CN204118757U - 一种在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统，该系统与通信负载相连接，该通信电源移峰填谷系统包括蓄电池组，还包括：浮充供电模块、高电压充电模块、逆变供电模块、智能控制模块，其中，浮充供电模块，高电压充电模块，以及逆变供电模块分别与智能控制模块进行相耦接，浮充供电模块与所述逆变供电模块进行相耦接，高电压充电模块与蓄电池组进行相耦接，浮充供电模块与所述逆变供电模块分别与通信负载进行相耦接；浮充供电模块与逆变供电模块共同安装在第一输出母线上，高电压充电模块安装在第二输出母线上，第一输出母线与第二输出母线之间设置有电池开关。本实用新型能够一方面保障安全供电，另一方面适应节能减排。

Description

一种在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统

技术领域

本实用新型属于电源技术领域，特别地，涉及一种在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统。

背景技术

现有技术中，电网用电不平衡，白天用电供不应求，供电系统限电现象频繁发生，夜间用电供大于求，既对电网造成安全隐患，又造成能源浪费；在用电设备要求持续供电不间断的供电系统，如通信机房，供电负荷持续不改变的情况下，如何减少供电高峰用电，增加供电低谷用电，给电网负荷移峰填谷，对节能减排做出贡献。

目前，根据电力公司峰谷电价政策，白天负载过度集中时段为八小时，即负荷高峰电价八小时，夜间负载过度轻载时段为八小时，即负荷低谷电价八小时，另外八小时为负荷相对平稳八小时，即基本电价八小时。一般用电客户考虑效益最大化，高峰电价时段蓄电池放电，低谷电价时段蓄电池充电，平价时段不充不放。鉴于保障通信安全的需要，不论什么时段蓄电池都是与负载并联在线运行。由于通信负载最大承受电压有一定的限制，充电电压上限也就受到严格限制，而八小时内必须蓄电池充电完毕。基于这种充电时间短、充电电压又严格限制的慢速充电，对于某些类型的蓄电池(如铅电池或三元电池)来说，蓄电池无法充满。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统，在确保安全供电的基础上有效地解决快速充电问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统，该系统与通信负载相连接，该通信电源移峰填谷系统包括蓄电池组，其特征在于，还包括：浮充供电模块、高电压充电模块、逆变供电模块、智能控制模块，其中，

所述浮充供电模块，所述高电压充电模块，以及所述逆变供电模块分别与所述智能控制模块进行相耦接，所述浮充供电模块与所述逆变供电模块进行相耦接，所述高电压充电模块与所述蓄电池组进行相耦接，所述浮充供电模块与所述逆变供电模块分别与所述通信负载进行相耦接；

所述浮充供电模块与所述逆变供电模块共同安装在第一输出母线上，所述高电压充电模块安装在第二输出母线上，所述第一输出母线与所述第二输出母线之间设置有电池开关。

优选地，所述蓄电池组安装在所述第二输出母线上。

优选地，所述智能控制模块还相耦接有整流模块。

优选地，所述智能控制模块与所述整流模块通过RS485总线进行相耦接。

优选地，所述智能控制模块通过RS232接口连接监控模块。

优选地，所述浮充供电模块的数目按照通信负载功率进行N+1配置，N为通信负载数目。

优选地，所述高电压充电模块的数目按照通信负载功率进行N+2配置。

优选地，所述逆变供电模块的数目按照通信负载功率进行N+1配置。

优选地，所述蓄电池组，由十六只磷酸铁锂电池或二十四只铅酸电池串联组成，磷酸铁锂电池每只平均电压3.2V，铅电池每只平均电压为2V，浮充电压为54V。

优选地，所述智能控制模块为微处理器。

本实用新型的有益效果为：

第一，保障安全供电，浮充供电模块，高电压充电模块，以及逆变供电模块分别与智能控制模块进行相耦接，高电压充电模块与所述蓄电池组进行相耦接，浮充供电模块与逆变供电模块分别与通信负载进行相耦接，浮充供电模块与逆变供电模块共享一组母线，智能控制模块能够对充放电过程可能出现的异常自动纠偏，实现供电的安全。

