CN113437797A - 一种基于光伏储能联合供电的电力杆塔智能终端电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于光伏储能联合供电的电力杆塔智能终端电源，包括光伏板、蓄电池、蓄电池状态获取单元、蓄电池充电控制单元、蓄电池放电控制单元以及无线通信组网单元；所述光伏板通过蓄电池充电控制单元对蓄电池进行充电控制，所述蓄电池通过蓄电池放电控制单元进行降压、稳压、滤波后为塔上设备提供交直流电；所述蓄电池状态获取单元连接蓄电池并获取蓄电池的状态信息进行处理保存；所述蓄电池状态获取单元与无线通信组网单元连接，实现将蓄电池的状态信息在无线通信组网单元中进行传输。本发明实现了电力杆塔上的供电电源智能化，节省人力，同时也保证了电力杆塔上的供电稳定和连续。

Description

一种基于光伏储能联合供电的电力杆塔智能终端电源
技术领域
本发明涉及能耗控制技术领域，具体涉及一种基于光伏储能联合供电的电力杆塔智能终端电源。
背景技术
在偏远山区电力铁塔上安装电力杆塔，能够降低人工巡检的成本。目前输电线路巡检已经由传统的“人巡”过渡到“人巡+智能监测”的阶段，所述输电线路的电力杆塔的就需要就地提供供电电源对设备进行供电。但是由于在电力杆塔的供电中，难以直接从输电线上获取电能，这样就容易造成电力系统的震荡。所以需要一种便捷的供能方式才更符合山区的电力杆塔的供电电源，如果只是采用自然获取电源的方式去就地获取电源，例如采用只采用太阳能或者风能的供电方式获得电源，以这种方式获取的电源是间断且不稳定的；若仅采用蓄电池直接供电的方式提供电源，则会造成维护困难，需要频繁地浪费人力上塔为其充电。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于光伏储能联合供电的电力杆塔智能终端电源，可以解决现有技术中电力杆塔的供电电源供电方式不适用的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种基于光伏储能联合供电的电力杆塔智能终端电源，包括光伏板、蓄电池、蓄电池状态获取单元、蓄电池充电控制单元、蓄电池放电控制单元以及无线通信组网单元。
所述光伏板通过蓄电池充电控制单元对蓄电池进行充电控制，所述蓄电池通过蓄电池放电控制单元进行降压、稳压、滤波后为塔上设备提供交直流电。
所述蓄电池状态获取单元连接蓄电池并获取蓄电池的状态信息进行处理保存；所述蓄电池状态获取单元与无线通信组网单元连接，实现将蓄电池的状态信息在无线通信组网单元中进行传输。
进一步的，所述蓄电池状态获取单元包括MCU模块与蓄电池参数监测模块，所述MCU模块连接蓄电池参数监测模块，所述蓄电池参数监测模块将对蓄电池采集的信息发送到MCU模块储存并处理后传输至无线通信组网单元，实现数据回传。
进一步的，所述蓄电池参数监测模块包括电压检测模块、电流检测模块、温度采集模块以及电量测量模块；
所述电压检测模块用于对蓄电池放电时的电压采集；
所述电流检测模块用于对蓄电池放电的的电流采集；
所述温度采集模块用于采集蓄电池的温度；
所述电量测量模块用于采集蓄电池的实时电量。
进一步的，所述电压采集和电流采集的方式采用实时A/D采集。
进一步的，所述蓄电池的实时电量设有保护预警点，在蓄电池电量低于保护预警点时，MCU模块发出警报，内部电路中断开非必须的负载，以使整个电力杆塔处在低耗能的工作状态。
进一步的，所述电量测量模块采集蓄电池的实时电量发送至MCU模块，MCU模块接收到蓄电池电量状态信息后将执行信号发送到蓄电池充电控制单元和蓄电池放电控制单元对蓄电池进行充放电控制。
进一步的，所述蓄电池充电控制单元包括光伏逆变器，所述光伏逆变器实时侦测光伏板的发电电压，并追踪最大电压和电流，以使光伏板将太阳辐射转换成的电能以最大功率输出对蓄电池进行充电。
进一步的，所述无线通信组网单元与电力杆塔的布局路线一致，在电力杆塔中形成无线通信组网链路。
进一步的，所述光伏板、蓄电池、蓄电池状态获取单元、蓄电池充电控制单元、蓄电池放电控制单元以及无线通信组网单元均安装在电力杆塔上。
本发明的有益效果：
1.本发明通过利用了光伏效应，把太阳辐射的能量转化为电能为蓄电池充电，太阳光随昼夜变化较大，加入蓄电池储存能量，保证供电的稳定和连续，同时具有绿色环保、使用寿命长等优点。
