CN111478309A - 一种基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统 - Google Patents

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赵攀
何邦昌
文安
马俊杰
吴铭
刚毅
毛文磊
周妙娴
杜金峰
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/102—Parallel operation of dc sources being switching converters

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Abstract

本发明提供了一种基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统，包括直流电压源、直流母线、升压转换器以及多个降压转换器，所述直流电压源的输出端与所述升压转换器的输入端电连接，所述升压转换器的输出端与直流母线电连接，多个所述降压转换器用于将直流母线降压降低为多个不同的等级电压以为安装于路灯灯杆之上的不同负载提供工作电压。本发明采用直流电作为供电电源，降低了交直流变换所产生的电能损耗，可以提高供电系统的可靠性以及有效缓解城市电网负担，能够解决现有市政路灯供电系统交直流转换控制复杂的问题，方便城市电网的升级改造。

Description

一种基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统
技术领域
本发明涉及电器照明技术领域，具体而言，涉及一种基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统。
背景技术
现有的市政路灯供电系统一般包括交直流转换设备、直流的电源模块和用于保证供电系统可靠性的应急供电模块，其主要采用市电作为供应电源，利用交直流转换设备将市电转换成直流电，利用直流电源模块进行稳压调制，然后输出至如智能照明模块和充电模块等用电设备。现有市政路灯供电系统采用市电供电，而市电为交流电供电至直流设备，势必涉及到电能的转化，故而其存在以下问题：交直流转换造成的电能损耗较大，对电能的利用不够充分，加重了环境污染。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统，其具体技术方案如下：
一种基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统，包括直流电压源、直流母线、升压转换器以及多个降压转换器，所述直流电压源的输出端与所述升压转换器的输入端电连接，所述升压转换器的输出端与直流母线电连接，多个所述降压转换器用于将直流母线降压降低为多个不同的等级电压以为安装于路灯灯杆之上的不同负载提供工作电压。
可选的，所述负载包括照明模块、充电模块以及功能设备模块。
可选的，所述功能设备模块包括wifi单元以及道路监控探头。
可选的，所述多层次直流供电系统还包括储能电池，所述储能电池的输入端与升压转换器的输出端电连接，所述储能电池的输出端与直流母线电连接。
可选的，所述直流电压源为光伏电池。
可选的，所述多层次直流供电系统还包括交流电网，所述交流电网经过交直流转换器转换成直流电压后与直流母线电连接。
本发明所取得的有益效果包括：
1、采用直流电作为供电电源，减少了中间电能变换过程，降低了交直流变换所产生的电能损耗，也减少了碳排放，可以避免环境污染。
2、由于直流电压之间的转换控制相对简单且容易实现，本发明还能够解决现有市政路灯供电系统交直流转换控制复杂的问题，可以提高供电系统的可靠性，降低设备体积和建设成本。
3、本发明所述的多层次直流供电系统不依赖于市电网络，使用分布式直流电源供电，可以有效缓解城市电网负担，降低市电电网电路调度压力，方便城市电网的升级改造。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明，将重点放在示出实施例的原理上。
图1是本发明实施例中一种基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中另一种基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统的结构示意图；
图3是本发明实施例中柔性太阳能电池板与路灯灯杆之间的位置关系结构示意图。
附图标记说明：
1、直流电压源；2、升压转换器；3、直流母线；4、降压转换器；5、负载；6、储能电池；7、交流电网；8、柔性太阳能电池板；9、路灯灯杆。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。
本发明为一种基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统，根据附图所示讲述以下实施例：
实施例一：
如图1所示，一种基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统，包括直流电压源1、直流母线3、升压转换器2以及多个降压转换器4，所述直流电压源1的输出端与所述升压转换器2的输入端电连接，所述升压转换器2的输出端与直流母线3电连接，多个所述降压转换器4用于将直流母线3降压降低为多个不同的等级电压以为安装于路灯灯杆之上的不同负载5提供工作电压。
本发明所述的基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统，其采用直流电作为供电电源，减少了中间电能变换过程，降低了交直流变换所产生的电能损耗，也减少了碳排放，可以避免环境污染。另外，由于直流电压之间的转换控制相对简单且容易实现，本发明还能够解决现有市政路灯供电系统交直流转换控制复杂的问题，可以提高供电系统的可靠性，降低设备体积和建设成本。再者，本发明所述的多层次直流供电系统不依赖于市电网络，使用分布式直流电源供电，可以有效缓解城市电网负担，降低市电电网电路调度压力，方便城市电网的升级改造。
