CN113394868A - 一种适用于5g通讯基站的多路能源供给节能系统 - Google Patents
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Abstract
一种适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统，其包括初始化设置模块，通讯基站，发电模块，储能模块，市电，数据采集模块，以及开关控制模块。所述初始化设置模块用于设置所述市电的尖峰时段与谷电时段，所述通讯基站所运行时的白天时段与晚上时段，以及所述储能模块的充放电阈值。所述数据采集模块用于采集所述开关控制模块的运行时段以及所述储能模块的荷电状态。所述开关控制模块根据所述数据采集模块所采集到的数据来控制所述市电、所述储能模块、以及发电模块的通断，以及是否给所述储能模块进行充电。本多路能源供给节能系统可以提高5G通讯基站的节能效果，降低每日电费，降低运营商运营压力。
Description
技术领域
本发明涉及通讯基站的节能供电技术领域，特别涉及一种适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统。
背景技术
众所周知，我国率先进入到5G时代，中国的5G技术一直走在世界的前列。中国不仅有世界级巨头5G设备商还有三大通信运营商。但是5G时代的来临，随之带来的是耗电问题，从目前的公开数据上看，5G基站是4G基站功耗的3倍左右，4G基站功耗通常是1300W左右，而5G基站可以达到4000W以上。面对巨大的能耗意味着高昂的电费问题，目前中国三大运营商采用5G基站休眠的运营策略，以此降低节能收益。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统，以有效降低5G通讯基站的耗能费用。
一种适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统,其包括一个初始化设置模块，至少一个通讯基站，一个发电模块，一个储能模块，一个市电，一个数据采集模块，以及至少一个开关控制模块。所述初始化设置模块用于设置所述市电的尖峰时段与谷电时段，所述通讯基站所运行时的白天时段与晚上时段，以及所述储能模块的充放电阈值。所述发电模块用于发电并在所述开关控制模块的控制下为所述通讯基站或所述储能模块供电。所述储能模块用于存储电能并在所述开关控制模块的控制下为所述通讯基站供电。所述市电用于为所述通讯基站提供电网电源。所述数据采集模块用于采集所述开关控制模块的运行时段以及所述储能模块的荷电状态。当所述开关控制模块运行在晚上时段且在谷电时段时，并当市电正常时，所述开关控制模块控制所述市电为所述通讯基站及储能模块供电；当所述开关控制模块运行在晚上时段且在谷电时段时，并当市电掉电时，所述开关控制模块控制所述储能模块为所述通讯基站供电；当所述开关控制模块运行在晚上时段且在尖峰时段时，并当所述储能模块的最大运行功率大于所述通讯基站的运动功率时且储能模块的荷电状态大于所述充放电阈值时，所述开关控制模块控制仅所述储能模块为所述通讯基站供电且发电模块停止发电；当所述开关控制模块运行在晚上时段且在尖峰时段时，并当所述储能模块的最大运行功率小于所述通讯基站的运动功率时且储能模块的荷电状态小于所述充放电阈值时，发电模块停止发电且由所述市电为所述通讯基站供电。
进一步地，所述适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统还包括一个空调照明模块。
进一步地，当所述开关控制模块运行在谷电时段且在谷电时段时，并当市电正常时所述开关控制模块控制所述市电为所述空调照明模块供电。
进一步地，当所述开关控制模块运行在谷电时段且在谷电时段时，并当市电掉电时，所述开关控制模块控制所述空调照明模块停止运行。
进一步地，当所述开关控制模块运行在白天时段且在谷电时段时，并当发电模块的运行功率大于通讯基站与空调照明的总运行功率时，所述开关控制模块控制所述发电模块为所述通讯基站与空调照明模块供电并关断所述市电。
进一步地，当所述开关控制模块运行在白天时段且在谷电时段时，并当发电模块的运行功率小于通讯基站与空调照明的总运行功率时，所述开关控制模块控制所述发电模块与市电同时为所述通讯基站与空调照明模块供电。
进一步地，当储能模块处于欠电状态时，所述发电模块与市电同时为所述储能模块充电。
进一步地，当储能模块处于满电状态时，所述开关控制模块关断所述储能模块与所述发电模块及市电的电连接。
进一步地，当所述开关控制模块运行在白天时段且在尖峰时段时，并当发电模块的运行功率大于通讯基站与空调照明的总运行功率时，仅由所述发电模块为所述通讯基站及空调照明模块供电。
进一步地，当所述开关控制模块运行在白天时段且在尖峰时段时，并当发电模块的运行功率小于通讯基站与空调照明的总运行功率时，由所述储能系统为所述通讯基站供，并由所述发电模块为所述空调照明模块供电。
与现有技术相比，本发明提供的适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统对不同时段，以及不同时段下的尖峰谷电时段，通过调配不同能源以对所述通讯基站进行供电，以达到5G通讯基站的节能效果，降低每日电费，降低运营商运营压力。同时，根据不同的通讯基站能源供应场景，结合发电模块，储能模块形成绿色能源系统。
