CN112838931A - 普遍适配的多模块并机扩容电源系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种普遍适配的多模块并机扩容电源系统，包括至少一条与原有整流支路并联汇入直流母线的扩容支路，扩容支路上串接有整流器和智能适配器，扩容支路的输入端与交流输入配电单元的输出端连接，所述扩容支路和原有整流支路中所有整流器的厂家、型号不完全相同或者完全不相同。扩容支路上的整流器与原有整流支路上的整流器的厂家、型号不是完全相同的，实现了不同厂家、型号的整流器资源整合，通过智能适配器实现与原有整流支路工作匹配以及多条扩容支路内部之间均流管理等，提高系统供电稳定性、高效率和可靠性，实现了不改动原有电源系统情况下就能实现电源扩容，实现国有资产的保值增值、资产延寿，是通信运营企业降本增效的重要手段。

Description

普遍适配的多模块并机扩容电源系统

技术领域

本发明涉及基站电源系统，特别是涉及一种普遍适配的多模块并机扩容电源系统。

背景技术

自上世纪90年代开始，我国各类公众通信网经历了近30年的高速发展，各运营商和铁塔公司基于原有开关电源系统资产折旧达到报废年限、原有开关电源系统功能结构不满足新的网络运营要求、原有开关电源系统不满足负载扩容后的容量要求、原有开关电源设备厂家无法提供持续的售后维修等技术支撑等原因，库存了大量闲置的、待报废的老旧开关电源系统；这些撤回库房的闲置资产虽然存在各种报废原因，但大部分开关整流器还处于可用状态，现有的常规技术方案无法实现对这些设备进行有效的整合、再利用。

同时，部分站点的老旧开关电源系统在基站负载增容过程中，由于厂家停产、倒闭或生产经营转向倒闭买不到对应型号的整流模块无法扩容，造成整流模块欠配、或被迫更换电源，造成资产闲置，无谓增加了投资成本。

在通信运营企业成本压力、投资压力增大的现实背景下，如何合理利用这些老旧开关电源模块等闲置资产，做到国有资产的保值增值、资产延寿，是通信运营企业降本增效的重要手段。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种普遍适配的多模块并机扩容电源系统。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种普遍适配的多模块并机扩容电源系统，包括至少一条与原有整流支路并联汇入直流母线的扩容支路，所述扩容支路上串接有整流器和智能适配器，扩容支路的输入端与交流输入配电单元的输出端连接，所述扩容支路和原有整流支路中所有整流器的厂家、型号不完全相同或者完全不相同。

上述技术方案：扩容支路上的整流器与原有整流支路上的整流器的厂家、型号不是完全相同的，实现了不同厂家、型号的整流器资源整合，通过智能适配器实现与原有整流支路工作匹配以及多条扩容支路内部之间均流管理等，提高了扩容电源系统供电稳定性、高效率和可靠性，实现了不改动原有电源系统情况下就能实现电源扩容，实现国有资产的保值增值、资产延寿，是通信运营企业降本增效的重要手段。

在本发明的一种优选实施方式中，全部或部分所述扩容支路上的整流器为旧整流器；所述旧整流器的全部或者部分来自闲置待报废的老旧开关电源系统，所述老旧开关电源系统的年限、型号、容量相同，不完全相同或者完全不相同。

上述技术方案：实现了利旧功能，通过使用闲置待报废的老旧开关电源系统中的旧整流，实现了老旧资源整合和利用，减少了投资成本，做到国有资产的保值增值、资产延寿，实现了降本增效。

在本发明的一种优选实施方式中，多个所述普遍适配的多模块并机扩容电源系统可级联，组成更大容量的电源系统。

上述技术方案：实现了级联扩容。

在本发明的一种优选实施方式中，所述智能适配器包括采集模块、处理模块和DC/DC电压转换模块，所述DC/DC电压转换模块的输入端与整流器的输出端连接，所述DC/DC电压转换模块的输出端与直流母线连接，所述DC/DC电压转换模块的控制端与处理模块的DC/DC控制信号输出端连接，所述采集模块采集DC/DC电压转换模块输入线路和/或输出线路上的电压和/或电流，所述采集模块的输出端与所述处理模块的信息采集端连接，所述处理模块获取采集模块输出的电压和/或电流信息并调节DC/DC电压转换模块输出的输出电压。

上述技术方案：通过采集模块便于处理模块了解各扩容支路的实时状态，以及调节DC/DC电压转换模块输出电压，实现扩容支路均流管理，提高供电效率和稳定性。

在本发明的一种优选实施方式中，所述智能适配器还包括与处理模块连接的监控通信接口，通过所述监控通信接口所有智能适配器与原有电源系统的监控单元连接，构成扩容后电源系统的监控通信网络，所述监控通信网络可与上位机连接通信；通过所述监控通信网络协调智能适配器之间、扩容系统与原有电源系统之间相互协调工作，调整扩容后电源系统直流母线的电压和/或电流，实现扩容支路与原有电源模块之间的均流管理。

上述技术方案：通过监控通信网络实现了各扩容支路上的智能适配器协调工作，有利于实现扩容支路间的均流管理，同时也便于通过多个普遍适配的多模块并机扩容电源系统的监控通信网络连接在一起构成级联监控作用。

在本发明的一种优选实施方式中，所述智能适配器还包括报警模块，所述处理模块判断采集模块输出的电压和/或电流是否在安全范围内，若不在安全范围内启动报警模块和/或通过监控通信网络上报告警信号。

