CN102468685A - 供电系统 - Google Patents

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CN102468685A CN2010105526091A CN201010552609A CN102468685A CN 102468685 A CN102468685 A CN 102468685A CN 2010105526091 A CN2010105526091 A CN 2010105526091A CN 201010552609 A CN201010552609 A CN 201010552609A CN 102468685 A CN102468685 A CN 102468685A
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徐鑫鑫
王威
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Abstract

本发明公开了一种供电系统,该供电系统包括交流电供电装置,用于使用交流电为负载进行供电;太阳能供电装置,用于使用太阳能为负载进行供电;通信互联装置,用于交流电供电装置和太阳能供电装置的通信,并用于控制太阳能供电装置供电的优先级高于交流电供电装置供电的优先级。本发明可以提高供电可靠性,同时,本发明采用优先级调度方法,可以最大限度的利用太阳能资源,减少电能的消耗。

Description

供电系统
技术领域
[0001] 本发明涉及通信领域,具体而言,涉及一种供电系统。 背景技术
[0002] 目前。通信网络的覆盖越来越广阔,通信基站站点的分布也越来越分散,在农村、 山区或偏远地方,基站设备的供电问题是前期建设和后期维护的一个比较关键的问题。
[0003] 传统的供电方案包括:市电单独供电、市电加油机混合供电等多种方案,这些方案在某种程度上解决了基站设备的供电问题,但是实际使用中或存在运行维护成本高,或存在供电的可靠性不够高等缺陷。
[0004] 采用市电单独供电的站点可以借用附近的市电供电,但是一些地区的市电情况不稳定,会频繁的停电,容易造成电池频繁的充放电,严重影响电池的使用寿命,且单一的市电供电方案降低了可靠性。
[0005] 采用市电加油机混合的供电方式可以避免市电频繁停电对负载和电池造成的影响,但是仍然不能避免市电长时间停电时油机连续工作这种情况,大幅增加了燃油费和油机维护费用,增加了站点的运行维护费用。
发明内容
[0006] 针对相关技术中供电系统存在停电以及燃油费用高的问题而提出本发明,为此, 本发明的主要目的在于提供一种供电系统,以解决上述问题。
[0007] 为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种供电系统。
[0008] 根据本发明的供电系统包括交流电供电装置,用于使用交流电为负载进行供电; 太阳能供电装置,用于使用太阳能为负载进行供电;通信互联装置,用于交流电供电装置和太阳能供电装置的通信,并用于控制太阳能供电装置供电的优先级高于交流电供电装置供电的优先级。
[0009] 进一步地,交流电供电装置包括:市电供电装置,用于使用市电为负载进行供电; 油电供电装置,用于使用燃油驱动发电机为负载进行供电;市电油电切换装置,用于在市电供电装置供电和油电供电装置供电之间进行切换,并用于控制市电供电装置供电的优先级高于油电供电装置供电的优先级。
[0010] 进一步地,交流电供电装置还包括:交流监控单元,用于监控负载和电池的供电电压,并用于根据供电电压,驱动市电油电切换装置进行市电供电装置供电和油电供电装置供电之间的切换。
[0011] 进一步地,供电系统还包括电池。
[0012] 进一步地,太阳能供电装置包括:光伏阵列,用于将太阳能转换为直流电流;功率转换单元,用于采集光伏阵列的端电压,并用于将端电压转换为与负载匹配的直流电流,为负载进行供电。