附图说明
图1为本发明提供的一种适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统的原理框图。
图2为本发明提供的适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统的实物框图之一。
图3为本发明提供的适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统的实物框图之二。
具体实施方式
以下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。
如图1所示，其为本发明提供的一种适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统的原理框图。所述适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统包括一个初始化设置模块10，至少一个通讯基站20，一个设置在所述通讯基站20中的空调照明模块30，一个发电模块40，一个储能模块50，一个市电60，一个数据采集模块70，以及至少一个开关控制模块80。可以想到的是，所述适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统还包括其他的一些功能模块，如组装组件，电气连接组件，信号发射与发射组件等等，其本领域技术人员所习知的技术，在此不再赘述。
所述初始化设置模块10用于设置所述市电50的尖峰时段与谷电时段、所述通讯基站20运行时的白天时段与晚上时段，以及所述储能模块50的充放电阈值。所述尖峰时段与谷电时段为人为设置的时间段，在所述市电50的尖峰时段，用户用电较多，因此该时段电价最贵，剩余电量较少，要求节约用电。而在所述市电50的谷电时段，用户休息，用电较小，因此该时段电价较便宜，剩余电量较多，鼓励用电。而对于通讯基站20，白天有段时间用电量会大，即用户的工作时段，属于该通讯基站20在白天时段的尖峰时段。而在白天的非工作时段，该通讯基站20的用电量会小，则属于该通讯基站20在白天时段的谷电时段。同理，对于晚上时段，也有属于该通讯基站20的尖峰时段与谷电时段，如晚上6点至10点，就属于通讯基站20的尖峰时段。在本实施例中，针对上述的不同时段，所述能源供给节能系统对上述不同时段进行能源匹配在达到节能的目的。所述储能模块50的充放电阈值是根据所述储能模块50的剩余电量的多少来确定的，即该储能模块50的SOC(State ofcharge)值。SOC意思是荷电状态，用来反映电池的剩余容量，其数值上定义为剩余容量占电池容量的比值，常用百分数表示。其取值范围为0～1。当SOC＝0时表示电池放电完全，当SOC＝1时表示电池完全充满。在本实施例中，所述储能模块50的充放电阈值设定为SOC的值为30％。
请一并结合图2和图3，所述通讯基站20本身为现有技术，其进行信号发射与接收，其是移动设备接入互联网的接口设备，也是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。通常通讯基站20包括机房，电线，铁塔桅杆等结构部件，其中基站房主要配备信号收发器，监控装置，灭火装置，供电设备和空调设备。塔杆包括防雷接地系统，塔体，基础，支架，电缆和辅助设施等几个部分的结构。在本实施例中，所述通讯基站20仅指信号发射与接收装置，即网络负载，其也是耗能的主要载体。
所述空调照明30设置在所述通讯基站20中，用于使该通讯基站20可以正常工作。由于所述空调照明30也是一个比较大的耗能负载，因此在此单独列出来。所述空调照明30本身为现有技术，在此不再赘述。
所述发电模块40可以包括光伏发电机，风力发电机，潮汐发电机，沼气发电机，微生物发电机中的一种或几种的组合。当然可以想到的是，所述发电模块40还包括其他的一些功能模块，如变电设备等。所述发电模块40还可以包括一个逆变器和一个开关单元。所述逆变器不仅可以将发电机发出的电能输送给所述通讯基站20进行供电，也可以将剩余或多余的电量返送到电网系统，达到充分利用清洁能源的目的。所述开关单元在所述开关控制模块80的控制下关断与导通所述发电模块40与负载的电连接。
所述储能模块50可以包括48VDC磷酸铁锂电池储能系统，其工作时长大于5小时，其可以代替现有的铅酸电池，也可以和该铅酸电池同时使用，如图3所示。所述储能模块50既可以单独使用为所述通讯基站20和空调照明30，也可以与所述发电模块40及市电60一起为所述通讯基站20和空调照明30提供能源，以起到平滑电能质量的作用，即在市电或发电模块40的功率不足时，进行功率补偿。可以想到的是，所述储能模块50包括一个开关单元，其用于关断或导通该储能模块50。
所述市电60与电网连接，其将电网中的电能接入本发明的能源供给节能系统中，从而为所述通讯基站20及空调照明30提供电力。所述市电60本身为现有技术，在此不再详细说明。可以想到的是，为关断或导通该市电60，该市电60也包括有开关单元。
