CN107576000A - 一种通信基站节能系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种通信基站节能系统，采集通信基站周围环境下的风能和太阳能，为蓄电池充电，同时，风能装置、太阳能装置和蓄电池并联，通过逆变器的转换后为通信基站供电，还可通过市电电网为通信基站供电；采集逆变器和市电电网的电压，在风能装置、太阳能装置和蓄电池储备充足或者市电电网出现异常时，使用逆变器的输出电压为通信基站供电，以实现节能；检测通信基站机房的温湿度，根据用户对温湿度的需求，自动启动对立设置的进风机和/或排风机，进行空气注入或加强空气流动，更快实现温湿度的调控，实现节能。

Description

一种通信基站节能系统

技术领域

本发明涉及户外通信系统的节能技术，具体涉及一种通信基站节能系统。

背景技术

应市场需求，国家建立大量通信基站，使得能耗陡增，针对上述情形，现有技术提供的解决方法是：检测通信基站机房内的温湿度，根据温湿度值来启停空调以改善温湿度，其缺点在于空调作用范围有限，无法使得整个机房各个角落均具有相同的温湿度，会缩短部分通信设备的使用寿命，而且，空调的工作机制中控制空气的流速较慢，即换新风的速度慢，不能及时实现温湿度的调控。仅仅通过减少空调的使用频率来减少电能损耗，做得还不够，还应当运用好户外通信基站的环境给予的能源，从减少使用市电以及减少使用电器频率两方面来实现节能。

针对上述问题，应当提出一种既能充分利用通信基站的环境变化来储备能量，又能有效实现温湿度调控以达到节能的系统。

发明内容

本发明提供一种通信基站节能系统，解决现有技术存在的节能效果不佳的问题。

本发明通过以下技术方案解决上述问题：

一种通信基站节能系统，包括电源单元和通信基站；所述电源单元为通信基站供电；

所述电源单元包括风能装置、太阳能装置、蓄电池、逆变器、市电电网、转换开关、逆变器采样电路、市电采样电路、电源端控制器以及电源端驱动电路；

所述风能装置、太阳能装置以及蓄电池相互并联；所述风能装置为蓄电池充电；所述太阳能装置向蓄电池充电；所述风能装置的输出端与逆变器的一路输入端连接；所述太阳能装置的输出端与逆变器的另一路输入端连接；所述蓄电池的输出端与逆变器又一路输入端连接；所述逆变器的输出端与转换开关的一路输入端连接；所述市电电网的输出端与转换开关的另一路输入端连接；所述转换开关输出的电压为通信基站供电；所述逆变器采样电路采集逆变器的电压，所述逆变器采样电路的输出端与电源端控制器连接；所述电源端驱动电路的控制端与电源端控制器连接，所述电源端驱动电路的输出端与转换开关的控制端连接；所述市电采样电路采集市电电网的电压，所述市电采样电路的输出端与电源端控制器连接；

所述通信基站包括有通信设备和节能单元；所述转换开关的输出电压为通信设备和节能单元供电；

所述节能单元包括温湿度检测电路、通信基站端控制器、进风机驱动电路、进风机、排风机驱动电路以及排风机；所述进风机安装在通信基站机房的一面墙上，所述排风机安装在所述墙的对立面墙上，所述进风机和所述排风机的连线与通信基站机房的地面平行；

所述温湿度检测电路的输出端与通信基站端控制器连接；所述进风机驱动电路的控制端与通信基站端控制器连接，所述进风机驱动电路的输出端与进风机的控制端连接；所述排风机驱动电路的控制端与通信基站端控制器连接，所述排风机驱动电路的输出端与排风机的控制端连接。

进一步地，所述节能单元还包括进风口风速风向检测电路和排风口风速风向检测电路；所述进风口风速风向检测电路的输出端与通信基站端控制器连接；所述排风口风速风向检测电路的输出端与通信基站端控制器连接。

进一步地，在所述进风机上设置进风机过滤网组件，在所述排风机上设置排风机过滤网组件。

进一步地，在所述进风机过滤网组件处设置进风机粉尘检测电路，所述进风机粉尘检测电路的输出端与通信基站端控制器连接，在所述排风机过滤网组件处设置排风机粉尘检测电路，所述排风机粉尘检测电路的输出端与通信基站端控制器连接。

进一步地，所述节能单元还包括空调控制电路和空调；所述空调控制电路的控制端与通信基站端控制器连接，所述空调控制电路的输出端与空调的控制端连接。

进一步地，所述节能单元还包括进风挡板驱动电路、进风挡板、排风挡板驱动电路以及排风挡板；所述进风挡板驱动电路的控制端与通信基站端控制器连接，所述进风挡板驱动电路的输出端与进风挡板的控制端连接；所述排风挡板驱动电路的控制端与通信基站端控制器连接，所述排风挡板驱动电路的输出端与排风挡板的控制端连接。

