CN111917181A - 通信基站供电管理系统 - Google Patents

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Abstract

一种通信基站供电管理系统，包括若干通信基站能源控制系统、一中层网络通信系统及一上层能源管理系统；通信基站能源控制系统具有基站电源控制组件，基站电源控制组件包括双向逆变器、电池组、控制模块及基站能源通信模块；中层网络通信系统具有一交换机；上层能源管理系统包括调度中心服务器、数据库、操作站、防火墙、局域网通信单元、若干客户端；调度中心服务器与数据库、操作站均连接，局域网通信单元通过防火墙与调度中心服务器通信，局域网通信单元与若干客户端通信；调度中心服务器具有基站设备监控模块、双向逆变器控制模块、削峰填谷功能模块。如此具有云端监控、云端控制功能，便于远程监控及控制，节省人力成本。

Description

通信基站供电管理系统
技术领域
本发明涉及通信基站电源技术领域，特别是一种通信基站供电管理系统。
背景技术
传统基站能源供应为市电接入，电池组作为后备电源在市电断电时接入系统，保障通信设备正常运转。
供电管理系统是基站能源供给的中心，设计合理高效的供电管理系统对整个通信基站的安全稳定运行有着重要作用。现有的供电管理系统都是本地管理，需人工值守，由于通信基站往往设置于比较偏远的位置，如山顶、郊区等，工作人员不愿长期待在通信基站，如此使得人力成本较高；另外现有的供电管理系统没有电能测量计费功能及电池寿命预测功能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种具有云端监控、云端控制功能、节省人力成本的通信基站供电管理系统，以解决上述问题。
一种通信基站供电管理系统，包括若干通信基站能源控制系统、一中层网络通信系统及一上层能源管理系统；通信基站能源控制系统具有基站电源控制组件，基站电源控制组件包括双向逆变器、电池组、控制模块及基站能源通信模块；双向逆变器具有交流侧、第一直流侧及第二直流侧，双向逆变器的交流侧与外部电网连接，第一直流侧与基站负载连接，第二直流侧与电池组连接；控制模块与电网、基站负载、双向逆变器、电池组均连接；基站能源通信模块与控制模块连接；中层网络通信系统具有一交换机；上层能源管理系统包括一调度中心服务器、数据库、操作站、防火墙、局域网通信单元、若干客户端；基站能源通信模块通过交换机与调度中心服务器通信；调度中心服务器与数据库、操作站均连接，局域网通信单元通过防火墙与调度中心服务器通信，局域网通信单元与若干客户端通信；调度中心服务器具有基站设备监控模块、双向逆变器控制模块、削峰填谷功能模块。
进一步地，所述上层能源管理系统还包括与调度中心服务器连接的显示器。
进一步地，所述上层能源管理系统还包括若干智能终端及远程网络通信单元，调度中心服务器通过远程网络通信单元与若干智能终端远程通信。
进一步地，所述基站设备监控模块接收电网、基站负载、双向逆变器、电池组的工作参数，并根据上述工作参数判断基站负载、双向逆变器及电池组是否工作正常。
进一步地，所述双向逆变器控制模块产生或接收一第一控制指令，使得：双向逆变器将电网的交流电转换为直流电，为基站负载供电或为电池组充电；或者将电网的交流电转换为预定电压的直流电，为基站负载供电。
进一步地，所述削峰填谷功能模块预设有用电波谷时段、用电波峰时段，削峰填谷功能模块产生一第二控制指令，使得：双向逆变器在用电波谷时段将电网的交流电转换为直流电，对电池组充电，同时为基站负载供电；在电网的用电波峰时段控制双向逆变器将电池组的直流电转换为交流电，并反馈给电网。
进一步地，所述电网与双向逆变器之间设置有用于测量进入基站电源控制组件的交流输入电量及流出基站电源控制组件的交流输出电量的双向交流电能表，双向交流电能表与控制模块连接。
进一步地，所述双向逆变器与基站负载之间设置有用于测量基站负载的实际耗电量的直流电能表；直流电能表与控制模块连接。
进一步地，所述调度中心服务器还具有电能效益核算计费模块，所述电能效益核算计费模块接收交流输入电量及交流输出电量，并将交流输入电量减去交流输出电量，得到的差值即为整个通信基站相对电网的耗电量，并将耗电量乘以当前电价，从而计算得到计费值。