[0013] 进一步地,供电系统还包括电池;太阳能供电装置还包括:太阳能监控单元,用于监控负载的供电电压,并用于根据供电电压,驱动功率转换单元为电池充电或者驱动电池为负载供电。
[0014] 进一步地,通信互联装置还用于控制交流电供电装置作为主节点,并且控制太阳能供电装置作为从节点。
[0015] 进一步地,通信互联装置还用于主节点向从节点广播负载的目标电压值。
[0016] 进一步地,优先级高的供电装置的目标电压值等于优先级低的供电装置的目标电压值与电压偏移值之和,其中电压偏移值大于零。
[0017] 进一步地,通信互联装置包括以下之一 :RS485、CAN、供电子系统监控。
[0018] 通过本发明,采用交流电与太阳能混合的供电方案,解决了相关技术中供电系统存在停电以及燃油费用高的问题,可以提高供电可靠性。同时,本发明采用优先级调度方法,可以最大限度的利用太阳能资源,减少电能的消耗。
附图说明
[0019] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0020] 图1是根据本发明实施例的供电系统的结构框图;
[0021] 图2是根据本发明优选实施例的交流电供电部分的结构框图;
[0022] 图3是根据本发明优选实施例的太阳能供电部分的结构框图;
[0023] 图4是根据本发明优选实施例的通信互联部分的结构框图;
[0024] 图5是根据本发明优选实施例的交流监控单元计算直流输出电压初始值的流程图;
[0025] 图6是根据本发明优选实施例的太阳能监控单元管理功率转换单元输出电压的流程图;
[0026] 图7是根据本发明优选实施例的交流监控单元供电优先级管理的流程图;
[0027] 图8是根据本发明优选实施例的供电系统的结构框图。
具体实施方式
[0028] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0029] 根据本发明的实施例,提供了一种供电系统。图1是根据本发明实施例的供电系统的结构框图,包括交流电供电装置12,太阳能供电装置14和通信互联装置16。下面对其结构进行详细描述。
[0030] 交流电供电装置12,用于使用交流电为负载18进行供电;太阳能供电装置14,用于使用太阳能为负载18进行供电;通信互联装置16,连接至交流电供电装置12和太阳能供电装置14,用于交流电供电装置12和太阳能供电装置14的通信,并用于控制太阳能供电装置14供电的优先级高于交流电供电装置12供电的优先级。
[0031] 相关技术中,供电系统存在停电以及燃油费用高的问题。本发明实施例中,采用交流电与太阳能混合的供电方案,可以提高供电可靠性。同时,本发明采用优先级调度方法, 可以最大限度的利用太阳能资源,减少电能的消耗。[0032] 优选的,交流电供电装置包括:市电供电装置,用于使用市电为负载进行供电;油电供电装置,用于使用燃油驱动发电机为负载进行供电;市电油电切换装置,用于在市电供电装置供电和油电供电装置供电之间进行切换,并用于控制市电供电装置供电的优先级高于油电供电装置供电的优先级。
[0033] 优选的,交流电供电装置还包括:交流监控单元,用于监控负载和电池的供电电压,并用于根据该供电电压,驱动市电油电切换装置进行市电供电装置供电和油电供电装置供电之间的切换。
[0034] 优选的,供电系统还包括电池。
[0035] 优选的,太阳能供电装置包括:光伏阵列,用于将太阳能转换为直流电流;功率转换单元,连接至光伏阵列,用于采集光伏阵列的端电压,并用于将端电压转换为与负载匹配的直流电流,为负载进行供电。
[0036] 本优选实施例中,当太阳能可提供的能量大于负载需求时,将多余的能量储存到电池,当太阳能光照不足或晚上时间时,利用电池给负载提供能量,从而可以最大限度的节约电能。
[0037] 优选的,供电系统还包括电池;太阳能供电装置还包括:太阳能监控单元,用于监控负载的供电电压,并用于根据供电电压,驱动功率转换单元为电池充电或者为负载供电。
[0038] 优选的,通信互联装置还用于控制交流电供电装置作为主节点,并且控制太阳能供电装置作为从节点。
