CN201994719U - 一种利用混合储能的智能配电终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用混合储能的智能配电终端，属电力系统自动化领域，包含做为配电终端后备电源的混合储能部件，所述混合储能部件中包含识别供电需求的CPU处理单元，CPU处理单元将信息传递给可进行供电能量分配管理的充电管理电路。利用混合储能的智能配电终端能区别出配电自动化中一次开关跳合闸、装置供电、通讯设备供电所需要的不同电源来源，利用混合储能的超级电容-蓄电池部件，用超级电容输出脉动性跳合闸脉冲提供一次开关操作所需要的能量；用蓄电池提供的稳定输出的能量提供给智能终端和通讯设备。通过智能配电终端的合理分配混合储能的能量，达到延长后备电池寿命，适应-40℃至+70℃的环境使用温度。

Description

一种利用混合储能的智能配电终端

技术领域

本实用新型涉及一种利用超级电容器和铅酸蓄电池混合储能的智能配电终端，该混合储能部件能提供配电终端所需的后备电源及开关操作所需的能量，主要应用于配电自动化系统中，属于电力系统及其自动化领域。

背景技术

配电自动化建设是未来智能电网发展的必然趋势。在配电自动化系统中，大多数终端都是分散安装，没有专门的直流屏柜供电。因此，如柱上开关、环网柜、开闭所等处安装的配电自动化终端必须配有后备电源。目前常用的配电终端后备电源大多采用铅酸蓄电池供电，常温下工作正常，储能量大，能满足多次跳合闸操作的技术指标。但存在工作寿命短，在低温下不能正常供电的缺点，严重影响了配电自动化系统的大规模建设。目前已有利用超级电容作为配电终端后备电源的应用实例。超级电容循环寿命长，高低温性能好，适合用于脉动性负载。其缺点是能量密度偏低，往往只能进行开关的一、二次跳合闸操作就耗尽了能量。

文献一《电容储能操作电源及其应用》（山西电力2004年2月号第1期第48页）披露了一种通过利用电容器储能机构替代工矿企业及农村变电站交流操作电源的方法。但未涉及在配电自动化终端上的应用。

文献二《超级电池-超级电容器一体型铅酸蓄电池》（电源技术2010年5月号第5期第419页）披露了一种用于混合动力汽车的超级电容器一体型铅酸电池。但未涉及在配电自动化终端上的应用。

发明内容

本实用新型的目的是：

1、      解决目前用蓄电池作为配电自动化终端后备电源的使用寿命短、高低温特性差的问题。

2、      解决用超级电容作为配电自动化终端后备电源时能量密度低，维持时间短的问题。

3、      设计智能配电装置来充分利用混合储能提供的后备电源。

为了实现上述目的，本实用新型是通过设计低功耗的智能配电终端，通过智能识别一次开关、终端、通讯设备所需要的电能量，由混合储能部分提供不同类型的后备电源输出的技术方案来实现的：

混合储能的智能配电终端设计方法，包括下列步骤：

1、        设计出低功耗的智能配电终端，能区别出配电自动化中一次开关跳合闸、装置供电、通讯设备供电所需要的不同电源来源。

2、        利用混合储能部件，用超级电容输出脉动性跳合闸脉冲提供一次开关操作所需要的能量；用蓄电池提供的稳定输出的能量提供给智能终端和通讯设备。

3、        通过智能配电终端的合理分配混合储能的能量，达到延长电池寿命，适应-40℃至+70℃的使用温度范围。

在本实用新型中，披露了一种利用混合储能的智能配电终端，包含配电终端后备电源，其特征是，包含做为配电终端后备电源的混合储能部件，所述混合储能部件中包含识别供电需求的CPU处理单元，CPU处理单元将信息传递给可进行供电能量分配管理的充电管理电路。

还包含供电需求的装置，所述供电需求的装置包含一次开关跳合闸、配电终端、通讯设备。

所述后备电源包含蓄电池和超级电容。所述蓄电池向配电终端或通讯设备供电。所述超级电容向一次开关跳合闸供电。

该智能配电终端的后备电源采用的是超级电容和蓄电池一体的混合储能部件。当线路跳闸后，交流220V失电时，混合储能部件中的CPU处理单元能自动识别出终端供电和开关跳合闸供电的不同需求，CPU处理单元将信息传递给充电管理电路，由充电管理电路根据信号对供电电源进行供电能量的分配管理，自动选择持续电量较长的蓄电池供电给智能配电终端或通讯设备，选择脉动性能好的超级电容供电给脉动性的一次开关跳合闸操作电源，从而达到延长供电时间，提高后备电源供电可靠性的目的。

本实用新型所达到的有益效果：本实用新型的利用混合储能的智能配电终端充分利用了蓄电池和超级电容的优点，而形成了合理分配储能的混合储能部件，自动识别出终端供电和开关跳合闸供电的不同需求，分别进行供电，延长了线路跳闸失电后智能终端的供电时间，提高后备电源供电可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的一种利用混合储能的智能配电终端示意图；

图2是图1中的混合储能部件的供电示意图。

具体实施方式

下面是本实用新型利用混合储能的智能配电终端一个具体的系统实施例。

如图1所示，本实用新型较佳的一种利用混合储能的智能配电终端系统包括与交流220V连接的混合储能部件和信号调理电路，信号调理电路输出的模拟信号经AD转换电路转换成数字信号输入微处理器（CPU），微处理器输出的信号与无线通讯模块连接。交流220V电源经混合储能部件将电能存储，在交流220V电源失电时，混合储能部件做为配电终端后备电源能自动识别供电需求，为后备电源供电，提供+5V、±12V和+24V、+48V的直流电。

从图2中可以看到，配电终端或通讯设备和一次开关跳合闸的有关信号都送入CPU处理单元，由CPU处理单元自动识别出配电终端供电和开关跳合闸供电的不同需求，当交流220V失电时，CPU处理单元将供电需求传递给充电管理电路，充电管理电路控制蓄电池和超级电容进行供电，当配电终端或通讯设备需要供电时，由持续电量较长的蓄电池提供直流工作电源，对配电终端或通讯设备提供+5V或±12V直流供电电源；当一次开关跳合闸需要供电时，由脉动性能好的超级电容提供+24V或+48V的供电电源。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种利用混合储能的智能配电终端，其特征是，包含做为配电终端后备电源的混合储能部件，所述混合储能部件中包含识别供电需求的CPU处理单元，CPU处理单元将信息传递给充电管理电路，由充电管理电路根据信号对供电电源进行供电能量的分配管理。

2.根据权利要求1所述的一种利用混合储能的智能配电终端，其特征是，供电需求的装置包含一次开关跳合闸、配电终端、通讯设备。

3.根据权利要求2所述的一种利用混合储能的智能配电终端，其特征是，所述后备电源包含蓄电池和超级电容。

4.根据权利要求3所述的一种利用混合储能的智能配电终端，其特征是，所述蓄电池向配电终端或通讯设备供电。

5.根据权利要求3所述的一种利用混合储能的智能配电终端，其特征是，所述超级电容向一次开关跳合闸供电。

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