上述技术方案：实现了每条扩容支路的安全监控。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括充放电管理系统，所述充放电管理系统对接入直流母线的多个电池进行充放电管理，所述充放电管理系统通过通信接口接入监控通信网络，和/或利旧原有电池母线端配置的电池电流采集器，并通过智能适配器的处理模块设置直流母线端所连接的电池的最大充电电压、最大充电电流；所述充电管理系统包括多个并联的电池、电信号采样单元，所述电信号采样单元的输入端分别与所有电池的电源端口连接，电池的电源端口与直流母线连接；还包括与电池一一对应的多个电池充放电管理模块，所述电池充放电管理模块包括升压单元、放电限流单元、充电限流单元、切换开关、第四开关、管理单元；所述切换开关包括一个动触点和三个静触点，电池的电源端口与切换开关的动触点连接，所述切换开关的第一静触点依次通过放电限流单元和升压单元与直流母线连接，所述第四开关与所述升压单元并联，所述切换开关的第二静触点通过充电电流单元与直流母线连接，所述切换开关的第三静触点悬空；所述管理单元的信息采集端与电信号采样单元的输出端连接，管理单元的第一控制端与切换开关的控制端连接，管理单元的第二控制端与第四开关的控制端连接，管理单元的第三控制端与放电限流单元的控制端连接，管理单元的第四控制端与充电限流单元的控制端连接，所有管理单元通过通信接口接入监控通信网络，通过所述监控通信网络各电池协同充放电。

上述技术方案：能够对直流母线上的电源进行充放电管理，无需另设充放电管理中心，简化管理系统。对每个并联电池分路的电压、电流进行监测和控制，实现对每组电池充电和放电过程的独立管理，达到多组电池并联工作的目的并实现放电时恒压输出。利旧原有的电池电流采集器节省了成本，同时通过智能适配器实现在充电时对电池母线端(电池与直流母线的连接处)的电压和电流实时检测，电池电流采集器可通过监控通信网络输入智能适配器的处理模块，处理模块判断当前充电电压是否达到最大充电电压，若达到，停止充电，判断当前充电电流是否达到最大充电电流，若达到就断开充电，以保护电池。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括智能配电单元，所述智能配电单元将直流母线的电能适配给各负载。

上述技术方案：实现负载的智能配电管理。

在本发明的一种优选实施方式中，所述智能配电单元包括基站配电单元，以及在基站配电单元与多个供电分路之间设置有至少一个自定义分户选择单元，所述自定义分户选择单元与监控通信网络连接通信；所述自定义分户选择单元利用软件模块从基站N个供电分路中选择任意条供电分路形成一个分户，N为正整数，所述软件模块可对分户内各供电分路独立控制，软件模块也可对分户内所有供电分路统一控制。

上述技术方案：自定义分户选择单元摒弃了现有的每个分户通过机械式开关或直流接触器与配电单元输出端连接的固定化的分户方式，本发明提供的自定义分户选择单元可根据用户自定义通过软件模块从基站N个供电分路中按需求选择任意条供电分路形成一个分户，并且供电分路可独立受控，也可以分户为受控单元统一受控，分户整体或供电分路独立进行受控、计量、差异化备电与发电、输出状态锁定与解锁，实现了动态地自定义分户，能够满足运营商的差异化需求、精细化管理以及适应不同应用场景的需求。

在本发明的一种优选实施方式中，原有电源系统包括交流输入配电单元、多条并联汇入直流母线的原有整流支路、以及监控单元，所述原有整流支路上串接有整流器，所述整流器的输入端与交流输入配电单元的输出端连接，所述监控单元采集各原有整流支路的电压和/或电流，智能适配器与上位机的通信协议可沿用原有电源系统的通信协议，也可采用新通信协议代替原有电源系统的通信协议。

上述技术方案：实现了原有电源系统的监控单元信息与智能适配器信息的整合管理，实现了原有整流支路和扩容支路工作状态检测、均流等统一管理。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式中普遍适配的多模块并机扩容电源系统的结构示意图；

图2是本发明一具体实施方式中电池充放电管理模块的结构示意图；

图3是本发明一具体实施方式中自定义分户选择单元的结构示意图；

图4是本发明另一具体实施方式中自定义分户选择单元的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明公开了一种普遍适配的多模块并机扩容电源系统，在一种优选实施方式中，如图1所示，包括至少一条与原有整流支路并联汇入直流母线的扩容支路，扩容支路上串接有整流器和智能适配器，扩容支路的输入端与交流输入配电单元的输出端连接，扩容支路和原有整流支路中所有整流器的厂家、型号不完全相同或者完全不相同。

在本实施方式中，如图1所示，交流输入配电单元将输入基站的220V市电或380V工业用电变压为基站设备的供电电压范围内，交流输入配电单元优选但不限于为变压器，交流输入配电单元输出的交流电信号通过整流器整流为直流电，智能适配器用于将整流后的直流电转换为电压接近或相等的稳定可靠的直流电输出至直流母线上，电压直流母线的额定电压优选但不限于为48V或57V。

在本实施方式中，优选的，智能适配器包括DC/DC电压转换模块，每条扩容支路的DC/DC电压转换模块的输出电压与直流母线的额定电压(如48V或57V)相等或接近。DC/DC电压转换模块可为现有的降压BUCK型DC－DC变换器。

