输出端连接，所述降压稳压模块通过所述第一控制线与所述能源柜控制单元连接，所述第一直流输出端子与所述合路单元连接；所述油机配电模块包括油机、第二交流电输入端子、第三直流输出端子、第二整流模块和第三控制线，所述油机与所述第二交流电输入端子连接，所述第二交流电输入端子与所述第二整流模块的输入端连接，所述第二整流模块的输出端与所述第三直流输出端子连接，所述油机通过所述第三控制线与所述油机启停控制单元连接，所述第三直流输出端子与所述智能配电单元连接；所述市电配电模块包括第一交流电输入端子、第二直流输出端子、第一整流模块和第二控制线，所述第一交流电输入端子用于与市电连接，并与第一整流模块的输入端连接，所述第二直流输出端子与所述第一整流模块的输出端连接，所述第一整流模块通过所述第二控制线与所述能源柜控制单元连接，所述第二直流输出端子与所述合路单元连接；所述合路单元包括第一DSP模块单元、第二DSP模块单元和第三DSP模块单元，所述第一DSP模块单元与所述第一直流输出端子连接，所述第二DSP模块单元与所述第二直流输出端子连接，所述第三DSP模块单元与所述电池充放电接口连接，所述第一DSP模块单元、第二DSP模块单元和第三DSP模块单元均与所述智能配电单元连接，通过第一DSP模块单元、第二DSP模块单元和第三DSP模块单元将光伏配电模块、市电配电模块和储能配电模块的直流电进行合路、调谐后，转发给智能配电单元为基站负载供电。
2.根据权利要求1所述的通信基站智能混合供电系统，其特征在于：所述储能配电模块包括储能电池和电池管理器，所述储能电池与所述电池管理器连接，所述电池管理器与所述电池充放电接口连接。
3.根据权利要求2所述的通信基站智能混合供电系统，其特征在于：所述智能配电单元包括分户空开和分路计量控制板，所述分户空开设置有多个，均与所述分路计量控制板连接，所述分路计量控制板与所述能源柜控制单元连接，所述分户空开与所述合路单元连接。 说明书 : 一种通信基站智能混合供电系统技术领域[0001] 本发明涉及供电设备技术领域，具体涉及一种通信基站智能混合供电系统。背景技术[0002] 通信基站是移动通信系统中的重要设备，它用于无线通信信号的传输和接收。通信基站可以被视为一个无线电发射和接收器，在特定的频率范围内与移动设备进行通信。通信基站通常由天线、无线电设备、控制单元、数据传输网络几个主要组成部分构成，天线用于接收和发送无线信号，天线有不同类型和形式，如指向性天线、全向天线等，无线电设备包括收发信机、调制解调器、功放器等，收发信机用于与移动设备进行信号传输和接收，调制解调器负责信号的调制和解调，功放器增强信号的传输距离，控制单元控制和管理整个基站的运行状态，包括信号处理、用户管理、电源管理等，数据传输网络用于将基站与核心网络连接起来，实现数据的传输与交换。通信基站的工作原理是基站通过天线接收移动设备发送的信号，并将其传输到无线电设备中进行处理和解码，然后，通过数据传输网络将处理后的信号发送到核心网络，核心网络会将信号转发给目标设备或其他基站，同时，基站也负责接收核心网络发送的信号，并通过无线电设备将其发送到移动设备，通信基站的部署和布局通常由运营商或通信设备提供商根据网络需求进行规划。它们通常被安装在高楼、山顶、塔架等位置，以提供更好的信号覆盖范围和通信质量。[0003] 在我国的西部偏远地区。如西藏、新疆等地区，存在着许多地广人稀、电力网络覆盖不完整的地方，由于缺少电力供应，经常出现市电停供的现象，从而影响基站的正常运行，而这些地方的风光资源较为丰富，如何利用风光资源对市电进行互补，以保证通信基站的正常运行，成为本领域技术人员亟须解决的技术问题。发明内容[0004] 本发明的目的是提供一种通信基站智能混合供电系统，解决目前通信基站供电存在的上述问题。