[0039] 优选的,通信互联装置还用于主节点向从节点广播负载的目标电压值。
[0040] 优选的,优先级高的供电装置的目标电压值等于优先级低的供电装置的目标电压值与电压偏移值之和,其中所述电压偏移值大于零。
[0041] 优选的,通信互联装置包括以下之一 :RS485、CAN、供电子系统监控。
[0042] 下面将结合实例对本发明实施例的实现过程进行详细描述。
[0043] 本文所述的光、电、油机混合供电系统包括下述几个部分:交流电供电部分、太阳能供电部分和通信互联部分。
[0044] 图2是根据本发明优选实施例的交流电供电部分的结构框图,如图2所示,交流电供电部分100主要由市电110,发电机120,自动切换装置130,AC/DC整流器组160,直流母排170和监控单元180等部分组成。
[0045] 市电110和发电机120分别作为自动切换装置130的两路输入,市电110作为主路输入,发电机120作为旁路输入,输出为交流电150。当市电110有电时,自动切换装置 130关闭发电机控制开关140,从而关闭旁路输入发电机120。
[0046] 当市电110停电时,自动切换装置130闭合发电机控制开关140,准备将交流输入切换到旁路发电机120,若此时监控控制开关141处于断开状态,则发电机120仍然处于关闭状态,交流电150处于停电状态,交流监控单元180检测到交流电150停电,若负载190 的电压下降到一定程度或者电池191的容量下降到一定程度时,则闭合监控控制开关141, 当控制开关141和发电机控制开关140都处于闭合状态时,发电机120启动,交流电150来 H1^ ο
[0047] 发电机120工作的情况下,若市电110来电,则自动切换装置130会自动切换到市电110主路,同时断开发电机控制开关140,发电机120关闭,以节约发电机燃油。交流监控单元180后续检测到负载190电压上升到一定限值或电池191容量高于一定限值时,发电机维持一定时间,或发电机120运行时间超过设定值时,断开监控控制开关141,系统恢复到由市电110正常供电的状态。
[0048] 整流器组160的输入为交流电150,输出为直流母排170。整流器组160将交流电 150转换为满足负载190或电池191要求的直流电。整流器组160对输出的直流电进行稳压和滤波,提供高精度的直流电,同时整流器组160对直流输出电压和输出电流进行调节, 以保护负载190和对电池191进行充电管理。
[0049] 整流器组160由多个AC/DC整流器单元161、162....等组成,一般可根据系统的容量灵活配置整流器单元的个数。整流器单元个数可以冗余配置,以实现系统的备份,提高供电的可靠性。
[0050] 同时在负载较小的情况下,可控制部分整流器单元轮换进入休眠模式,使工作的整流器处于转换效率最高的最佳工作状态,提高整个系统的效率,以实现节能的目的。
[0051] 整流器单元161、162等输入为交流电150,输出并联到直流母排170,整流器单元间可实现主动均流,共同给负载或电池提供直流电源。各个整流器单元实时采集电压、电流等模拟量数据,并监测自身的告警信息,通过RS485、CAN或模拟通道181上送给交流监控单元180,监控单元可下发输出电压、输出电流以及控制开关机等命令给整流器单元。
[0052] 交流监控单元180由微控制器系统组成,可监控交流150、整流器组160以及负载 190和电池191的模拟量、状态量等信息,并根据采样值做出告警判断,告警产生时,实施预设的告警提示或告警控制输出。
[0053] 交流监控单元180实时监控电池191的状态,进行电池管理,实施电池充放电管理,温度补偿,充电限流,定时均充和容量计算,以及电池电压低时,切断负载保护电池等功能,以提高整个系统的供电可靠性。
[0054] 图3是根据本发明优选实施例的太阳能供电部分的结构框图,如图3所示,太阳能供电部分200主要由光伏阵列210,汇线盒211,DC/DC功率转换单元组220,太阳能监控单元230,直流母排240等组成。