在本实施方式中，不完全相同可表示即整流器的厂家、型号部分相同。由于整流器的厂家、型号不完全相同或者完全不相同，导致每条扩容支路上整流器的整流能力、直流阻抗、通流能力等差异较大，通过智能适配器使多条扩容支路之间稳定、均流地汇入直流母线，提高了供电安全性、可靠性以及延长普遍适配的多模块并机扩容电源系统寿命。

在一种优选实施方式中，智能适配器包括采集模块、处理模块和DC/DC电压转换模块，DC/DC电压转换模块的输入端与整流器的输出端连接，DC/DC电压转换模块的输出端与直流母线连接，DC/DC电压转换模块的控制端与处理模块的DC/DC控制信号输出端连接，采集模块采集DC/DC电压转换模块输入线路和/或输出线路上的电压和/或电流，采集模块的输出端与处理模块的信息采集端连接。采集模块优选但不限于包括直流电压传感器和/或直流电流传感器。处理模块优选但不限于为51单片机或ARM。

在本实施方式中，优选的，智能适配器还包括报警模块，处理模块判断采集模块输出的电压和/或电流是否在安全范围内，若不在安全范围内启动报警模块和/或通过监控通信网络上报告警信号。如可在处理模块内部存储有DC/DC电压转换模块输入线路的电压安全范围和电流安全范围，以及DC/DC电压转换模块输出线路的电压安全范围和电流安全范围，判断DC/DC电压转换模块输入线路、输出线路上的电压和电流是否在对应的安全范围内，若不在安全范围内，进行报警。

在本实施方式中，优选的，处理模块获取采集模块输出的电压和/或电流信息并调节DC/DC电压转换模块输出的输出电压，这样便于控制DC/DC电压转换模块的输出电压为原有直流母线的额定电压，或者实现并联的扩容支路之间均流调节。优选的，DC/DC电压转换模块包括DC/DC电压转换芯片和反馈电压调节单元。反馈电压调节单元用于调节DC/DC电压转换芯片的反馈电压大小，进而调节DC/DC电压转换芯片的输出电压。处理模块的DC/DC控制信号输出端(优选但不限于为一个GPIO管脚)与DC/DC电压转换芯片的使能端连接，反馈电压调节单元的控制端与处理模块的反馈调节信号端连接(优选的，两者通过I2C等串口连接)，反馈电压调节单元的输出端与DC/DC电压转换芯片的负反馈端(如FB管脚)连接。反馈电压调节单元优选但不限于为数字电位器或D/A转换器，具体连接电路可参考http：//www.fx361.com/page/2017/0605/1951704.shtml或https：//blog.csdn.net/xingsongyu/article/details/104527368中公开的技术方案，在此不再赘述。

在一种优选实施方式中，智能适配器还包括与处理模块连接的监控通信接口，通过监控通信接口所有智能适配器与原有电源系统的监控单元连接，构成扩容后电源系统的监控通信网络，监控通信网络可与上位机连接通信；通过监控通信网络协调智能适配器之间、扩容系统与原有电源系统之间相互协调工作，调整扩容后电源系统直流母线的电压和/或电流，实现扩容支路与原有电源模块之间的均流管理，调整扩容支路汇入原有直流母线的电压和/或电流，实现扩容支路均流管理，进而提高普遍适配的多模块并机扩容电源系统可靠性和稳定性。

在本实施方式中，监控通信接口优选但不限于为RS485接口，监控通信网络为RS485通信网络。通过监控通信网络实现智能适配器之间信息共享，进而进行均流控制，优选的，均流控制的过程为：设定DC/DC电压转换模块输出到直流母线上的目标电流，目标电流优选但不限于为50A，若扩容支路汇入直流母线的电流(即DC/DC电压转换模块输出线路电流)大于目标电流，处理模块控制反馈电压调节单元增大输出电压，DC/DC电压转换芯片因反馈电压增大而降低输出电压，继续调节直到扩容支路汇入原有直流母线的电流等于或接近(可将差异为5％范围内认为是接近)目标电流，反之，若扩容支路汇入直流母线的电流小于目标电流，增大DC/DC电压转换芯片的输出电压。在一种优选实施方式中，如图1所示，全部或部分扩容支路上的整流器为旧整流器；旧整流器的全部或者部分来自闲置待报废的老旧开关电源系统，老旧开关电源系统的年限、型号、容量相同，不完全相同或者完全不相同。

在一种优选实施方式中，多个普遍适配的多模块并机扩容电源系统可级联，组成更大容量的电源系统。

在本实施方式中，优选的，可直接将多个上述普遍适配的多模块并机扩容电源系统并联连接实现级联，普遍适配的多模块并机扩容电源系统输入端分别与交流输入配电单元连接，普遍适配的多模块并机扩容电源系统输出端分别连接直流母线，再根据原有直流母线的额定电压调节各智能适配器输出电压。若智能适配器组成了监控通信网络，还可将多个普遍适配的多模块并机扩容电源系统的监控通信网络连接组成更大的监控通信网络，实现统一的均流管理。

在一种优选实施方式中，还包括充放电管理系统，充放电管理系统对接入直流母线的多个电池进行充放电管理，充放电管理系统通过通信接口接入监控通信网络，和/或利旧原有电池母线端配置的电池电流采集器，并通过智能适配器的处理模块设置直流母线端所连接的电池的最大充电电压、最大充电电流。