2.本发明通过为蓄电池配置状态获取模块和充放电模块对蓄电池进行智能化管理供电，在蓄电池电量低，光伏板无法获取光能的情况下，MCU发出警报电路中去除非必须的负载，保证基础的监控功能继续运行，并降低采样处理，让整个电力杆塔处在低耗能的工作状态；在蓄电池电量低，光伏板能够获取光能的情况下，持续为蓄电池进行充电。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明基于光伏储能联合供电的电力杆塔智能终端电源的连接控制示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供了一种基于光伏储能联合供电的电力杆塔智能终端电源，包括光伏板、蓄电池、蓄电池状态获取单元、蓄电池充电控制单元、蓄电池放电控制单元以及无线通信组网单元。
所述光伏板通过蓄电池充电控制单元对蓄电池进行充电控制，所述蓄电池通过蓄电池放电控制单元进行降压、稳压、滤波后为塔上设备提供交直流电。所述蓄电池状态获取单元连接蓄电池并获取蓄电池的状态信息进行处理保存；所述蓄电池状态获取单元与无线通信组网单元连接，实现将蓄电池的状态信息在无线通信组网单元中进行传输。
其次，通过接入无线通信组网单元传输电池状态信息，方便设备维护人员对电源健康监视，安排日常的维护检修。此外，还可通过设置对数据的加密，杜绝非法利用数据的人员对电网安全造成影响，确保数据保密性，还保护软件内部数据不被篡改或截取。
需要说明的是，在具体电力杆塔中所安装的设备可能不止与本发明中所描述，如有其它用电设备安装在电力杆塔中，本发明中的蓄电池也可以为其进行充电。
进一步的，在本申请的优选实施例中，所述蓄电池状态获取单元包括MCU模块与蓄电池参数监测模块，所述MCU模块连接蓄电池参数监测模块，所述蓄电池参数监测模块将对蓄电池采集的信息(包括电池的温度、SOC、实时电压、实时电流)发送到MCU模块储存并处理后传输至无线通信组网单元，采集的电池状态信息可以无线通信组网单元形成无线通信组网来链路传输到监测点，对电力杆塔上的供电电源信息进行实时的监管，实现电池的状态信息的在线回传和监管，减少了监管人力，使整个电力杆塔的供电系统更智能与便捷。
进一步的，在本申请的优选实施例中，所述蓄电池参数监测模块包括电压检测模块、电流检测模块、温度采集模块以及电量测量模块。
所述电压检测模块对蓄电池放电进行电压采集。在具体实施中，利用蓄电池的放电输出端口与蓄电池参数监测模块的通讯串口进行连接，然后在蓄电池进行放电的过程中进行实时的电压A/D采集，并将采集的电压信息发送到蓄电池参数监测模块中的MCU模块进行相数据处理储存，然后将处理后的数据发送至无线自组网络模块进行数据回传。
所述电流检测模块对蓄电池放电进行电流采集。在具体实施中，利用蓄电池的放电输出端口与蓄电池参数监测模块的通讯串口进行连接，然后在蓄电池进行放电的过程中进行实时的电流A/D采集。并将采集的电流信息发送到蓄电池参数监测模块中的MCU模块进行相数据处理储存，然后将处理后的数据发送至无线自组网络模块进行数据回传。
所述温度采集模块采集蓄电池的温度。在具体实施中，将温度传感器安装在蓄电池中，将温度传感器采集的信息发送到蓄电池参数监测模块中的MCU模块进行相数据处理储存，然后将处理后的数据发送至无线自组网络模块进行数据回传。
所述电量测量模块采集蓄电池的实时电量。在具体实施中，利用蓄电池的放电输出端口与蓄电池参数监测模块的通讯串口进行连接，然后检测到蓄电池的当前SOC(荷电状态)得到蓄电池的当前剩余电量。并将检测采集的剩余电量信息发送到蓄电池参数监测模块中的MCU模块进行相数据处理储存，然后将处理后的数据发送至无线自组网络模块进行数据回传。
进一步的，在本申请的优选实施例中，所述蓄电池的实时电量设有保护预警点，在蓄电池电量低于保护预警点时，且光伏板无法获取太阳辐射的情况下，MCU发出警报，在内部电路中去除非必须的负载，保证基础的监控功能继续运行，并降低采样处理，以使整个电力杆塔处在低耗能的工作状态，保证了电力杆塔中重要设备的正常运行。
进一步的，在具体实施中，所述电量测量模块采集蓄电池的实时电量发送至MCU模块，MCU模块接收到蓄电池电量状态信息后将执行信号发送到蓄电池充电控制单元和蓄电池放电控制单元对蓄电池进行充放电控制。MCU对蓄电池的充放电控制模块提供合理的充放电信号，保证了蓄电池处于合理的充放电状态，提高蓄电池的实用寿命。