第二，适应节能减排，在市电峰价蓄电池组放电时段，以略低于蓄电池电压的方式空载运行热备用；在市电平价时段，跟踪蓄电池电压保持对蓄电池组不充不放，单独向通信负载供电；在市电谷价蓄电池充电时段，充电初期以浮充方式运行，稳压限流进行浮充。因此，能够明显地节能和减少运营费用，可以适应不同机房环境和不同的投资成本实施节能减排的需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型的在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统的结构原理示意图；

图2是本实用新型的浮充供电模块的实施例电路示意图。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

实施例1

请参照图1，本实用新型的在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统与通信负载41相连接，该系统包括蓄电池组31，还包括：浮充供电模块21、高电压充电模块25、逆变供电模块23、智能控制模块11，其中，所述浮充供电模块21，所述高电压充电模块25，以及所述逆变供电模块23分别与所述智能控制模块11进行相耦接，所述浮充供电模块21与所述逆变供电模块23进行相耦接，所述高电压充电模块25与所述蓄电池组31进行相耦接，所述浮充供电模块21与所述逆变供电模块23分别与所述通信负载41进行相耦接。

优选地，所述浮充供电模块21与所述逆变供电模块23共同安装在第一输出母线上，所述高电压充电模块25安装在第二输出母线上，所述第一输出母线与所述第二输出母线之间设置有电池开关。

优选地，所述浮充供电模块21，用于在市电峰价蓄电池组放电时段，以略低于蓄电池组电压的方式空载运行热备用；在市电平价时段，跟踪蓄电池组电压保持对蓄电池组不充不放，单独向负载供电；在市电谷价蓄电池组充电时段，充电初期以浮充方式运行，稳压限流方式进行浮充。

图2示意了本实用新型的浮充供电模块的电路实施例，如图所示，该模块采用整流模块55、蓄电池57与负载59三者并联，当整流模块55和蓄电池57并联在一起进行供电，平时由整流模块55供电，当交流中断或整流模块55发生故障时由蓄电池57向负载59放电，叫做浮充供电。

优选地，所述高电压充电模块25，用于完成谷电时段充满蓄电池组容量的功能。当蓄电池组开关断开时，自动执行高电压输出,并以稳压限流方式运行，谷电时段结束，蓄电池组充电停止。

优选地，可根据不同型号的蓄电池组设置不同的充电电压，例如胶体铅酸电池，快速充电电压为单体2.45V，48V系统充电总电压为58.8V。

优选地，所述逆变供电模块23，用于完成谷电时段蓄电池组充电后期，因蓄电池组充电电压过高而离线，通过逆变供电对负载热备份，作为间接蓄电池组在线后备。

优选地，所述智能控制模块11，用于完成各个时段的逻辑控制功能，对充放电过程可能出现的异常自动纠偏，保障系统供电安全，保证蓄电池组31在谷电时段内容量充足。

本实施例的在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统的工作原理是：当蓄电池组31通过一定时间的浮充，容量达到过半时，浮充供电模块21渐渐退出限流区，向智能控制模块11发出请求逆变供电模块23启动信号。逆变供电模块23成功启动后，浮充供电模块21调整电压，保持蓄电池组31回路电流检测值近似为0，断开蓄电池组31开关，智能控制模块11调整高电压充电模块25电压继续充电。此时浮充供电模块21单独对通信负载41供电，逆变供电模块23后备热备份。蓄电池组31充电时间到，高电压充电模块25自动停止工作，蓄电池组31电压自动回落，当蓄电池组31电压等于浮充电压时，电池开关自动闭合，浮充供电模块21自动降低输出电压作为热备份，系统进入蓄电池组31放电状态。

实施例2

本实施例的在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统与通信负载相连接，该系统包括蓄电池组，还包括：浮充供电模块、高电压充电模块、逆变供电模块、智能控制模块，其中，所述浮充供电模块，所述高电压充电模块，以及所述逆变供电模块分别与所述智能控制模块进行相耦接，所述浮充供电模块与所述逆变供电模块进行相耦接，所述高电压充电模块与所述蓄电池组进行相耦接，所述浮充供电模块与所述逆变供电模块分别与所述通信负载进行相耦接。

优选地，所述通信负载为某移动通信基站，直流48V供电系统，正常输出电流80A，采用胶体铅酸蓄电池组和高频开关电源组成移峰填谷供电系统。胶体铅酸蓄电池组采用24节串联组成，平均电压2V，浮充电压54V,放电终了取45V。蓄电池组放电容量按放电8小时计算，选用640AH；蓄电池组后备容量按放电4小时计算，选用320AH；系统总容量实际配置1000AH，选择两组500AH并联。