所述数据采集模块70可以为一个5G云盒，其能采集整个系统的各种数据，并回传给控制中心以进行控制，并输出各种控制信号以对整个系统进行能源供给的控制，数据接收与发射的控制等等。可以想到的是，所述数据采集模块70包括各种控制芯片，传感器等等，其都设置在5G云盒中，以实现数据的采集与传输，但其本身为现有技术，在此不再赘述。
所述开关控制模块80可以包括一个开关电源，以及一个EMS能源管理平台。所述开关控制模块80根据所述数据采集模块70所采集到的数据，如所处的时段，所述储能模块50的SOC值等数据来控制所述市电60、所述储能模块50、以及发电模块30的通断，以及是否给所述储能模块50进行充电，具体根据下述的不同的逻辑来完成。
当所述开关控制模块80运行在晚上时段且当所述市电60处于谷电时段并处于正常状态时，所述开关控制模块80控制所述市电60为所述通讯基站20及空调照明模块30供电，此时控制所述发电模块40不发电，且如果所述储能模块50为满电状态时，该储能模块50不放电。而如果所述储能模块50为欠电状态时，该储能模块50由所述市电60进行供电以进行充电。此时市电60处于谷电价，市电最便宜，可以充分利用。
当所述开关控制模块80运行在晚上时段且当所述市电60处于谷电时段并处于掉电状态时，所述开关控制模块80控制所述储能模块50为所述通讯基站20及空调照明模块30供电。
当所述开关控制模块80运行在晚上时段，且当所述市电60处于尖峰时段时，并当所述储能模块50的最大运行功率大于所述通讯基站20的运动功率时且储能模块50的荷电状态大于所述充放电阈值时，所述开关控制模块80控制所述发电模块停止发电，并控制所述市电60与储能模块50为所述通讯基站20及空调照明模块30供电。从而可以充分利用该储能模块50的能量，以对市电60进行补偿，提高电能质量。此时，由于处于晚上时段，发电模块40发电效率不高，此时应当停止发电。
当所述开关控制模块80运行在晚上时段，且当所述市电60处于尖峰时候时，并当所述储能模块50的最大运行功率小于所述通讯基站20的运动功率时且储能模块50的荷电状态小于所述充放电阈值时，发电模块40停止发电且由所述市电60为所述通讯基站20及空调照明模块30供电。由于处于晚上时段，所述发电模块40如光伏发电系统发电效率较低，此时应当停止发电。而由于储能模块50的荷电状态小于充放电阈值，即小于30％，其不应该再进行放电，否则会损坏该储能模块50。
当所述开关控制模块80运行在白天时段且在所述市电60处于尖峰时段时，并当发电模块40的运行功率大于通讯基站20与空调照明模块30的总运行功率时，所述开关控制模块80控制所述发电模块40为所述通讯基站20与空调照明模块30供电并关断所述市电60。由所述发电模块40如光伏发电来为通讯基站20与空调照明模块30来供电，达到充分利用清洁能源的目的。
当所述开关控制模块80运行在白天时段且在所述市电60处于尖峰时段时，并当所述发电模块40的运行功率小于通讯基站20与空调照明模块30的总运行功率时，由所述储能模块50为所述通讯基站20供电，并由所述发电模块40为所述空调照明模块30供电，同时关断所述市电60。因为市电60处于尖峰时段时，肯定不会给储能模块50进行充电，一定是在所述市电60处于谷电时段时，才给该储能模块50进行充电，也因此，在白天时段，所述储能模块50的荷电状态一定是大于充放电阈值的，通常应当为100％，因此该储能模块50适合放电。而由于发电模块40的运行功率小于通讯基站20与空调照明模块30的总运行功率，因此让发电模块40与储能模块50分开来为所述通讯基站20与空调照明模块30供电。同时由于发电模块40的运行功率小于通讯基站20与空调照明模块30的总运行功率，说明现在处于阴天等某种原因导致所述发电模块40发电不足，因此让所述发电模块40来为空调照明模块30来供电，因为空调照明模块30的运行功率相对较小。并由所述储能模块50来为所述通讯基站20来供电。
当所述开关控制模块50运行在白天时段且所述市电60处于谷电时段时，并当所述发电模块40的运行功率大于通讯基站20与空调照明模块30的总运行功率时，表明所述发电模块40的发电效率较高，可以满足所有负载的用电，因此，所述发电模块40为所述通讯基站20与空调照明模块30进行供电，同时关断所述市电60与储能模块50，阻止其为所有负载供电。
当所述开关控制模块50运行在白天时段且所述市电60处于谷电时段时，并当所述发电模块40的运行功率小于通讯基站20与空调照明模块30的总运行功率时，表明所述发电模块40的发电效率不高，如对于光伏发电系统，其处于阴天状态。因此，发电模块40与市电60同时给负载和空调供电。同时，当储能模块50处于欠电状态时，所述发电模块40与市电60同时为所述储能模块50充电。而当储能模块50处于满电状态时，所述开关控制模块80关断所述储能模块50与所述发电模块40及市电60的电连接。
与现有技术相比，本发明提供的适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统对不同时段，以及不同时段下的尖峰谷电时段，通过调配不同能源以对所述通讯基站20进行供电，以达到5G通讯基站的节能效果，降低每日电费，降低运营商运营压力。同时，根据不同的通讯基站能源供应场景，结合发电模块，储能模块形成绿色能源系统。