在本实施方式中，优选的，如图2所示，充电管理系统包括多个并联的电池、电信号采样单元，电信号采样单元的输入端分别与所有电池的电源端口连接，电池的电源端口与直流母线连接；还包括与电池一一对应的多个电池充放电管理模块，电池充放电管理模块包括升压单元、放电限流单元、充电限流单元、切换开关K3、第四开关K4、管理单元。升压单元优选但不限于为现有的BOOST升压型DC－DC电压变换器，优选的，升压单元的输出电压与公共输入输出端的额定电压相同，如48VDC或57VDC。充电限流单元和放电限流单元优选但不限于为程控可变电阻，当充电限流单元和放电限流单元为程控可变编组时，其可为数字电位器或程控电阻，如型号可为X9241的数字电位器，此时，管理单元通过调节放电限流单元或充电电流单元的阻值，进而调节放电电流或充电电流大小。管理单元优选但不限于为51单片机。

在本实施方式中，如图2所示，切换开关K3包括一个动触点和三个静触点，电池的电源端口与切换开关K3的动触点连接，切换开关K3的第一静触点依次通过放电限流单元和升压单元与直流母线连接，第四开关K4与升压单元并联，切换开关K3的第二静触点通过充电电流单元与直流母线连接，切换开关K3的第三静触点悬空；管理单元的信息采集端与电信号采样单元的输出端连接，管理单元的第一控制端与切换开关K3的控制端连接，管理单元的第二控制端与第四开关K4的控制端连接，管理单元的第三控制端与放电限流单元的控制端连接，管理单元的第四控制端与充电限流单元的控制端连接，所有管理单元通过通信接口接入监控通信网络，通过监控通信网络各电池协同充放电。

在本实施方式中，如图2所示，在充电阶段，通过监控通信网络共享已选择的充电模式，若为共充模式，每个电池充放电管理模块根据设定的充电参数对对应电池进行充电管理，若为单充模式，按照充电优先级依次充电，每个电池充放电管理模块通过充放电管理网络获取其上一充电优先级电池的充电状态，当上一充电优先级电池充电结束后，启动与电池充放电管理模块对应的电池充电。

在本实施方式中，对于每个电池，当处于充电时，管理单元将切换开关K3的动触点与第二静触点接通，初始若电池电压在设定安全电压区间，管理单元调节充电限流单元的电阻使得以预设的最大充电电流进行充电，之后实时监控电池的充电电压，当电池充电电压不在设定的电压区间时，管理单元调节充电限流单元的电阻使充电电流小于预设的最大充电电流，预设的最大充电电流可以是电池的额定充电电流。当电池充电电压达到充电截止电压或者充电电流为充电截止电流时，将切换开关K3的动触点与悬空的第三静触点接通，电池充电断开。

在本实施方式中，如图2所示，在放电阶段，通过监控通信网络共享已选择的放电模式，若为共同放电模式，开始时，每个放电分路均以恒压方式输出，根据各分路电池的放电容量调节各分路放电电流，使各分路电池按放电容量的比例进行放电。若为优先级放电模式，每个电池充放电管理模块通过充放电管理网络获取其上一放电优先级电池的放电状态，当高放电优先级电池放电终止；或高放电优先级电池最大放电能力无法满足负载用电需求；或高放电优先级电池出现故障，无法支持负载供电需求时，启动对应电池放电。

在本实施方式中，对于每个电池，当处于放电时，管理单元控制切换开关K3的动触点与第一静触点接通，每个放电分路输出至公共输入输出端的电压均为升压单元输出的电压，恒压输出，同时管理单元根据电池的放电容量(初始阶段为额定放电容量，核容后为实际放电容量)动态设置放电限流单元阻值，使各放电分路电池的放电电流与电池的放电容量比例相同，随着电池放电电池实际电量逐渐减小，当电池的放电电流减小到预设的限流值时，管理单元控制第四开关K4闭合(第四开关K4的初始状态为断开)，升压单元短路，电池以限流模式放电，此时，管理单元继续动态地设置每个方覅限流单元阻值，使各放电分路电池的放电电流与电池的实际放电容量比例相同，随着电池进一步放电，当电池电压降低至低电压阈值，切断电池放电回路，即管理单元控制切换开关K3的动触点与悬空的第三静触点接通。

在本实施方式中，基于监控通信网络用于多路并联电池充放电管理的方法包括：充电方法和放电方法。

在本实施方式中，充电方法包括共充模式和单充模式；处于共充模式时，各路电池按各自设定的充电参数同时充电；处于单充模式时，各路电池按设定充电优先级依次进行充电。

在本实施方式中，电池的充电参数优选但不限于包括充电电流范围、充电截止电压、额定充电电流、充电截止电流、预充电流、预充电压等。当检测到电池的电压低于预充电压时，以预充电流对电池进行充电，当电池电压大于预充电压时，将充电电流控制在充电电流范围内，当检测到电池电压达到充电截止电压和/或充电电流为充电截止电流时，停止对电池充电。并联电池的容量、厂家、型号可以不同，每个电池设置的充电参数可各不相同，可根据电池本身的容量、厂家、型号自行设置。在共充模式和单充模式中，每个电池均按照各自设定的充电参数进行充电，实现了并联电池的独立充电管理。

在本实施方式中，充电优先级优选但不限于根据电池额定容量的大小进行设定，如额定容量越大充电优先级越高，或者按照电池实际剩余电量的大小设定，如剩余电量越小充电优先级越大，或者按照电池的厂家等自定义设定充电优先级。