[0055] 光伏阵列210将太阳能转换为直流电流,经过汇线盒211和防雷装置后,作为功率转换单元组220的输入。
[0056] DC/DC功率转换单元组220由多个功率转换单元221、222......等组成,将光伏阵
列210输出的直流电转换为满足一定要求的直流电,功率转换单元数量可根据系统的容量和光伏阵列的数量灵活配置,以满足实际的供电需求,功率转换单元组220的输出为直流母排M0,太阳能供电部分200可根据实际需要接入负载250和电池251,或者将直流母排 240和交流电供电部分直流母排并联后,统一管理负载和电池。
[0057] 以功率转换单元221为例,功率转换单元为具有MPPT (最大功率点跟踪)功能的 DC/DC功率变换装置。因光伏阵列210产生的能量会根据太阳光辐照的变化而变化,光伏阵列的输出电压也会同时变化,当光伏端电压偏离光伏阵列最大功率点对应的端电压时,无法输出光伏阵列的最大功率,因此会损失一部分的光伏能量。
[0058] 当光伏阵列210提供给功率转换单元组220的输入功率不能满足负载要求时,功率转换单元组的输出电压会下降,当直流母排MO电压低于太阳能监控230下发的系统设定电压,且两者差值大于一定阈值时,功率转换单元进入MPPT工作模式,自动跟踪光伏阵列210的最大功率点,以提高太阳能的利用率。当太阳能提供的能力满足负载要求时,功率转换单元211输出电压上升到太阳能监控230下发的系统设定电压,且两者差值小于一定限值时,功率转换单元221退出MPPT工作模式,进入恒压工作模式,给直流母排240提供稳定的直流电压。
[0059] 功率转换单元221实时采集光伏阵列210的端电压,以及自身输出电压、电流等模拟量,并上报自身的保护和告警信息给太阳能监控单元230,功率转换单元组220和太阳能监控单元230可以采用RS485/CAN或模拟通道232连接通讯。太阳能监控单元230可根据系统的功率需求,控制各功率转换单元221、222等的工作模式,以最大限度的利用太阳能资源。
[0060] 太阳能监控单元230为微控制器组成的系统,可采用交流电供电部分监控同样的硬件结构,它监控光伏阵列210,功率转换单元组220或可选的负载250和电池251的状态, 其主要工作原理为当太阳能资源充足时,将最大限度的利用功率转换单元组220将能量转换为直流电,提供给直流母排240或负载250以及电池251。当太阳能可提供的能量大于负载250需求时,将多于的能量储存到电池251,当太阳能光照不足或晚上时间时,利用电池 251给负载250提供能量。
[0061] 图4是根据本发明优选实施例的通信互联部分的结构框图,如图4所示,系统互连部分300主要由交流电供电部分310,太阳能供电部分320,通讯连接330,直流母排340等部分组成。
[0062] 交流电供电部分310主要完成发电机、市电等交流电到直流电的转换,并将直流电输送直流母排340。
[0063] 太阳能供电部分320主要完成太阳能到直流电的转换,并将直流电输送到直流母排 350。
[0064] 交流电供电部分310和太阳能供电部分320为两个并列的系统,通过交流供电监控单元311、太阳能监控单元321以及通讯总线330互连,通讯总线采用RS485或CAN总线,同时可根据负载需求配置多个交流或太阳能供电子系统,利用RS485/CAN组成多节点网络。
[0065] 按照系统的供电关系,交流供电监控单元311和太阳能监控单元321可组成主从节点关系,由作为主节点的监控单元进行负载和电池管理,同时维持和从节点的通信和调度,对整个混合供电系统进行综合管理。
[0066] 交流电供电部分310和太阳能供电部分320的功率输出通过铜排并联到直流母排 340,共同给负载350和电池360提供能量。两个供电部分的功率分配关系由交流监控单元 311和太阳能监控单元321通过通信方式进行分配和反馈调节。
[0067] 上述组成部分中,作为主从节点的进行通讯的交流监控单元311和太阳能监控单元321为系统的重要组成部分,太阳能监控单元321主要管理功率转换单元的工作状态,使其尽量工作在MPPT工作模式,以尽可能提高太阳能的利用率。交流监控单元312作为主节点,管理交流电供电部分、发电机管理,太阳能系统管理以及电池和负载管理等。