进一步地，所述风能装置由风能发动机和风能控制器组成；所述风能发动机的输出端与风能控制器的输入端连接，所述风能控制器的输出端与逆变器的一路输入端连接。

进一步地，所述太阳能装置由太阳能电池和MPPT控制器组成；所述太阳能电池的输出端与MPPT控制器的输入端连接；所述MPPT控制器的输出端与逆变器的另一路输入端连接。

与现有技术相比，具有如下特点：

1、在能源储备方面，采集通信基站周围环境下的风能和太阳能，为蓄电池充电，同时，风能装置、太阳能装置和蓄电池并联，通过逆变器的转换后为通信基站供电，还可通过市电电网为通信基站供电；采集逆变器和市电电网的电压，在风能装置、太阳能装置和蓄电池储备充足或者市电电网出现异常时，使用逆变器的输出电压为通信基站供电，以实现节能；

在节能方面，检测通信基站机房的温湿度，根据用户对温湿度的需求，自动启动对立设置的进风机和/或排风机，进行空气注入或加强空气流动，更快实现温湿度的调控，实现节能；

2、在进风口和排风口都设置风速风向检测电路，分别检测进风口和排风口的风速和风向，可根据风向打开或关闭进风机、排风机，顺着风向开启进风机和/或排风机，加快通信基站内空气流通，加快温湿度的调控，进一步节能；

3、在进风机和排风机均设置粉尘检测电路和过滤网组件，过滤网组件用于防止粉尘、灰砂、树叶等杂物进入机房，粉尘检测电路用于检测过滤网组件的粉尘情况，在粉尘达到一定量时启动进风机和/排风机，将附着在过滤网组件表面的杂物清走，防止杂物降低进风机和排风机的工作效率，进一步实现节能；

4、在进风口和排风口设置挡板，一方面是在挡板开启时为新风提供进风和排风的通道，另一方面是防止通信基站机房内部空气外流，避免已经平衡的温湿度发生改变，减少进风机、排风机、空调的频繁启动，进一步节能。

附图说明

图1为本发明结构原理框图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

一种通信基站节能系统，包括电源单元和通信基站；所述电源单元为通信基站供电；所述电源单元包括风能装置、太阳能装置、蓄电池、逆变器、市电电网、转换开关、逆变器采样电路、市电采样电路、电源端控制器以及电源端驱动电路；所述风能装置、太阳能装置以及蓄电池相互并联；所述风能装置为蓄电池充电；所述太阳能装置向蓄电池充电；所述风能装置的输出端与逆变器的一路输入端连接；所述太阳能装置的输出端与逆变器的另一路输入端连接；所述蓄电池的输出端与逆变器又一路输入端连接；所述逆变器的输出端与转换开关的一路输入端连接；所述市电电网的输出端与转换开关的另一路输入端连接；所述转换开关输出的电压为通信基站供电；所述逆变器采样电路采集逆变器的电压，所述逆变器采样电路的输出端与电源端控制器连接；所述电源端驱动电路的控制端与电源端控制器连接，所述电源端驱动电路的输出端与转换开关的控制端连接；所述市电采样电路采集市电电网的电压，所述市电采样电路的输出端与电源端控制器连接；所述通信基站包括有通信设备和节能单元；所述转换开关的输出电压为通信设备和节能单元供电；所述节能单元包括温湿度检测电路、通信基站端控制器、进风机驱动电路、进风机、排风机驱动电路以及排风机；所述进风机安装在通信基站机房的一面墙上，所述排风机安装在所述墙的对立面墙上，所述进风机和所述排风机的连线与通信基站机房的地面平行；所述温湿度检测电路的输出端与通信基站端控制器连接；所述进风机驱动电路的控制端与通信基站端控制器连接，所述进风机驱动电路的输出端与进风机的控制端连接；所述排风机驱动电路的控制端与通信基站端控制器连接，所述排风机驱动电路的输出端与排风机的控制端连接。

风能装置采集风能、太阳能装置采集太阳能，二者获取的能量用于为蓄电池供电，同时，风能装置、太阳能装置和蓄电池并联，用于为逆变器提供直流电压，逆变器将接收到的直流电压转换为交流电压，为通信基站供电。当风能装置或太阳能装置不能提供直流电压给逆变器以维持通信基站正常运行时，蓄电池为逆变器提供直流电压。优先使用风能装置、太阳能装置和蓄电池提供的电能，其次使用市电电网提供的电能，以减少市电损耗。