上述技术方案：当选择共充模式时，各路电池按各自设定的充电参数同时充电，实现了电池同时充电但单独管理，当选择单充模式时，按照充电优先级进行充电，充电优先级可用户自定义，如根据电池容量大小或剩余电量大小设置优先等级，这样就能保证电池组快速可靠备电，也实现了每个电池充电的独立管理。该充电方法实现了不同容量、厂家、型号电池的独立控制的安全充电管理。

在本实施方式中，优选的，在充电过程中，当电池充电电压在设定的电压区间时，以预设的最大充电电流进行充电，最大充电电流可以是电池的额定充电电流。预先设定电池的安全的电压区间，以预设的最大充电电流充电，实现快速安全充电。

在本实施方式中，放电方法包括共同放电模式和优先级放电模式；处于共同放电模式时，根据各分路电池的放电容量调节各分路放电电流，使各分路电池按放电容量的比例进行放电；处于优先级放电模式时，设置不同电池的放电优先级，在市电停电时，各电池按照放电优先级高低依次进行放电。

在本实施方式中，共同放电模式中，电池放电容量单位为安培，包括额定放电容量和实际放电容量，额定放电容量为电池额定容量×放电容量系数，实际放电容量为实际放电容量(即电池实际电量)×放电容量系数。各分路电池按放电容量的比例进行放电，各放电分路的放电电流比例与各分路电池放电容量比例相同，这样能够实现个分路均衡放电。

在本实施方式中，放电优先级优选但不限于根据电池的额定容量大小设定，即电池的额定容量越大放电优先级越高，或者根据电池的实际电量大小设定，即电池的实际电量越大放电优先级越高，或者根据电池的厂家等信息用户自定义设置放电优先级。

上述技术方案：当共同放电模式时，实现了并联电池单独放电控制管理，各分路电池按放电容量的比例进行放电，能够保护电池避免过放，实现了每个电池放电的独立管理；当优先级放电模式时，放电优先级可用户自定义，如根据电池容量大小或剩余电量大小设置优先等级，这样就能保证电池组快速可靠放电，也实现了每个电池放电的独立管理。该放电方法实现了不同容量(包括额定容量以及实际剩余电量)、不同厂家、不同型号的电池安全可靠地共同放电或按放电优先级放电。

在本实施方式中，优选的，共同放电模式包括自动模式和手动模式；

处于自动模式时，初始阶段根据各分路电池的额定放电容量调节各分路中电池的放电电流，使各分路电池按额定放电容量的比例进行放电，周期性完成全部电池核容，在每次完成全部电池核容后根据电池的实际放电容量的比例进行放电；除了初始阶段各分路电池按额定放电容量的比例进行放电外，在后面每次核实完所有电池的实际容量后，各分路按照电池的实际放电容量的比例进行放电，这样使得并联电池放电的均衡效果更好。

处于手动模式时，根据各分路中电池的额定放电容量调节各分路放电电流，使各分路电池按额定放电容量的比例进行放电。手动模式中，在整个放电过程中，各分路电池按照固定的额定放电容量的比例进行放电。

上述技术方案：实现了在共同放电模式工作过程中，根据放电分路电池根据各自的实际放电容量进行放电，实现了各放电分路电池放电均衡，保护了各放电分路电池。

在本实施方式中，优选的，处于优先级放电模式时，当高放电优先级电池放电终止，可通过采集高优先级电池放电回路的电压和/或电流大小确定；或高放电优先级电池最大放电能力无法满足负载用电需求，此时，后一放电优先级的电池可以并联地加入同时放电，优选的，可以通过根据负载供电回路的电压或电流状态确定高放电优先级电池的最大放电能力无法满足负载用电需求，如电压过低时，或者电流超出了高放电优先级电池的实际放电容量时，可认为高放电优先级电池的最大放电能力无法满足负载用电需求；或高放电优先级电池出现故障，无法支持负载供电需求时，低放电优先级电池放电，电池故障可通过电池上报获得。

上述技术方案：实现了在优先级放电模式中，电池自动按照放电优先级接续或跳过故障电池放电。

在本实施方式中，优选的，放电时，当放电电流小于限流值时，电池以恒压方式输出，当放电电流达到限流值时，电池以限流方式输出。

在本实施方式中，限流值优选但不限于小于电池的额定放电容量，可为电池电量为满电量的20％－50％范围内任一值时的实际放电容量，当放电电流小于限流值时，可认为电池电量充足，当放电电流达到限流值时，可认为电池电量较低，此时采用限流方式输出，能够保护电池避免过放。

上述技术方案：实现了并联电池组恒压输出，减少了备电时直流母线上的电压波动，先恒压输出，当放电电流减小达到限流值时，电池以限流方式输出，使得电池电量放电彻底。

在本实施方式中，优选的，当电池以限流方式输出时，若电池电压降低至低电压阈值，切断电池放电回路，电池放电结束，低电压阈值可根据电池的产品资料预先设置。保护电池，避免过放。

在一种优选实施方式中，还包括智能配电单元，智能配电单元将直流母线的电能适配给各负载。

在本实施方式中，智能配电单元优选但不限于为可远程控制的负载供电或断电开关，如公开号为CN211015184U的中国专利所公开的一种直流开关电路以及包含该开关电路的直流开关装置，在此不再赘述。