[0068] 图5是根据本发明优选实施例的交流监控单元计算直流输出电压初始值的流程图,如图5所示,包括如下的步骤S510至步骤S560。
[0069] 步骤S510,交流监控单元初始化。
7[0070] 步骤S520,采样和告警管理。
[0071] 步骤S530,负载和电池管理。
[0072] 步骤S540,计算直流输出电压目标值。
[0073] 步骤S550,整流器组管理。
[0074] 步骤S560,直流电压目标值+ Δ V作为初始值下发给从节点太阳能监控单元,然后返回步骤S520。
[0075] 图6是根据本发明优选实施例的太阳能监控单元管理功率转换单元输出电压的流程图,如图6所示,包括如下的步骤S610至步骤S660。
[0076] 步骤S610,太阳能监控单元初始化。
[0077] 步骤S620,采样和告警管理。
[0078] 步骤S630,接收主节点下发的直流输出电压目标值。
[0079] 步骤S640,判断直流输出电压值是否小于目标值?如果是,则进行步骤S650,否则进行步骤S660。
[0080] 步骤S650,调整功率转换单元目标电压值,使功率转换单元进入MPPT模式。
[0081] 步骤S660,下发电压值给功率转换单元,然后进行步骤S620。
[0082] 图7是根据本发明优选实施例的交流监控单元供电优先级管理的流程图,如图7 所示,包括如下的步骤S711至步骤S719。
[0083] 步骤S711,计算直流输出电压初始值。
[0084] 步骤S712,判断太阳能系统输出电流/系统总电流是否处于正常范围,如果是,则进行步骤S719,否则进行步骤S713。
[0085] 步骤S713,增加太阳能系统输出电压目标值。
[0086] 步骤S714,判断直流母排电压或电池容量是否低于一定限值,如果是,则进行步骤 S715,否则进行步骤S719。
[0087] 步骤S715,判断市电是否停电,如果是,则进行步骤S717,否则进行步骤S716。
[0088] 步骤S716,逐步打开整流器,然后进行步骤S719。
[0089] 步骤S717,直流母排电压或电池容量是否进一步下降到更低限值?
[0090] 步骤S718,发电机启动。
[0091] 步骤S719,调整交流供电系统和太阳能供电系统目标输出电压。
[0092] 下面具体描述本发明的光电油机混合供电系统的实施步骤和方法。
[0093] A)交流电供电部分310和太阳能供电部分320启动,交流监控单元311和太阳能监控单元321初始化,控制负载350为上电状态,并接入电池360,控制整流器组313和功率转换单元组323输出缺省的电压值,系统开始工作。
[0094] B)交流监控单元311开始交流电供电部分310的数据采样、状态监控,和告警判断,同时进行负载350和电池360的管理,根据电池的充电状态计算直流母排340的电压目标值。
[0095] C)太阳能监控单元321开始管理功率转换单元组323,监控太阳能供电部分320 的状态,并进行告警判断。
[0096] D)交流监控单元311和太阳能监控单元321分别处理通讯总线330上的消息。
[0097] 总线330可以采用工业上通用的RS485/CAN通讯总线,总线330上的各节点,如交
8流监控单元311和太阳能监控单元321采用相同的通信协议,每个节点具有唯一且互不相同的地址,设定交流监控单元311为主节点,太阳能监控单元321为从节点。
[0098] E)主节点监控负载和电池的状态,计算直流母排340的目标电压值和总电流需求。
[0099] 主节点将直流母排340电压目标值通过总线330通信协议广播下发给从节点,然后开始轮询各从节点所在的子供电部分的输出电流值。