设置逆变器采样电路采集逆变器输入电压，设置市电采样电路采集市电电压，在逆变器输入直流电压出现异常时，电源端控制器通过电源端驱动电路向转换开关发出控制信号，控制市电电网向通信基站供电，反之，在市电电网提供的电压出现异常时，电源端控制器通过电源端驱动电路向转换开关发出控制信号，接通逆变器向通信基站供电。当逆变器电压和市电电压均出现异常时，通信设备报警。用户还可根据需求，接入UPS电源备用。

温湿度检测电路主要包括温湿度传感器，检测通信基站机房内的温湿度。当机房内温湿度与用户需求的温湿度不吻合时，通信基站端控制器通过进风机驱动电路启动进风机，和/或，通过排风机驱动电路启动排风机，实现空气的注入或空气的对流，改善通信基站机房的温湿度。将进风机和排风机的连线设置成与通信基站机房的地面平行，在送风时对流，能加快通信基站机房的空气流动，尽可能快地改善温湿度。

所述节能单元还包括进风口风速风向检测电路和排风口风速风向检测电路；所述进风口风速风向检测电路的输出端与通信基站端控制器连接；所述排风口风速风向检测电路的输出端与通信基站端控制器连接。在进风口和排风口的风速风向检测电路主要包括风速感应器和风向感应器，通信基站端控制器根据风速和风向来启动进风机和/或排风机，根据温湿度需求、风速和风向来决定是以空气注入的方式还是空气对流的方式改善通信基站机房的温湿度，实现按需耗能，避免出现进风机和排风机的机械式的全开或者全闭，导致浪费电能。

在所述进风机上设置进风机过滤网组件，在所述排风机上设置排风机过滤网组件。安装过滤网组件，是为了减少粉尘、灰砂、树叶等杂物附着在进风机和排风机，影响其运行，以减少能量损耗。

进一步地，在所述进风机过滤网组件处设置进风机粉尘检测电路，所述进风机粉尘检测电路的输出端与通信基站端控制器连接，在所述排风机过滤网组件处设置排风机粉尘检测电路，所述排风机粉尘检测电路的输出端与通信基站端控制器连接。粉尘检测电路主要为粉尘传感器，实时采集进风机和排风机上的粉尘，将信息输入至通信基站端控制器，当粉尘量达到一定程度时，开启相应的风机，将粉尘清走。

所述节能单元还包括空调控制电路和空调；所述空调控制电路的控制端与通信基站端控制器连接，所述空调控制电路的输出端与空调的控制端连接。空调控制电路是在通信基站端控制器的控制下对空调实施开启和关闭，所述空调控制电路主要采用无触点开关电路，为固态继电器，是一种由微型控制芯片、集中分离元器件和电子功率元器件组成的无触点弱电控制强电的开关，其输入端可以由TTL或者CMOS电压直接控制，适合直接跟控制器连接，输出端可以直接驱动大流量高电压负载。固态继电器内部具有过流保护、短路保护和过热保护等自我保护功能。

所述节能单元还包括进风挡板驱动电路、进风挡板、排风挡板驱动电路以及排风挡板；所述进风挡板驱动电路的控制端与通信基站端控制器连接，所述进风挡板驱动电路的输出端与进风挡板的控制端连接；所述排风挡板驱动电路的控制端与通信基站端控制器连接，所述排风挡板驱动电路的输出端与排风挡板的控制端连接。进风挡板用于打开或关闭进风口，排风挡板用于打开或关闭排风口，用于为气流的流动提供通道。在挡板关闭时，可防止通信基站机房内空气溢出，防止外部气流注入通信基站机房。

进一步地，所述风能装置由风能发动机和风能控制器组成；所述风能发动机的输出端与风能控制器的输入端连接，所述风能控制器的输出端与逆变器的一路输入端连接。通信基站设置在野外，通常风力资源丰富，风速可达3m/s，设置风能发动机采集风能，充分利用通信基站环境资源。由于风能发动机产生的是不稳定的电压，风能控制器对风能发动机产生的电压进行控制，输出直流电压，一方面为蓄电池供电，另一方面与蓄电池、太阳能装置并联后为逆变器提供直流电压。在风力资源较为丰富的地区可以减少市电的消耗,在遇到市电停电时可以延长蓄电池的使用时间。

进一步地，所述太阳能装置由太阳能电池和MPPT控制器组成；所述太阳能电池的输出端与MPPT控制器的输入端连接；所述MPPT控制器的输出端与逆变器的另一路输入端连接。太阳能电池通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能，只要接收到太阳光，瞬间就可输出电压及电流。太阳能MPPT控制器用于对太阳能电池的输出电压进行最大功率点跟踪控制后输出直流电压，一方面对蓄电池进行充电，另一方面和蓄电池并联后为逆变器提供直流电压。