在一种优选实施方式中，如图1所示，原有电源系统包括交流输入配电单元、多条并联汇入直流母线的原有整流支路、以及监控单元，原有整流支路上串接有整流器，整流器的输入端与交流输入配电单元的输出端连接，监控单元采集各原有整流支路的电压和/或电流，监控单元通过通信接口连接智能适配器，通过智能适配器与上位机连接通信，智能适配器与上位机的通信协议可沿用原有电源系统的通信协议，也可采用新通信协议代替原有电源系统的通信协议。

在一种优选实施方式中，如图3和图4所示，智能配电单元包括基站配电单元，以及在基站配电单元与多个供电分路之间设置有至少一个自定义分户选择单元，自定义分户选择单元与监控通信网络连接通信；自定义分户选择单元利用软件模块从基站N个供电分路中选择任意条供电分路形成一个分户，N为正整数，软件模块可对分户内各供电分路独立控制，软件模块也可对分户内所有供电分路统一控制。

在本实施方式中，如图3和图4所示，供电分路从基站配电单元(如开关电源或电池组或直流发电机输出端)获取电能，每个供电分路上可连接至少一个负载设备(如图3和图4表示为“RL”的部件)，负载设备优选但不限于包括2G负载、3G负载、4G负载、5G负载以及普通传输负载，优选的，每个供电分路上连接同一运营商负载。

在本实施方式中，软件模块根据用户自定义选择任意条供电分路形成一个分户，该分户内可以包括一个或一个以上供电分路，如可将连接同一运营商负载的供电分路组成一个分户，也可将同一运营商下的部分负载的供电分路组成一个分户，如5G设备作为一个分户，也可将不同运营商的部分负载的供电分路组成一个分户，如所有运营商的5G设备，需要说明的是，一个分户内的供电分路可以物理位置相邻(如图3和图4所示)也可以物理位置不相邻(未图示)。

在本实施方式中，软件模块可对分户内各供电分路独立控制，各供电分路独立受控，软件模块也可对分户内所有供电分路统一控制，如分户内所有供电分路同时通电或同时断电。软件模块优选但不限于采用单片机、PLC或ARM等处理器实现。

在本实施方式中，摒弃了现有的每个分户通过机械式开关或直流接触器与配电单元输出端连接的固定化的分户方式，本发明提供的自定义分户选择单元可根据用户自定义通过软件模块从基站N个供电分路中按需求选择任意条供电分路形成一个分户，并且供电分路可独立受控，也可以分户为受控单元统一受控，分户整体或供电分路独立进行受控、计量、差异化备电与发电、输出状态锁定与解锁，实现了动态地自定义分户，能够满足运营商的差异化需求、精细化管理以及适应不同应用场景的需求。

在本实施方式中，优选的，如图3和图4所示，自定义分户选择单元将基站所有供电分路分为多个分户，软件模块包括多个分户单元，一个分户对应一个分户单元，分户单元可对分户内各供电分路独立控制，也可对分户内所有供电分路统一控制。各分户之间可采取不同的供电与发电保障策略，具体的，如每个分户自定义供电时长可不同，每个分户在市电断电后是否有备电需求可不同，每个分户备电的时长可不同，以及每个分户下电模式(如是否采用二次下电模式)也可不同。上述技术方案：形成多个分户，每个分户之间可采取不同的供电与备电保障策略，每个分户通过对应的分户单元独立控制，并且每个分户内部每个供电分路可独立受控也可整个分户作为受控单元统一受控，同时便于分户计量，进一步实现了精细化管理。

在本实施方式中，优选的，如图4所示，自定义分户选择单元内或外部设置有与分户单元一一对应的第一控制开关，第一控制开关与该户内所有的供电分路连接，分户单元输出通断控制信号至第一控制开关控制端，实现对应分户中供电分路的统一控制。上述技术方案：实现了分户内所有供电分路作为整体的统一控制。

在本实施方式中，每个分户对应一个第一控制开关K1，如图4所示，第一控制开关K1的第一端与基站配电单元的输出端连接，第一控制开关K1的第二端分别与对应分户内供电分路接通，第一控制开关K1的通断控制端与对应分户的分户单元的统一控制信号输出端连接。第一控制开关K1优选但不限于为电控的接触器。对应的分户单元通过控制第一控制开关K1的导通或断开实现该分户的统一通电或断电控制。第一控制开关K1可与自定义分户选择单元的壳体分离也可集成在自定义分户选择单元的壳体内。

在本实施方式中，如图4所示，优选的，在供电分路上设置有一一对应的第二控制开关K2，分户单元与该户内供电分路上的第二控制开关K2控制端分别连接，实现对应分户中供电分路的独立控制。第二控制开关K2可以是供电分路原有的控制开关，也可以是新增器件。第二控制开关K2优选但不限于为可电控的接触器。如图4所示，当分户单元控制对应的第一控制开关K1导通时，可通过控制该分户内各自的供电分路的第二控制开关K2独立控制供电分路的通电或断电，当分户内所有第二控制开关K2一直导通时，可通过分户对应的第一控制开关K1实现分户内所有供电分路的统一控制。

在本实施方式中，优选的，如图3所示，在供电分路上设置有一一对应的第二控制开关K2，分户单元与该户内供电分路上的第二控制开关K2控制端分别连接，实现对应分户中供电分路的统一控制或独立控制。第二控制开关K2可以是供电分路原有的控制开关，也可以是新增器件。分户单元同时控制分户内所有供电分路供电或断电实现统一控制，也可单独控制分户内每个供电分路的供电或断电。上述技术方案：供电分路与第二控制开关一一对应，同时实现对分户中供电分路的统一控制或独立控制。