[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：[0006] 一种通信基站智能混合供电系统，包括光伏配电模块、市电配电模块、油机配电模块、储能配电模块和主控模块，所述光伏配电模块、市电配电模块、油机配电模块、储能配电模块均与所述主控模块连接；所述主控模块包括能源柜控制单元、智能配电单元、电池充放电接口、合路单元和油机启停控制单元，所述智能配电单元、电池充放电接口、合路单元、油机启停控制模块均与所述能源柜控制模块连接；所述电池充放电接口与所述合路单元连接，所述合路单元与所述智能配电单元连接，所述智能配电单元用于与基站负载连接；所述光伏配电模块与所述合路单元连接，用于为所述合路单元提供直流电源，所述市电配电模块与所述合路单元连接，用于为所述合路单元提供直流电源；所述油机配电模块与所述智能配电模块连接，用于为所述智能配电模块提供直流电源，所述油机配电模块与所述油机启停控制单元连接，所述油机启停控制单元用于控制所述油机配电模块启停；所述储能配电模块与所述充电充放电接口连接，所述电池充放电接口与所述合路单元连接[0007] 进一步优。龉夥涞缒？榘ü夥、直流电输入端子、第一直流输出端子、降压稳压模块和第一控制线，所述光伏板与所述直流电输入端子连接，所述直流电输入端子与所述降压稳压模块的输入端连接，所述第一直流输出端子与所述降压稳压模块的输出端连接，所述降压稳压模块通过所述第一控制线与所述能源柜控制单元连接，所述第一直流输出端子与所述合路单元连接。[0008] 进一步优。鍪械缗涞缒？榘ǖ谝唤涣鞯缡淙攵俗、第二直流输出端子、第一整流模块和第二控制线，所述第一交流电输入端子用于与市电连接，并与第一整流模块的输入端连接，所述第二直流输出端子与所述第一整流模块的输出端连接，所述第一整流模块通过所述第二控制线与所述能源柜控制单元连接，所述第二直流输出端子与所述合路单元连接。[0009] 进一步优。鲇突涞缒？榘ㄓ突、第二交流电输入端子、第三直流输出端子、第二整流模块和第三控制线，所述油机与所述第二交流电输入端子连接，所述第二交流电输入端子与所述第二整流模块的输入端连接，所述第二整流模块的输出端与所述第三直流输出端子连接，所述油机通过所述第三控制线与所述油机启停控制模块连接，所述第三直流端子与所述智能配电单元连接。[0010] 进一步优。龃⒛芘涞缒？榘ù⒛艿绯睾偷绯毓芾砥，所述储能电池与所述电池管理器连接，所述电池管理器与所述电池充放电接口连接。[0011] 进一步优。鲋悄芘涞绲ピǚ只Э湛头致芳屏靠刂瓢，所述分户空开设置有多个，均与所述分路计量控制板连接，所述分路计量控制板与所述能源柜控制单元连接，所述分户空开与所述合路单元连接。[0012] 进一步优。龊下返ピǖ谝籇SP模块单元、第二DSP模块单元和第三DSP模块单元，所述第一DSP模块单元与所述第一直流输出端子连接，所述第二DSP模块单元与所述第二直流输出端子连接，所述第三DSP模块单元与所述电池充放电接口连接，所述第一DSP模块单元、第二DSP模块单元和第三DSP模块单元均与所述智能配电单元连接。[0013] 本发明的有益效果：[0014] 本发明的通信基站智能混合供电系统，主控模块包括能源柜控制单元、智能配电单元、电池充放电接口、合路单元和油机启停控制单元，智能配电单元、电池充放电接口、合路单元、油机启停控制模块均与能源柜控制模块连接，电池充放电接口与合路单元连接，合路单元与智能配电单元连接，智能配电单元能够与基站负载连接，通过光伏配电模块与合路单元连接，能够为合路单元提供直流电源，进而为基站负载提供直流电，市电配电模块与合路单元连接，用于为合路单元提供直流电源，进而为基站负载提供直流电，油机配电模块与智能配电模块连接，能够为智能配电模块提供直流电源，油机配电模块与油机启停控制单元连接，油机启停控制单元用于控制油机配电模块启停，储能配电模块与充电充放电接口连接，电池充放电接口与合路单元连接，从而能够为基站父负载提供直流电，从而实现了通过太阳能、市电、储能配电模块的配合，保证对基站负载的电力供应，并通过油机作为储备电能，在紧急情况下依然能保持基站负载的电力供应，从而使得通信基站能够适应偏远地区市电供应不稳定的条件，保证通信基站的正常运行。