进一步地，所述调度中心服务器还具有电池组寿命预测模块，电池组还连接有一测量进出电池组的直流电量的双向电流表，电池组寿命预测模块通过接收电池组的工作参数及双向电流表侦测的数据，测量电池组的电池容量、计算电池组的当前电量、测量电池组的衰减值，并预测电池组的剩余使用寿命。
与现有技术相比，本发明的通信基站供电管理系统包括若干通信基站能源控制系统、一中层网络通信系统及一上层能源管理系统；通信基站能源控制系统具有基站电源控制组件，基站电源控制组件包括双向逆变器、电池组、控制模块及基站能源通信模块；双向逆变器具有交流侧、第一直流侧及第二直流侧，双向逆变器的交流侧与外部电网连接，第一直流侧与基站负载连接，第二直流侧与电池组连接；控制模块与电网、基站负载、双向逆变器、电池组均连接；基站能源通信模块与控制模块连接；中层网络通信系统具有一交换机；上层能源管理系统包括一调度中心服务器、数据库、操作站、防火墙、局域网通信单元、若干客户端；基站能源通信模块通过交换机与调度中心服务器通信；调度中心服务器与数据库、操作站均连接，局域网通信单元通过防火墙与调度中心服务器通信，局域网通信单元与若干客户端通信；调度中心服务器具有基站设备监控模块、双向逆变器控制模块、削峰填谷功能模块。如此具有云端监控、云端控制功能，便于远程监控及控制，节省人力成本。
附图说明
以下结合附图描述本发明的实施例，其中：
图1为本发明提供的通信基站供电管理系统的通信基站能源控制系统的方框示意图。
图2为本发明提供的通信基站供电管理系统的方框示意图。
图3为图2中的调度中心服务器的方框示意图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
请参考图1及图2，本发明提供的通信基站供电管理系统包括若干通信基站能源控制系统100、一中层网络通信系统20及一上层能源管理系统30。
每一通信基站能源控制系统100设置于一通信基站中。
通信基站能源控制系统100具有基站电源控制组件10及双向交流电能表17及直流电能表19。
基站电源控制组件10包括双向逆变器12、电池组13、控制模块15及基站能源通信模块16。
双向逆变器12具有交流侧、第一直流侧及第二直流侧，双向逆变器12的交流侧通过双向交流电能表17与外部电网200连接，第一直流侧与基站负载300连接，第二直流侧通过直流电能表19与电池组13连接。
控制模块15与电网200、基站负载300、双向逆变器12、电池组13、双向交流电能表17及直流电能表19均连接。控制模块15可接收电网200、基站负载300、双向逆变器12、电池组13的工作参数，如电压值、电流值、温度值等，并发出控制指令给双向逆变器12，实现本地监控及控制。双向交流电能表17能够侦测进入基站电源控制组件10的交流输入电量及流出基站电源控制组件10的交流输出电量。
基站能源通信模块16与控制模块15连接。控制模块15通过基站能源通信模块16与中层网络通信系统20通信。
当电网200正常输入时，双向逆变器12将电网200的交流电转换为直流电，并为基站负载300供电。
当需要为电池组13充电时，双向逆变器12将电网200的交流电转换为直流电，并对电池组13充电。
当电网200断电或异常时，双向逆变器12将电池组13的直流电转换为预定电压的直流电，并为基站负载300供电。
双向逆变器12的工作模式的转换由控制模块15发出的控制指令进行控制。控制模块15还可在电网200的用电波谷时段控制双向逆变器12将电网200的交流电转换为直流电，并对电池组13充电；在电网200的用电波峰时段控制双向逆变器12将电池组13的直流电转换为交流电，并反馈给电网200。如此实现对电网200的削峰填谷功能，实现经济效益。
直流电能表19用于测量基站负载300的实际耗电量。
中层网络通信系统20具有一交换机21。
上层能源管理系统30包括一调度中心服务器31、数据库32、操作站33、显示器34、防火墙35、局域网通信单元36、若干客户端37及若干智能终端39。
交换机21能同时实现多个通信基站能源控制系统100与调度中心服务器31之间的通信。交换机21与调度中心服务器31之间通过光纤进行通信。