[0100] 为尽量优先利用太阳能,减少对市电的使用,主节点交流监控单元311将直流母排340目标电压值V加上偏移值Δ V,即V+Δ V作为初始值发送太阳能监控单元321。这样可保证太阳能供电部分320的输出电压大于整流器组313的输出电压,在太阳能系统320 输出电流能满足负载和电池要求的情况下,整流器组313处于空载状态,减少对市电的使用。当太阳光照变弱,太阳能系统320不能满足负载和电池需求时,由整流器组313保证并补充所需要的电流。在保证供电可靠性的前提下,尽量优先使用太阳能资源。
[0101] F)太阳能监控单元321将接收到的电压值进行判断和处理,然后下发给功率转换单元组323,使其尽量工作在MPPT状态,以最大限度的提高光伏极板的利用率。
[0102] 若当前直流母排340电压低于太阳能监控单元321接收到的目标电压,则将太阳能监控单元321将目标电压再增加一个电压偏移Δ Vl,即V+ Δ V+ Δ Vl下发给功率转换单元组323,功率转换单元组323接收到电压时,判断若该电压值小于直流母排340电压,且大于一定的限值,则进入MPPT工作模式,自动跟踪光伏极板的最大功率点;若该电压值大于或等于直流母排340电压则功率转换单元退出MPPT工作模式,工作在恒压模式,保持直流母排电压340稳定。
[0103] 太阳能监控单元321通过调节电压偏移Δ VI,可以控制功率转换单元组323工作在MPPT工作模式或恒压模式,功率转换单元组323缺省情况下处于MPPT工作模式,以尽量使光伏阵列输出最大功率。当光伏阵列能提供的能量满足负载和电池需求时,或电池充电限流时,功率转换单元组323工作在恒压模式,以维持直流母排340的电压稳定。
[0104] G)通讯总线330上的主节点轮询各从节点,查询其所在的供电子部分向直流母排 340提供的电流。
[0105] 太阳能监控单元321响应交流监控单元311的查询命令,返回太阳能供电部分320 输出的电流值,交流监控单元311根据电流值对太阳能监控单元321的目标输出电压进行反馈调节。
[0106] 1)若太阳能供电部分320提供的电流占整个系统输出电流的比例小于一定限值, 则交流监控单元311将逐步的提高太阳能系统的输出目标电压,以增加太阳能系统的输出功率,提高光伏极板的利用率。
[0107] 2)若太阳能供电系统320输出电流不断降低,以至小于一定限值,或者直流母排电压下降到一定限值,则交流监控单元311逐步打开整流器组313中的整流器单元,由交流供电系统310开始提供部分电流,以保证直流母排电压的恒定和系统的可靠供电。
[0108] 3)若太阳能供电部分320所提供的电流满足负载和电池需求,且直流母排340电压高于一定的限值,且电池容量高于一定的限值,则交流监控单元321控制部分整流器单元轮换进入休眠状态,降低对市电的消耗,以达到节能的效果。
[0109] H)交流监控单元311进行电池管理。判断电池是否充满或电池是否充电限流。[0110] 若整个系统提供的电流大于电池充电限流值时,交流监控单元311先调低整流器组的输出电压(如果有整流器处于工作状态),然后调低太阳能监控321的输出电压。
[0111] 交流监控单元311持续检测电池充电电流然后反馈调节交流供电系统310和太阳能供电系统320的输出电压,直到电池充电电流小于充电限流值,以保护电池。
[0112] 充电限流时,交流监控单元先调节交流电供电部分310输出功率,即降低整流器组313的输出电压,然后再调节太阳能供电部分320输出功率,即降低功率转换单元组323 的输出电压。按这种次序调节时,先减少市电或油机的消耗,然后再降低太阳能部分的输出功率,可以节约市电或油机资源。
[0113] I)交流监控单元311进行油机管理。
[0114] 当市电停电时,若太阳能供电系统320提供的电流不能满足负载需求时,此时电池给负载提供部分电流,当达到用户设定的油机启动条件时,交流监控单元311控制启动油机,油机通过整流器组313给负载供电和电池充电。
[0115] 当直流母排340电压上升到一定限值后油机持续运行设定的维持时间后,或者油机连续运行的时间超过设定的最长运行时间时,交流监控单元311控制关闭油机,以降低油机的损耗。
[0116] 图8是根据本发明优选实施例的供电系统的结构框图。