本发明的工作过程为：

风能装置采集风能，太阳能装置采集太阳能，采集到的能量为蓄电池供电，并联的风能装置、太阳能装置和蓄电池为逆变器提供直流输入电压，逆变器将接收到的直流电压转换为交流电压，为通信基站供电；采集逆变器电压和市电电网电压，在出现电压异常时通过电源端控制器切换供电方式；检测通信基站机房内温湿度，需要通过注入空气或者空气对流改善温湿度时，启动进风机和/或排风机，还可开启或关闭空调；实时检测进风机、排风机的粉尘，在出现粉尘超量时启动相应风机进行除尘；设置进风挡板和出风挡板，挡板关闭时，可放置通信基站机房内外空气互通，挡板关闭时，可启动相应风机进行送风。

Claims (8)

1.一种通信基站节能系统，其特征在于：

包括电源单元和通信基站；所述电源单元为通信基站供电；

所述电源单元包括风能装置、太阳能装置、蓄电池、逆变器、市电电网、转换开关、逆变器采样电路、市电采样电路、电源端控制器以及电源端驱动电路；

所述风能装置、太阳能装置以及蓄电池相互并联；所述风能装置为蓄电池充电；所述太阳能装置向蓄电池充电；所述风能装置的输出端与逆变器的一路输入端连接；所述太阳能装置的输出端与逆变器的另一路输入端连接；所述蓄电池的输出端与逆变器又一路输入端连接；所述逆变器的输出端与转换开关的一路输入端连接；所述市电电网的输出端与转换开关的另一路输入端连接；所述转换开关输出的电压为通信基站供电；所述逆变器采样电路采集逆变器的电压，所述逆变器采样电路的输出端与电源端控制器连接；所述电源端驱动电路的控制端与电源端控制器连接，所述电源端驱动电路的输出端与转换开关的控制端连接；所述市电采样电路采集市电电网的电压，所述市电采样电路的输出端与电源端控制器连接；

所述通信基站包括有通信设备和节能单元；所述转换开关的输出电压为通信设备和节能单元供电；

所述节能单元包括温湿度检测电路、通信基站端控制器、进风机驱动电路、进风机、排风机驱动电路以及排风机；所述进风机安装在通信基站机房的一面墙上，所述排风机安装在所述墙的对立面墙上，所述进风机和所述排风机的连线与通信基站机房的地面平行；

所述温湿度检测电路的输出端与通信基站端控制器连接；所述进风机驱动电路的控制端与通信基站端控制器连接，所述进风机驱动电路的输出端与进风机的控制端连接；所述排风机驱动电路的控制端与通信基站端控制器连接，所述排风机驱动电路的输出端与排风机的控制端连接。

2.根据权利要求1所述的一种通信基站节能系统，其特征在于：

所述节能单元还包括进风口风速风向检测电路和排风口风速风向检测电路；所述进风口风速风向检测电路的输出端与通信基站端控制器连接；所述排风口风速风向检测电路的输出端与通信基站端控制器连接。

3.根据权利要求1所述的一种通信基站节能系统，其特征在于：在所述进风机上设置进风机过滤网组件，在所述排风机上设置排风机过滤网组件。

4.根据权利要求3所述的一种通信基站节能系统，其特征在于：

在所述进风机过滤网组件处设置进风机粉尘检测电路，所述进风机粉尘检测电路的输出端与通信基站端控制器连接，在所述排风机过滤网组件处设置排风机粉尘检测电路，所述排风机粉尘检测电路的输出端与通信基站端控制器连接。

5.根据权利要求1所述的一种通信基站节能系统，其特征在于：

所述节能单元还包括空调控制电路和空调；所述空调控制电路的控制端与通信基站端控制器连接，所述空调控制电路的输出端与空调的控制端连接。

6.根据权利要求1所述的一种通信基站节能系统，其特征在于：

所述节能单元还包括进风挡板驱动电路、进风挡板、排风挡板驱动电路以及排风挡板；所述进风挡板驱动电路的控制端与通信基站端控制器连接，所述进风挡板驱动电路的输出端与进风挡板的控制端连接；所述排风挡板驱动电路的控制端与通信基站端控制器连接，所述排风挡板驱动电路的输出端与排风挡板的控制端连接。

7.根据权利要求1所述的一种通信基站节能系统，其特征在于：

所述风能装置由风能发动机和风能控制器组成；所述风能发动机的输出端与风能控制器的输入端连接，所述风能控制器的输出端与逆变器的一路输入端连接。

8.根据权利要求1所述的一种通信基站节能系统，其特征在于：

所述太阳能装置由太阳能电池和MPPT控制器组成；所述太阳能电池的输出端与MPPT控制器的输入端连接；所述MPPT控制器的输出端与逆变器的另一路输入端连接。