调度中心服务器31与数据库32、操作站33、显示器34均连接，局域网通信单元36通过防火墙35与调度中心服务器31通信，局域网通信单元36与若干客户端37通信，调度中心服务器31通过远程网络通信单元38与若干智能终端39远程通信。
数据库32用于存储各种工作参数、通信数据等。
显示器34用于显示各种工作参数、通信数据、数据图表、视频录像等。
操作站33用于接收用户发出的操作指令，以远程控制多个通信基站能源控制系统100的双向逆变器12。
防火墙35用于实现局域网通信单元36与调度中心服务器31之间的安全数据传输。
远程网络通信单元38可为4G网络收发单元、5G网络收发单元、以太网收发单元等。
请参考图3，调度中心服务器31具有基站设备监控模块311、双向逆变器控制模块312、削峰填谷功能模块313、电能效益核算计费模块314及电池组寿命预测模块315。
基站设备监控模块311接收电网200、基站负载300、双向逆变器12、电池组13的工作参数，并根据上述工作参数判断基站负载300、双向逆变器12及电池组13是否工作正常。如将接收的工作参数与预设的阈值范围比较，若超出了阈值范围，则判断工作参数异常，如电压过高或过低、电流过高或过低、温度过高等，则对应发出报警信号。通信基站还设置有消防侦测单元，如摄像机、烟雾报警器或温度感应器。基站设备监控模块311接收消防侦测单元的信号并判断是否发生烟雾、火灾，在判断发生烟雾、火灾的时候发出报警信号。
双向逆变器控制模块312根据一第一控制指令对应控制双向逆变器12的工作模式。该第一控制指令可由用户输入或由双向逆变器控制模块312自动产生。第一控制指令可使得：双向逆变器12将电网200的交流电转换为直流电，以对基站负载供电或为电池组13充电；或者双向逆变器12将电池组13的直流电转换为预定电压的直流电，并为基站负载300供电。
削峰填谷功能模块313结合预设的用电波谷时段、用电波峰时段及当前时间，自动生成一第二控制指令，使得：双向逆变器12在电网200的用电波谷时段将电网200的交流电转换为直流电，并对电池组13充电，同时为基站负载300供电；在电网200的用电波峰时段控制双向逆变器12将电池组13的直流电转换为交流电，并反馈给电网200。第二控制指令也可根据人工输入的操作指令产生。
电能效益核算计费模块314接收双向交流电能表17的测量数据，如交流输入电量及交流输出电量，并将交流输入电量减去交流输出电量，得到的差值即为整个通信基站相对电网200的耗电量，之后将耗电量乘以当前电价，从而计算得到计费值。若计费值为正，则为应缴电费值；若计费值为负，则为收益值。电能效益核算计费模块314还接收直流电能表19的测量数值，该测量数值为基站负载300的实际耗电量。电池组13还连接有一双向电流表，双向电流表能够测量进出电池组13的直流电量，双向电流表还具有向基站负载300或外部用户直接供应直流电的功能，并进行计费，从而实现直接销售直流电的功能。
电池组寿命预测模块315通过接收电池组13的工作参数及双向电流表侦测的数据，测量电池组13的电池容量、计算电池组13的当前电量、测量电池组13的衰减值，并预测电池组13的剩余使用寿命。从而便于用户得知电池组13的使用状态，便于提前更换电池组13。电池组寿命预测模块315的功能实现为本领域所习知的技术，在此不再赘述。
若干客户端37及若干智能终端39上安装有用于监控及控制通信基站能源控制系统100的基站管理软件，通过客户端37或智能终端39可方便快捷地监控及控制通信基站能源控制系统100，减少人力成本。