[0117] 基于图8的结构,本发明还提供了一个具体实施例,可以用于说明上述优选实施例的实现过程,下面对其进行详细描述。
[0118] 步骤1 :首先确定系统交流电供电部分710的容量和太阳能供电部分720的容量,以某次实际需求为例,交流供电系统配备为48V/450A容量,太阳能供电系统配备为 48V/200A容量,电池容量为1000AH,同时增加自动切换装置714和柴油发电机750,由该混合系统给负载供电和电池充电。
[0119] 步骤2 :按照附图7完成系统功率配电和通讯线缆的连接,通讯线760采用RS485 总线,该总线使用广泛,最长通讯距离、最大通讯速率和抗干扰性均满足要求,且很容易在原有站点基础上实施改造和升级。
[0120] 步骤3 :系统上电,交流监控单元711和太阳能监控单元721初始化,系统输出默认电压,控制电池充电并将负载上电。
[0121] 步骤4:交流监控单元711开始交流电供电部分的采样和告警判断,同时进行电池管理和负载管理,并根据电池充电状态计算整个系统直流输出电压,然后将交流供电系统 710直流输出电压加上电压偏置,例如IV,通过RS485总线760发送给太阳能监控单元711, 使太阳能供电系统720输出电压高于交流供电系统710输出电压,以优先使用太阳能部分功率。
[0122] 步骤5 :太阳能监控单元721接收到交流监控单元711发送的目标电压值后,进行逻辑判断,如果当前直流母排770的电压较低,则控制功率转换单元组7M进入MPPT工作模式,提高光伏极板的利用率,使其尽量输出最大的功率,如果当前直流母排770电压与目标电压偏差较小,则控制功率转换单元组7M进入恒压模式,以维持直流母排770电压稳定。
[0123] 步骤6 :交流监控单元711判断太阳能供电系统720提供的电流占系统总电流的比率,若太阳能供电部分720提供的电流比率小于一定限值,则交流监控单元711逐步提高太阳能供电系统720的输出目标电压,使系统尽量优先使用太阳能系统提供的能量。
[0124] 若太阳能供电系统720输出电流小于一定限值,或直流母排770电压下降到一定的限值,或电池容量下降到一定的限值时,则交流监控单元711逐个打开整流器,由市电提供部分系统所需能量。若直流母排电压上升到一定限值则维持交流电供电部分打开的整流器单元数量。
[0125] 若太阳能供电系统提供的电流能满足负载和电池的需求,则交流监控单元711控制部分整流器处于休眠状态,以降低交流供电系统的空载损耗。
[0126] 步骤7 :交流监控单元711作为主节点每隔一定的时间间隔在总线760上发送直流输出电压调整指令或其它设置指令,从节点根据主节点的查询可返回子系统的提供的电流,并上报子系统的告警量和状态量等。
[0127] 步骤8 :发电机管理。市电740停电后,系统由太阳能系统720供电,若太阳光照不足或时间为晚上时,系统由电池790供电,当电池电压下降到一定限值或电池容量下降到一定限值时,交流监控单元711通过输出干接点闭合监控控制开关712,因此时市电无电, 自动切换装置714已闭合发电机控制开关713,在开关712和713都闭合的情况下,发电机 750启动,通过整流器组716给系统供电,当直流母排电压上升到一定程度,维持一定时间后,或发电机的运行时间超过设定的最长运行时间时,交流监控单元711关闭监控控制开关712,发电机停止工作。或者当市电740来电后,自动切换装置关闭发电机控制开关713, 发电机停止工作。
[0128] 步骤9:负载和电池管理。市电740停电后,交流电供电部分710由发电机750供电,若发电机因为燃油耗尽或故障而停止,此时系统由太阳能供电系统720供电,若太阳光照较弱或晚上时间,光伏阵列722发电能量不足,系统由电池供电,直流母排电压下降,当直流母排电压下降到一定限值时,交流监控单元711控制负载断路器782断开,切断一级次要负载,以减轻系统负载,当直流母排电压继续下降到一定限值时,交流监控单元711控制负载断路器783断开,切断另一路负载,以保护电池,防止电池深度放电。