在本实施方式中，优选的，软件模块还包括存储单元，存储单元存储有设备分户信息和各分户的备电信息，存储单元与分户单元连接。分户单元读取设备分户信息中自身对应分户包含的供电分路信息，并依照上述信息连接供电分路上的第二控制开关和第一控制开关的控制端；分户单元读取自身对应分户的备电信息，根据备电信息控制分户中各供电分路的备电供电时长等。上述技术方案：便于分户单元依照存储的负载设备分户信息和各分户的备电信息对供电分路进行分户和备电。

在本实施方式中，优选的，还包括用于输入分户信息和备电信息的输入单元，输入单元与软件模块连接。输入单元优选但不限于为键盘或触摸屏，输入单元分别与分户单元连接。上述技术方案：便于按照用户自定义输入的分户信息和备电信息进行分户和备电。

在本实施方式中，优选的，还包括通信单元，软件模块通过通信单元与监控中心连接通信。上述技术方案：便于监控中心远程控制分户和备电。通信单元优选但不限于为现有的有线通信模块或无线通信模块。通信单元可分别与分户单元连接。

在本实施方式中，优选的，还包括采集供电分路供电信息的分路信息采集单元，分路信息采集单元采集每个供电分路的通断电时间、供电电压、供电电流，以及采集或统计各供电分路用电电量。分路信息采集单元实时采集每个供电分路的通断电时间、供电电压、供电电流、累积用电电量并存储，以便查询，和/或分路信息采集单元将采集的信息通过通信单元上传至监控中心，实现远程信息采集。上述技术方案：能够对每个供电分路进行供电信息采集，实现供电分路独立的电量计量。

在本实施方式中，优选的，还包括分户信息采集单元，分户信息采集单元采集各分户通断电时间、供电电压、供电电流，以及统计各分户的用电电量。分户信息采集单元可以直接对分户的通断电时间、供电电压、供电电流，以及用电电量进行采集或统计，也可基于该分户内的分路信息采集单元输出的信息进行统计获得该分户的通断电时间、供电电压、供电电流，以及用电电量。分户信息采集单元实时采集每个分户的通断电时间、供电电压、供电电流、累积用电电量并存储，以便查询，和/或分户信息采集单元将采集的信息通过通信单元上传至监控中心，实现远程信息采集。上述技术方案：能够对每个分户进行供电信息采集，实现分户整体的电量计量。

在本实施方式中，优选的，还包括与供电分路一一对应的分路锁定单元，分路锁定单元锁定对应供电分路的输出状态，当供电分路上的设备获得授权时，解锁供电分路对设备供电，当供电分路上的设备未获得授权时，继续锁定所述供电分路不对设备供电。上述技术方案：实现了每个供电分路输出状态的独立锁定和解锁。

在本实施方式中，优选的，分路锁定单元包括与运算单元，该与运算单元设于该供电分路的第二控制开关控制端与该供电分路所在分户对应的分户单元的控制信号输出端之间，该分户单元的控制信号输出端与该分户内供电分路一一对应，与运算单元的第一输入端与该分户单元的控制信号输出端连接，与运算单元的第二输入端输入该供电分路上设备的授权状态信息，当设备授权且分户单元上对应的控制信号输出端输出高电平时，与运算单元输出高电平控制第二控制开关导通，实现对该供电分路上的设备供电，否则，均不对该设备供电。授权状态信息可存储在存储单元或通过输入单元输入或监控中心远程发送获得。

在本实施方式中，优选的，还包括与分户一一对应的分户锁定单元，分户锁定单元锁定对应分户的输出状态，当分户内的设备均获得授权时，解锁分户对该分户内的设备供电，当分户上的设备未全部获得授权时，继续锁定分户不对该分户内的设备供电。本发明还公开了一种自定义分户的智能备电控制系统，在一种优选实施方式中，在基站配电单元与多个供电分路之间设置有至少一个上述自定义分户选择单元，以及监控中心，监控中心与自定义分户选择单元连接通信。上述技术方案：实现了分户输出状态的整体锁定和解锁。

在本实施方式中，自定义分户选择单元接收监控中心的分户与备电信息，并按照分户信息对供电分户进行分户，按照备电信可对每户以及每个分路进行差异化备电。

在本实施方式中，优选的，当自定义分户选择单元数量为K时，K个自定义分户选择单元级联或并行设置，不同级别的自定义分户选择单元下电时间不同，K为大于1的正整数。

在本实施方式中，自定义分户选择单元可上下级联形成M层，M为大于1的正整数，如在一种应用场景中，M和K均为2，在需要一次下电时，通过第一层自定义分户选择单元控制所有其连接的一次下电的供电分路，一次下电设备下电；在需要二次下电时，通过第二层自定义分户选择单元控制所有其连接的二次下电的供电分路，二次下电设备下电。在优选的实施方式中，第二层软件模块的输入端与第一层软件模块的供电分路通断信号输出端连接，可获取其他层设备的下电情况。