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)
1.一种适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统，其特征在于：所述适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统包括一个初始化设置模块，至少一个通讯基站，一个发电模块，一个储能模块，一个市电，一个数据采集模块，以及至少一个开关控制模块，所述初始化设置模块用于设置所述市电的尖峰时段与谷电时段，所述通讯基站所运行时的白天时段与晚上时段，以及所述储能模块的充放电阈值，所述发电模块用于发电并在所述开关控制模块的控制下为所述通讯基站或所述储能模块供电，所述储能模块用于存储电能并在所述开关控制模块的控制下为所述通讯基站供电，所述市电用于为所述通讯基站提供电网电源，所述数据采集模块用于采集所述开关控制模块的运行时段以及所述储能模块的荷电状态，所述开关控制模块根据所述数据采集模块所采集到的数据来控制所述市电、所述储能模块、以及发电模块的通断，以及是否给所述储能模块进行充电，当所述开关控制模块运行在晚上时段且在所述市电处于谷电时段时，并当市电正常时，所述开关控制模块控制所述市电为所述通讯基站及储能模块供电；当所述开关控制模块运行在晚上时段且在所述市电处于谷电时段时，并当市电掉电时，所述开关控制模块控制所述储能模块为所述通讯基站供电；当所述开关控制模块运行在晚上时段且在所述市电处于尖峰时段时，并当所述储能模块的最大运行功率大于所述通讯基站的运动功率时且储能模块的荷电状态大于所述充放电阈值时，所述开关控制模块控制仅所述储能模块为所述通讯基站供电且发电模块停止发电；当所述开关控制模块运行在晚上时段且在所述市电处于尖峰时段时，并当所述储能模块的最大运行功率小于所述通讯基站的运动功率时且储能模块的荷电状态小于所述充放电阈值时，发电模块停止发电且由所述市电为所述通讯基站供电。
2.如权利要求1所述的适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统，其特征在于：所述适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统还包括一个空调照明模块。
3.如权利要求2所述的适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统，其特征在于：当所述开关控制模块运行在晚上时段且在所述市电处于谷电时段时，并当市电正常时所述开关控制模块控制所述市电为所述空调照明模块供电。
4.如权利要求2所述的适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统，其特征在于：当所述开关控制模块运行在晚上时段且在所述市电处于谷电时段时，并当市电掉电时，所述开关控制模块控制所述空调照明模块停止运行。
5.如权利要求2所述的适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统，其特征在于：当所述开关控制模块运行在白天时段且在所述市电处于谷电时段时，并当发电模块的运行功率大于通讯基站与空调照明模块的总运行功率时，所述开关控制模块控制所述发电模块为所述通讯基站与空调照明模块供电并关断所述市电。
6.如权利要求2所述的适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统，其特征在于：当所述开关控制模块运行在白天时段且在所述市电处于谷电时段时，并当发电模块的运行功率小于通讯基站与空调照明模块的总运行功率时，所述开关控制模块控制所述发电模块与市电同时为所述通讯基站与空调照明模块供电。
7.如权利要求6所述的适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统，其特征在于：当储能模块处于欠电状态时，所述发电模块与市电同时为所述储能模块充电。
8.如权利要求6所述的适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统，其特征在于：当储能模块处于满电状态时，所述开关控制模块关断所述储能模块与所述发电模块及市电的电连接。
9.如权利要求2所述的适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统，其特征在于：当所述开关控制模块运行在白天时段且在所述市电处于尖峰时段时，并当发电模块的运行功率大于通讯基站与空调照明模块的总运行功率时，仅由所述发电模块为所述通讯基站及空调照明模块供电。
10.如权利要求2所述的适用于5G通讯基站的多路能源供给节能系统，其特征在于：当所述开关控制模块运行在白天时段且在所述市电处于尖峰时段时，并当发电模块的运行功率小于通讯基站与空调照明的总运行功率时，由所述储能系统为所述通讯基站供，并由所述发电模块为所述空调照明模块供电。
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