作为一种优选的技术方案，所述负载5包括照明模块、充电模块以及功能设备模块。所述照明模块用于道路照明，充电模块用于为充电桩或其他用电设备提供充电接口，功能设备模块包括wifi单元、道路监控探头等电子设备。
实施例二：
本实施例应当理解为包含前述实施例全部技术特征，并在其基础上作进一步的具体描述。
如图2所示，所述多层次直流供电系统还包括储能电池6，所述储能电池6的输入端与升压转换器2的输出端电连接，所述储能电池6的输出端与直流母线3电连接。储能电池6的设置，可以很好地调节供电系统峰谷，缓解城市用电压力，提高多层次直流供电系统的可靠性和稳定性。
作为一种优选的技术方案，所述直流电压源1为光伏电池，光伏电池设于路灯灯杆之上，利用太阳能转换成直流电压。光伏电池作为直流电压源1可以充分利用太阳能，使得供电系统更加节能环保，降低运转成本。
作为一种优选的技术方案，所述多层次直流供电系统还包括交流电网7，所述交流电网7经过交直流转换器转换成直流电压后与直流母线3电连接。利用交直流转换器将交流电网7接入到直流母线3之上，可以进一步提高系统的稳定性和可靠性，避免因阴雨天气而导致光伏电池输出电能不足的问题。
实施例三：
本实施例应当理解为包含前述实施例全部技术特征，并在其基础上作进一步的具体描述。
多个所述降压转换器4包括第一降压转换器4、第二降压转换器4以及第三降压转换器4，所述第一降压转换器4输入端与直流母线3电连接，用于将直流母线3电压降低为第一等级电压以为汽车充电桩提供电源电压。所述第一降压转换器4的输入端与第一降压转换器4的输出端电连接，用于将第一等级电压降低为第二等级电压以为照明模块提供电源电压。所述第三降压转换器4的输入端与第二降压转换器4的输出端电连接，用于将第二等级电压降低为第三等级电压以为功能设备模块提供电源电压。第一降压转换器4、第二降压转换器4以及第三降压转换器4依次相连，可以形成多梯度的等级电压输出，方便多级负载的接入。
如图3所示，所述光伏电池为由光伏材料制成的柔性太阳能电池板8，且所述路灯灯杆9具有圆柱形区域。所述柔性太阳能电池板8围绕路灯灯杆的圆柱形区域部分弯曲至少240度。作为一种优选的技术方案，柔性太阳能电池板8包裹在路灯灯杆9的外圆周表面之上。柔性太阳能电池板8围绕路灯灯杆9的外圆周表面上，可以更好地接收早上、中午以及傍晚的太阳光，提高太阳能电池板的转换效率。
综上所述，本发明公开的一种基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统，所产生的有益技术效果包括：
1、采用直流电作为供电电源，减少了中间电能变换过程，降低了交直流变换所产生的电能损耗，也减少了碳排放，可以避免环境污染。
2、由于直流电压之间的转换控制相对简单且容易实现，本发明还能够解决现有市政路灯供电系统交直流转换控制复杂的问题，可以提高供电系统的可靠性，降低设备体积和建设成本。
3、本发明所述的多层次直流供电系统不依赖于市电网络，使用分布式直流电源供电，可以有效缓解城市电网负担，降低市电电网电路调度压力，方便城市电网的升级改造。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法、系统和设备是示例，各种配置可以适当地省略、替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法和/或可以添加、省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本发明公开或权利要求的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置,例如已经示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本发明公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (6)

1.一种基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统，其特征在于，包括直流电压源、直流母线、升压转换器以及多个降压转换器，所述直流电压源的输出端与所述升压转换器的输入端电连接，所述升压转换器的输出端与直流母线电连接，多个所述降压转换器用于将直流母线降压降低为多个不同的等级电压以为安装于路灯灯杆之上的不同负载提供工作电压。
2.如权利要求1所述的一种基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统，其特征在于，所述多层次直流供电系统还包括储能电池，所述储能电池的输入端与升压转换器的输出端电连接，所述储能电池的输出端与直流母线电连接。
3.如权利要求2所述的一种基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统，其特征在于，所述直流电压源为光伏电池。
4.如权利要求3所述的一种基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统，其特征在于，所述多层次直流供电系统还包括交流电网，所述交流电网经过交直流转换器转换成直流电压后与直流母线电连接。
5.如权利要求4所述的一种基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统，其特征在于，所述负载包括照明模块、充电模块以及功能设备模块。
6.如权利要求5所述的一种基于市政路灯灯杆的多层次直流供电系统，其特征在于，所述功能设备模块包括wifi单元以及道路监控探头。
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