进一步的，在本申请的优选实施例中，所述蓄电池充电控制单元包括光伏逆变器，所述光伏逆变器实时侦测光伏板的发电电压，并追踪最大电压和电流，以使光伏板将太阳辐射转换成的电能以最大功率输出对蓄电池进行充电。这样可以以最短的时间对蓄电池进行最大电量的补充。
在具体实施中，所述无线通信组网单元与电力杆塔的布局路线一致，在电力杆塔中形成无线通信组网链路。无线通信组网单元由多个无线通信组网模块组成，无线通信组网模块一一连接形成无线通信组网单元。
进一步的，在具体实施中，所述光伏板、蓄电池、蓄电池状态获取单元、蓄电池充电控制单元、蓄电池放电控制单元以及无线通信组网单元均安装在电力杆塔上。安装在电力杆塔上的设备的供电源头均为蓄电池，但是在蓄电池处于低电量预警保护时，作为供电源头的蓄电池回在MUC模块的发送的控制信号下断开非必要的用电设备，保证了电力杆塔中重要设备的正常运行。
本发明的工作原理：本发明通过将利用光伏板将太阳辐射转换成电能，再将电能充电到蓄电池进行电能储存和电能利用，蓄电池为电力杆塔上设备的进行共供电。在蓄电池接入蓄电池状态获取单元获取到蓄电池的状态信息，并结合蓄电池的充放电模块对蓄电池进行合理的充放电控制。同时将蓄电池状态获取单元获取到蓄电池的状态信息通过电力杆塔中的无线通信组网单元进行数据传输，实现数据的回传。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，read-onlymemory)、随机存取存储器(RAM，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (9)

1.一种基于光伏储能联合供电的电力杆塔智能终端电源，其特征在于，包括光伏板、蓄电池、蓄电池状态获取单元、蓄电池充电控制单元、蓄电池放电控制单元以及无线通信组网单元；
所述光伏板通过蓄电池充电控制单元对蓄电池进行充电控制，所述蓄电池通过蓄电池放电控制单元进行降压、稳压、滤波后为塔上设备提供交直流电；
所述蓄电池状态获取单元连接蓄电池并获取蓄电池的状态信息进行处理保存；所述蓄电池状态获取单元与无线通信组网单元连接，实现将蓄电池的状态信息在无线通信组网单元中进行传输。
2.根据权利要求1所述的基于光伏储能联合供电的电力杆塔智能终端电源，其特征在于，所述蓄电池状态获取单元包括MCU模块与蓄电池参数监测模块，所述MCU模块连接蓄电池参数监测模块，所述蓄电池参数监测模块将对蓄电池采集的信息发送到MCU模块储存并处理后传输至无线通信组网单元，实现数据回传。
3.根据权利要求2所述的基于光伏储能联合供电的电力杆塔智能终端电源，其特征在于，所述蓄电池参数监测模块包括电压检测模块、电流检测模块、温度采集模块以及电量测量模块；
所述电压检测模块用于对蓄电池放电时的电压采集；
所述电流检测模块用于对蓄电池放电的的电流采集；
所述温度采集模块用于采集蓄电池的温度；
所述电量测量模块用于采集蓄电池的实时电量。
4.根据权利要求3所述的基于光伏储能联合供电的电力杆塔智能终端电源，其特征在于，所述电压采集和电流采集的方式采用实时A/D采集。
5.根据权利要求3所述的基于光伏储能联合供电的电力杆塔智能终端电源，其特征在于，所述蓄电池的实时电量设有保护预警点，在蓄电池电量低于保护预警点时，MCU模块发出警报，内部电路中断开非必须的负载，以使整个电力杆塔处在低耗能的工作状态。
6.根据权利要求3所述的基于光伏储能联合供电的电力杆塔智能终端电源，其特征在于，所述电量测量模块采集蓄电池的实时电量发送至MCU模块，MCU模块接收到蓄电池电量状态信息后将执行信号发送到蓄电池充电控制单元和蓄电池放电控制单元对蓄电池进行充放电控制。
7.根据权利要求1所述的基于光伏储能联合供电的电力杆塔智能终端电源，其特征在于，所述蓄电池充电控制单元包括光伏逆变器，所述光伏逆变器实时侦测光伏板的发电电压，并追踪最大电压和电流，以使光伏板将太阳辐射转换成的电能以最大功率输出对蓄电池进行充电。
8.所述根据权利要求1所述的基于光伏储能联合供电的电力杆塔智能终端电源，其特征在于，所述无线通信组网单元与电力杆塔的布局路线一致，在电力杆塔中形成无线通信组网链路。
9.所述根据权利要求1所述的基于光伏储能联合供电的电力杆塔智能终端电源，其特征在于，所述光伏板、蓄电池、蓄电池状态获取单元、蓄电池充电控制单元、蓄电池放电控制单元以及无线通信组网单元均安装在电力杆塔上。
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