在本实施方式中，自定义分户选择单元可并行设置，在一种应用场景中，包括两个自定义分户选择单元，第一个自定义分户选择单元对基站的一次下电供电分路进行分户和控制，第二个自定义分户选择单元对基站的二次下电供电分路进行分户和控制，当备电电池电压达到一次下电电压时，第一个自定义分户选择单元对其控制的一次下电供电分路断电，完成一次下电，当备电电池电压达到二次下电电压时，第二个自定义分户选择单元对其控制的二次下电供电分路断电，完成二次下电。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种普遍适配的多模块并机扩容电源系统，其特征在于，包括至少一条与原有整流支路并联汇入直流母线的扩容支路，所述扩容支路上串接有整流器和智能适配器，扩容支路的输入端与交流输入配电单元的输出端连接，所述扩容支路和原有整流支路中所有整流器的厂家、型号不完全相同或者完全不相同。

2.如权利要求1所述的普遍适配的多模块并机扩容电源系统，其特征在于，全部或部分所述扩容支路上的整流器为旧整流器；所述旧整流器的全部或者部分来自闲置待报废的老旧开关电源系统，所述老旧开关电源系统的年限、型号、容量相同，不完全相同或者完全不相同。

3.如权利要求1所述的普遍适配的多模块并机扩容电源系统，其特征在于，多个所述普遍适配的多模块并机扩容电源系统可级联，组成更大容量的电源系统。

4.如权利要求1－3之一所述的普遍适配的多模块并机扩容电源系统，其特征在于，所述智能适配器包括采集模块、处理模块和DC/DC电压转换模块，所述DC/DC电压转换模块的输入端与整流器的输出端连接，所述DC/DC电压转换模块的输出端与直流母线连接，所述DC/DC电压转换模块的控制端与处理模块的DC/DC控制信号输出端连接，所述采集模块采集DC/DC电压转换模块输入线路和/或输出线路上的电压和/或电流，所述采集模块的输出端与所述处理模块的信息采集端连接，所述处理模块获取采集模块输出的电压和/或电流信息并调节DC/DC电压转换模块输出的输出电压。

5.如权利要求4所述的普遍适配的多模块并机扩容电源系统，其特征在于，所述智能适配器还包括与处理模块连接的监控通信接口，通过所述监控通信接口所有智能适配器与原有电源系统的监控单元连接，构成扩容后电源系统的监控通信网络，所述监控通信网络可与上位机连接通信；

通过所述监控通信网络协调智能适配器之间、扩容系统与原有电源系统之间相互协调工作，调整扩容后电源系统直流母线的电压和/或电流，实现扩容支路与原有电源模块之间的均流管理。

6.如权利要求5所述的普遍适配的多模块并机扩容电源系统，其特征在于，所述智能适配器还包括报警模块，所述处理模块判断采集模块输出的电压和/或电流是否在安全范围内，若不在安全范围内启动报警模块和/或通过监控通信网络上报告警信号。

7.如权利要求5所述的普遍适配的多模块并机扩容电源系统，其特征在于，还包括充放电管理系统，所述充放电管理系统对接入直流母线的多个电池进行充放电管理，所述充放电管理系统通过通信接口接入监控通信网络，和/或利旧原有电池母线端配置的电池电流采集器，并通过智能适配器的处理模块设置直流母线端所连接的电池的最大充电电压、最大充电电流；

所述充电管理系统包括多个并联的电池、电信号采样单元，所述电信号采样单元的输入端分别与所有电池的电源端口连接，电池的电源端口与直流母线连接；还包括与电池一一对应的多个电池充放电管理模块，所述电池充放电管理模块包括升压单元、放电限流单元、充电限流单元、切换开关、第四开关、管理单元；

所述切换开关包括一个动触点和三个静触点，电池的电源端口与切换开关的动触点连接，所述切换开关的第一静触点依次通过放电限流单元和升压单元与直流母线连接，所述第四开关与所述升压单元并联，所述切换开关的第二静触点通过充电电流单元与直流母线连接，所述切换开关的第三静触点悬空；

所述管理单元的信息采集端与电信号采样单元的输出端连接，管理单元的第一控制端与切换开关的控制端连接，管理单元的第二控制端与第四开关的控制端连接，管理单元的第三控制端与放电限流单元的控制端连接，管理单元的第四控制端与充电限流单元的控制端连接，所有管理单元通过通信接口接入监控通信网络，通过所述监控通信网络各电池协同充放电。

8.如权利要求5所述的普遍适配的多模块并机扩容电源系统，其特征在于，还包括智能配电单元，所述智能配电单元将直流母线的电能适配给各负载。

9.如权利要求8所述的普遍适配的多模块并机扩容电源系统，其特征在于，所述智能配电单元包括基站配电单元，以及在基站配电单元与多个供电分路之间设置有至少一个自定义分户选择单元，所述自定义分户选择单元与监控通信网络连接通信；所述自定义分户选择单元利用软件模块从基站N个供电分路中选择任意条供电分路形成一个分户，N为正整数，所述软件模块可对分户内各供电分路独立控制，软件模块也可对分户内所有供电分路统一控制。

10.如权利要求1所述的普遍适配的多模块并机扩容电源系统，其特征在于，原有电源系统包括交流输入配电单元、多条并联汇入直流母线的原有整流支路、以及监控单元，所述原有整流支路上串接有整流器，所述整流器的输入端与交流输入配电单元的输出端连接，所述监控单元采集各原有整流支路的电压和/或电流，智能适配器与上位机的通信协议可沿用原有电源系统的通信协议，也可采用新通信协议代替原有电源系统的通信协议。

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