与现有技术相比，本发明的通信基站供电管理系统包括若干通信基站能源控制系统100、一中层网络通信系统20及一上层能源管理系统30；通信基站能源控制系统100具有基站电源控制组件10，基站电源控制组件10包括双向逆变器12、电池组13、控制模块15及基站能源通信模块16；双向逆变器12具有交流侧、第一直流侧及第二直流侧，双向逆变器12的交流侧与外部电网200连接，第一直流侧与基站负载300连接，第二直流侧与电池组13连接；控制模块15与电网200、基站负载300、双向逆变器12、电池组13均连接；基站能源通信模块16与控制模块15连接；中层网络通信系统20具有一交换机21；上层能源管理系统30包括一调度中心服务器31、数据库32、操作站33、防火墙35、局域网通信单元36、若干客户端37；调度中心服务器31与数据库32、操作站33均连接，局域网通信单元36通过防火墙35与调度中心服务器31通信，局域网通信单元36与若干客户端37通信；调度中心服务器31具有基站设备监控模块311、双向逆变器控制模块312、削峰填谷功能模块313。如此具有云端监控、云端控制、具有电能测量计费功能及电池寿命预测功能，便于远程监控及控制，节省人力成本。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种通信基站供电管理系统，其特征在于：包括若干通信基站能源控制系统、一中层网络通信系统及一上层能源管理系统；通信基站能源控制系统具有基站电源控制组件，基站电源控制组件包括双向逆变器、电池组、控制模块及基站能源通信模块；双向逆变器具有交流侧、第一直流侧及第二直流侧，双向逆变器的交流侧与外部电网连接，第一直流侧与基站负载连接，第二直流侧与电池组连接；控制模块与电网、基站负载、双向逆变器、电池组均连接；基站能源通信模块与控制模块连接；中层网络通信系统具有一交换机；上层能源管理系统包括一调度中心服务器、数据库、操作站、防火墙、局域网通信单元、若干客户端；基站能源通信模块通过交换机与调度中心服务器通信；调度中心服务器与数据库、操作站均连接，局域网通信单元通过防火墙与调度中心服务器通信，局域网通信单元与若干客户端通信；调度中心服务器具有基站设备监控模块、双向逆变器控制模块、削峰填谷功能模块。
2.如权利要求1所述的通信基站供电管理系统，其特征在于：所述上层能源管理系统还包括与调度中心服务器连接的显示器。
3.如权利要求1所述的通信基站供电管理系统，其特征在于：所述上层能源管理系统还包括若干智能终端及远程网络通信单元，调度中心服务器通过远程网络通信单元与若干智能终端远程通信。
4.如权利要求1所述的通信基站供电管理系统，其特征在于：所述基站设备监控模块接收电网、基站负载、双向逆变器、电池组的工作参数，并根据上述工作参数判断基站负载、双向逆变器及电池组是否工作正常。
5.如权利要求1所述的通信基站供电管理系统，其特征在于：所述双向逆变器控制模块产生或接收一第一控制指令，使得：双向逆变器将电网的交流电转换为直流电，为基站负载供电或为电池组充电；或者将电网的交流电转换为预定电压的直流电，为基站负载供电。
6.如权利要求1所述的通信基站供电管理系统，其特征在于：所述削峰填谷功能模块预设有用电波谷时段、用电波峰时段，削峰填谷功能模块产生一第二控制指令，使得：双向逆变器在用电波谷时段将电网的交流电转换为直流电，对电池组充电，同时为基站负载供电；在电网的用电波峰时段控制双向逆变器将电池组的直流电转换为交流电，并反馈给电网。
7.如权利要求6所述的通信基站供电管理系统，其特征在于：所述电网与双向逆变器之间设置有用于测量进入基站电源控制组件的交流输入电量及流出基站电源控制组件的交流输出电量的双向交流电能表，双向交流电能表与控制模块连接。
8.如权利要求7所述的通信基站供电管理系统，其特征在于：所述双向逆变器与基站负载之间设置有用于测量基站负载的实际耗电量的直流电能表；直流电能表与控制模块连接。
9.如权利要求7所述的通信基站供电管理系统，其特征在于：所述调度中心服务器还具有电能效益核算计费模块，所述电能效益核算计费模块接收交流输入电量及交流输出电量，并将交流输入电量减去交流输出电量，得到的差值即为整个通信基站相对电网的耗电量，并将耗电量乘以当前电价，从而计算得到计费值。
10.如权利要求1所述的通信基站供电管理系统，其特征在于：所述调度中心服务器还具有电池组寿命预测模块，电池组还连接有一测量进出电池组的直流电量的双向电流表，电池组寿命预测模块通过接收电池组的工作参数及双向电流表侦测的数据，测量电池组的电池容量、计算电池组的当前电量、测量电池组的衰减值，并预测电池组的剩余使用寿命。
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