附图说明[0015] 图1是本发明通信基站智能混合供电系统中光伏配电模块、市电配电模块、油机配电模块、储能配电模块和主控模块连接关系的原理图；[0016] 图2是本发明通信基站智能混合供电系统中光伏配电模块、市电配电模块、油机配电模块、储能配电模块具体组成的原理图；[0017] 图3是通信基站智能混合供电方法的逻辑框图。具体实施方式[0018] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0019] 本发明的通信基站智能混合供电系统，是通过光伏配电模块、市电配电模块、油机配电模块、储能配电模块和主控模块的配合，充分利用丰富的太阳能对通信基站进行电能补充，从而保证偏远地区通信基站的正常运行。[0020] 具体地，如图1和图2所示，通信基站智能混合供电系统，包括光伏配电模块、市电配电模块、油机配电模块、储能配电模块和主控模块，光伏配电模块能够将太阳能转换为直流电输出，以供基站负载使用，市电配电模块最为常规供电方式，保证对基站的电力供应，油机配电模块作为后备能源，在紧急情况下使用，以避免通信基站的电力中断，储能配电模块同样作为后备能源使用，能够存储和输出电量，从而避免太阳能和市电均无法供应时保证对通信基站的电力供应，而主控模块，能够控制各模块的动作，同时能够采集各个模块的数据，光伏配电模块、市电配电模块、油机配电模块、储能配电模块均与主控模块连接。[0021] 在一些实施例中，主控模块包括能源柜控制单元、智能配电单元、电池充放电接口、合路单元和油机启停控制单元，智能配电单元、电池充放电接口、合路单元和油机启停控制单元均与能源柜控制单元连接，电池充放电接口与合路单元连接，合路单元与智能配电单元连接，而智能配电单元能够与基站负载连接，从而能够为基站负载提供电力供应，同时光伏配电模块与合路单元连接，光伏配电模块能够提供直流电，市电配电模块与合路单元连接，能够提供直流电，油机配电模块与智能配电模块连接，也能够提供直流电源，油机配电模块与油机启停控制单元连接，通过油机启停控制单元，能够控制油机的启停，从而及时为基站负载供电。[0022] 在一些实施例中，能源柜控制模块是整个光伏基站智能混合供电系统的核心控制枢纽，具备本机监测和控制、远程监控等功能，能够监测系统内各功能模块的运行数据，如分路输出的负载信息、设备输入的电量信息、本机的运行状态等，其次是控制，如控制浮充的电压输出、给油机发送启停信号、远程充放电等。[0023] 在一些实施例中，智能配电单元包括分户空开和分路计量控制板，分户空开设置4套，各分户空开均与分路计量控制板连接，分路计量控制板与能源柜控制单元连接，分户空开与合路单元连接。通过设置4套分户空开，能够供通信基站不同的运营商使用，如移动、联通、电信、铁塔等，每户独立做电量计量，每户可独立监控负载电流。[0024] 电池充放电接口，能够设置均浮充电压，对接储能配电模块进行充放电。[0025] 合路单元，能够将输入的多种直流电进行合路、调谐，并转发给各功能模块及负载供电。合路单元包括三个DSP模块单元，从而能够对光伏配电模块、市电配电和储能配电模块提供的直流电进行合路、调谐。[0026] 油机启停控制单元，与油机配电模块连接，能够向油机配电模块发送启停信号，从而控制油机的启停。[0027] 在一些实施例中，光伏配电模块包括光伏板、直流输入端子、降压稳压模块、第一直流输出端子和第一控制线，光伏板与直流电输入端子连接，直流电输入端子与降压稳压模块的输入端连接，第一直流输出端子与降压稳压模块的输出端连接，降压稳压模块通过第一控制线与能源柜控制单元连接，第一直流输出端子与合路单元连接。在一些实施例中，光伏板发出的为DC60V?300V的直流电，通过降压稳压模块能够将光伏板发出的直流电进行降压，使得电压降至DC54.5V，并保持稳压输出。降压稳压模块分为低压模块和高压模块，在实际使用时，可根据现场情况，选择低压模块或高压模块。第一控制线连接到能源柜控制单元，可通过CAN总线接收能源柜控制单元下发的设置指令，并将模块的工作状态上传至能源柜控制单元。