[0129] 当太阳光照较强,或市电来电、油机启动,运行正常时,系统给负载供电,并给电池充电,当母排电压高于一定的限值时,负载恢复上电。
[0130] 步骤10 :当主节点交流监控单元711和从节点太阳能监控单元721之间的通讯总线760中断时,交流监控单元711和太阳能监控单元721分别按预设的安全模式运行,保证负载和电池正常运行,并通过后台网管或告警灯、蜂鸣器、面板LCD等方式发出告警。
[0131] 步骤11 :系统回到步骤4执行,实时按照供电优先等级管理各供电子系统,并进行
电池管理,负载管理和告警处理等。
[0132] 需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0133] 综上所述,根据本发明的上述实施例,提供了一种供电系统。该供电系统可以解决相关技术中存在的停电以及燃油费用高的问题。同时,采用本发明的交流电与太阳能混合的供电方案,可以提高供电可靠性。同时,本发明采用优先级调度方法,可以最大限度的利用太阳能资源,减少电能的消耗。
[0134] 显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0135] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种供电系统,其特征在于,包括:交流电供电装置,用于使用交流电为负载进行供电; 太阳能供电装置,用于使用太阳能为所述负载进行供电;通信互联装置,用于所述交流电供电装置和所述太阳能供电装置的通信,并用于控制所述太阳能供电装置供电的优先级高于所述交流电供电装置供电的优先级。
2.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述交流电供电装置包括: 市电供电装置,用于使用市电为所述负载进行供电;油电供电装置,用于使用燃油驱动发电机为所述负载进行供电; 市电油电切换装置,用于在所述市电供电装置供电和所述油电供电装置供电之间进行切换,并用于控制所述市电供电装置供电的优先级高于所述油电供电装置供电的优先级。
3.根据权利要求2所述的供电系统,其特征在于,所述交流电供电装置还包括:交流监控单元,用于监控所述负载和电池的供电电压,并用于根据所述供电电压,驱动所述市电油电切换装置进行所述市电供电装置供电和所述油电供电装置供电之间的切换。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的供电系统,其特征在于,所述供电系统还包括电池。
5.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述太阳能供电装置包括: 光伏阵列,用于将太阳能转换为直流电流;功率转换单元,用于采集所述光伏阵列的端电压,并用于将所述端电压转换为与所述负载匹配的直流电流,为所述负载进行供电。
6.根据权利要求5所述的供电系统,其特征在于, 所述供电系统还包括电池;所述太阳能供电装置还包括:太阳能监控单元,用于监控所述负载的供电电压,并用于根据所述供电电压,驱动所述功率转换单元为所述电池充电或者驱动所述电池为所述负载供电。
7.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述通信互联装置还用于控制所述交流电供电装置作为主节点,并且控制所述太阳能供电装置作为从节点。
8.根据权利要求7所述的供电系统,其特征在于,所述通信互联装置还用于所述主节点向所述从节点广播所述负载的目标电压值。
9.根据权利要求8所述的供电系统,其特征在于,优先级高的供电装置的目标电压值等于优先级低的供电装置的目标电压值与电压偏移值之和,其中所述电压偏移值大于零。
10.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述通信互联装置包括以下之一: RS485、CAN、供电子系统监控。
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