CN102142793A - 通信基站供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通信基站供电系统，其特征在于包括：太阳能电池组、风力发电机、整流单元、主控单元、蓄电单元和逆变单元；所述太阳能电池组和主控单元相连接，所述风力发电机经过整流单元整流后将电能输入到主控单元中；所述主控单元同直流输出单元相连接，所述主控单元经过逆变单元后连接到交流输出单元上；所述主控单元还和蓄电单元相连接。该系统，通过结合我国自主研发的匹配系统，实现了太阳能和风能互补发电的可靠性和持续性。另外，由于其结构简单，便于生产，而且成本非常低廉适于在远离电网的通信基站供电系统中广泛推广。

Description

通信基站供电系统
技术领域
本发明涉及一种通信基站供电系统，尤其涉及一种风光互补发电的通信基站供电系统。
背景技术
目前，国内大多海岛、山区等地远离电网，但由于当地国防、旅游和航海等行业有通信需要，需要建立通信基站。这些基站用电负荷都不会很大，若采用市电供电，架杆铺线代价很大，若采用油机供电，存在油储运成本高，系统维护困难、可靠性不高的问题。要解决长期稳定可靠地供电问题，只能依赖当地的自然资源。而太阳能和风能作为取之不尽的可再生资源，在海岛相当丰富，此外，太阳能和风能在时间上和地域上都有很强的互补性，海岛风光互补发电系统是可靠性、经济性较好的独立电源系统，适合用于通信基站供电。
但是最初的风光互补发电系统，就是将风力机和光伏组件进行简单的组合，因为缺乏详细的数学计算模型，同时系统只用于保证率低的用户，导致使用寿命不长。现在国外对于风光互补发电系统的设计主要有两种方法进行功率的确定：一是功率匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的功率和风机的功率和大于负载功率，只要用于系统的优化控制；另一是能量匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的发电量和风机的发电量的和大于等于负载的耗电量，主要用于系统功率设计。其中colorado state university和nationalrenewable energy laboratory合作开发了hybrid2应用软件是一个很出色的软件，它对一个风光互补系统进行非常精确的模拟运行，根据输入的互补发电系统结构、负载特性以及安装地点的风速、太阳辐射数据获得一年8760小时的模拟运行结果。但是hybrid2只是一个功能强大的仿真软件，本身不具备优化设计的功能，并且价格昂贵，需要的专业性较强。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制一种太阳能和风能互补发电的通信基站供电系统。该系统结合中科院电工研究所的生物遗传算法的优化匹配和内蒙古大学新能源研究中推出来的小型户用风光互补发电系统匹配的计算即辅助设计，利用其领先于世界的匹配计算方法实现太阳能和风能互补发电的系统。该系统采用的技术手段如下：
一种通信基站供电系统，其特征在于包括：太阳能电池组、风力发电机、整流单元、主控单元、蓄电单元和逆变单元；
所述太阳能电池组，利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，并通过控制单元的调整后向蓄电单元输送电能和/或向外输送；
所述风力发电机，利用风能将机械能转换为电能，并经过整流单元和控制单元的调整后向蓄电单元输送电能和/或向外输送；
所述主控单元，根据日照强度、风力大小及负载的变化，对蓄电池组的工作状态进行切换和调节，并把调整后的电能直接送往直流或交流负载和/或送往蓄电池组进行存储；并在发电量不能满足负载需要时，主控单元把蓄电池的电能送往负载；
所述太阳能电池组和主控单元相连接，所述风力发电机经过整流单元整流后将电能输入到主控单元中；所述主控单元同直流输出单元相连接，所述主控单元经过逆变单元后连接到交流输出单元上；所述主控单元还和蓄电单元相连接。
所述逆变单元由几台逆变器组成。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的太阳能和风能互补发电的通信基站供电系统，通过结合我国自主研发的匹配系统，实现了太阳能和风能互补发电的可靠性和持续性。另外，由于其结构简单，便于生产，而且成本非常低廉适于在远离电网的通信基站供电系统中广泛推广。
附图说明
本发明只有一幅附图：
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，通信基站供电系统，包括：太阳能电池组、风力发电机、整流单元、主控单元、蓄电单元和逆变单元；所述太阳能电池组，利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，并通过控制单元的调整后向蓄电单元输送电能和/或向外输送；所述风力发电机，利用风能将机械能转换为电能，并经过整流单元和控制单元的调整后向蓄电单元输送电能和/或向外输送；所述主控单元，根据日照强度、风力大小及负载的变化，对蓄电池组的工作状态进行切换和调节，并把调整后的电能直接送往直流或交流负载和/或送往蓄电池组进行存储；并在发电量不能满足负载需要时，主控单元把蓄电池的电能送往负载；保证了整个系统工作的连续性和稳定性。所述太阳能电池组和主控单元相连接，所述风力发电机经过整流单元整流后将电能输入到主控单元中；所述主控单元同直流输出单元相连接，所述主控单元经过逆变单元后连接到交流输出单元上；所述主控单元还和蓄电单元相连接。风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械能转换为电能，再通过主控单元对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电；光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电；逆变系统由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成标准的220v交流电，保证交流电负载设备的正常使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量；主控部分根据日照强度、风力大小及负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节：一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需要时，主控单元把蓄电池的电能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳定性；蓄电池部分由多块蓄电池组成，在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。它将风力发电系统和光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用。风光互补发电系统根据风力和太阳辐射变化情况，可以在以下三种模式下运行：风力发电机组单独向负载供电；光伏发电系统单独向负载供电；风力发电机组和光伏发电系统联合向负载供电。
还有由于基站有基站维护人员，系统可配置柴油发电机，以备太阳能与风能发电不足时使用。这样可以减少系统中太阳电池方阵与风机的容量，从而降低系统成本，同时增加系统的可靠性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种通信基站供电系统，其特征在于包括：太阳能电池组、风力发电机、整流单元、主控单元、蓄电单元和逆变单元；
所述太阳能电池组，利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，并通过控制单元的调整后向蓄电单元输送电能和/或向外输送；
所述风力发电机，利用风能将机械能转换为电能，并经过整流单元和控制单元的调整后向蓄电单元输送电能和/或向外输送；
所述主控单元，根据日照强度、风力大小及负载的变化，对蓄电池组的工作状态进行切换和调节，并把调整后的电能直接送往直流或交流负载和/或送往蓄电池组进行存储；并在发电量不能满足负载需要时，主控单元把蓄电池的电能送往负载；
所述太阳能电池组和主控单元相连接，所述风力发电机经过整流单元整流后将电能输入到主控单元中；所述主控单元同直流输出单元相连接，所述主控单元经过逆变单元后连接到交流输出单元上；所述主控单元还和蓄电单元相连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述逆变单元由几台逆变器组成。
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