[0028] 在一些实施例中，市电配电模块包括第一交流电输入端子、第二直流输出端子、第一整流模块和第二控制线，第一交流电输入端子能够与市电连接，并与第一整流模块的输入端连接，第二直流输出端子与第一整流模块的输出端连接，第一整流模块通过第二控制线与能源柜控制单元连接，第二直流输出端子与合路单元连接。第二控制线连接到能源柜控制单元，可通过CAN总线接收能源柜控制单元下发的设置指令，并将模块的工作状态上传至能源柜控制单元。[0029] 在一些实施例中，油机配电模块包括油机、第二交流电输入端子、第三直流输出端子、第二整流模块和第三控制线，油机能够发电以提供电量，油机与第二交流电输入端子连接，第二交流电输入端子与第二整流模块的输入端连接，第二整流模块的输出端与第三直流输出端子连接，同时油机通过第三控制线与油机启停控制模块连接，第三直流端子与智能配电单元连接，从而能够在市电、光伏无法供电的情况下及时启动油机进行供电，以保证基站负载的电力供应。[0030] 在一些实施例中，储能配电模块包括储能电池和电池管理器，储能电池和电池管理器连接，电池管理器与电池充放电接口连接，从而能够对储能电池进行充放电，在市电和光伏能够提供电力时，对储能电池进行充电，在市电和光伏无法提供电力时，就可以通过储能电池进行放电以维持通信基站的正常运行。[0031] 需要说明的是，合路单元包括第一DSP模块单元、第二DSP模块单元和第三DSP模块单元，第一DSP模块单元与第一直流输出端子连接，第二DSP模块单元与第二直流输出端子连接，第三DSP模块单元与电池充放电接口连接，第一DSP模块单元、第二DSP模块单元和第三DSP模块单元均与所述智能配电单元连接。通过第一DSP模块单元、第二DSP模块单元和第三DSP模块单元将光伏配电模块、市电配电模块和储能配电模块的直流电进行合路、调谐后，转发给智能配电电源为基站负载供电。[0032] 需要说明的是，本发明的通信基站智能混合供电系统，优先使用光伏进行供电，而市电和储能作为辅助，图3所示，其供电方法具体为以下步骤：[0033] 1)设置第一直流输出端子的第一电压阈值，设置第二直流输出端子的第二电压阈值，设置电池充放电接口的第三电压阈值；[0034] 2)检测并判断第一直流输出端的电压是否超出第一电压阈值，如果超出，则进入步骤3)，否则进入步骤4)；[0035] 3)通过第一直流输出端子经智能配电单元向基站负载供电；[0036] 4)检测并判断第二电流输出端子的电压是否超出第二电压阈值，如果超出，则进入步骤5)，否则进入步骤6)；[0037] 5)通过第二直流输出端子经智能配电单元向基站负载供电；[0038] 6)检测并判断电池充放电接口的电压是否超出第三电压阈值，如果超出，则进入步骤7)，否则进入步骤8)；[0039] 7)通过电池充放电接口经智能配电单元向基站负载供电；[0040] 8)通过油机启动控制模块自动启动油机，油机通过第二整流模块经智能配电单元向基站负载供电。[0041] 通过以上步骤，实现了光伏的优先级供电，正常情况下，优先采用光伏配电模块进行供电，如果因为气候、天气等原因使得光伏配电模块的输出功率不足以提供所有负载，则就会启动市电配电模块提供所有负载，从而维持通讯设备的正常工作，而当市电也断电时，基站负载由储能配电模块提供电力，以维持通讯设备的正常工作，当储能电池的电量被消耗后，储能电池无法继续供电，此时则通过油机启动控制模块启动油机，油机发出交流电，经过第二整流模块整流成直流电后，给基站负载进行供电，从而保证了基站的电力供应，当油机油量消耗完毕后，则中断电力供应，在此期间，若市电再次供应，则油机关闭，通过市电进行供电。[0042] 需要说明的是，在步骤3)中，第一直流输出端子为基站负载供电的同时，也通过电池充放电接口为储能电池供电，从而保证储能电池保持电量充足状态。[0043] 另外，在步骤8)中，油机在为基站负载供电的同时，通过电池充放电接口为储能电池供电。同时，第一电压阈值、第二电压阈值、第三电压阈值均为49.5V。

专利地区：西藏

专利申请日期：2023-08-30

专利公开日期：2024-07-19

专利公告号：CN117154677B