高频开关电源容量配置，浮充供电模块按负载电流计算，浮充供电整流模块配置采用N+1配置，N为通信负载的数目，共配置48V/50A整流模块三只；高电压充电模块配置采用N+2配置，充电电流取0.25C，共配置48V/50A整流模块六只；逆变供电模块选择输出功率为48V/50A的模块三只，合计整个机架安装模块十二只。

优选地，输出母线分为两组，浮充供电模块输出和逆变供电模块共享一组母线，高电压充电模块输出为一组单独母线，蓄电池组安装在高压充电母线上；两组母线之间通过电池开关联络。

优选地，浮充供电模块和高电压充电模块输入分别为市电交流输入；逆变供电模块输入为蓄电池组直流输入，直流输入电压范围为宽电压范围。

系统运行时，智能控制模块根据负载电流和设备配置，自动选择三只模块为供电组，六只模块为充电组；充电时段九只模块全部工作，充电初期九个并联工作，充电后期充电组六个模块和供电组三个模块分离在不同的母线工作，充电组六个模块以高电压对蓄电池组继续充电，供电组三个模块单独向负载供电；放电时段六只模块自动关闭，三只模块低电压输出后备保障；不充不放时段三只模块跟踪蓄电池组电压，单独提供负载电流，六只模块自动关闭。

优选地，智能控制模块，采用RS485总线与整流模块连接，完成模块均流、充电限流、定时充放电、故障告警等功能。

优选地，智能控制模块，采用RS232接口，与维护监控中心连接。

优选地，现场系统运行设置：系统设计每天0点至8点为充电工作状态，每天8点至12点为放电状态，12点至17点为不充不放状态，17点至21点为放电状态，21点至0点为不充不放状态。在具体的实施例中，可以根据当地供电部门的峰谷电价政策灵活设置。

优选地，本实施例的在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统，当充电时段充电电压上升到通信系统的上限电压时，即48V系统为56V时，蓄电池组离线充电，充电模块组以单体电压2.45V/只对蓄电池组单独充电；浮充模块组向通信系统单独供电，逆变供电模块后备热备份。

本实施例的在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统，当充电设置时间到，蓄电池组未达到充电终了条件，系统不转入放电状态，继续充电，同时发出紧急告警，通知维护人员检查处理；当充电设置时间到，蓄电池组达到充电终了条件，系统自动进入第一阶段放电工作状态；放电过程中，当放电设置时间未到，蓄电池组提前达到放电终了条件，系统自动将整流器浮充电压恢复到54V，进入浮充状态，同时发出紧急告警，通知维护人员检查处理；当放电过程中系统电压变化在预定的正常范围，放电设置时间到，系统自动进入到第一阶段不充不放工作状态，不充不放工作状态时间到，系统自动进入第二阶段放电工作状态。

本实施例的在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统，在进入第二阶段放电过程中，当放电设置时间未到，蓄电池组提前达到放电终了条件，系统自动将整流器浮充电压恢复到54V，进入浮充状态，同时发出紧急告警，通知维护人员检查处理；当放电过程中系统电压变化在预定的正常范围，放电设置时间到，系统自动进入到第二阶段不充不放工作状态，不充不放工作状态时间到，浮充电压恢复到56V，同时充电模块组自动运行，系统将自动转入浮充充电状态、供电组单供逆变供电模块热备份和高电压充电模块组单充状态，进入下一轮循环。

本实用新型的有益效果为：

第一，保障安全供电，浮充供电模块，高电压充电模块，以及逆变供电模块分别与智能控制模块进行相耦接，高电压充电模块与所述蓄电池组进行相耦接，浮充供电模块与逆变供电模块分别与通信负载进行相耦接，浮充供电模块与逆变供电模块共享一组母线，智能控制模块能够对充放电过程可能出现的异常自动纠偏，实现供电的安全。

第二，适应节能减排，在市电峰价蓄电池组放电时段，以略低于蓄电池电压的方式空载运行热备用；在市电平价时段，跟踪蓄电池电压保持对蓄电池组不充不放，单独向通信负载供电；在市电谷价蓄电池充电时段，充电初期以浮充方式运行，稳压限流进行浮充。因此，能够明显地节能和减少运营费用，可以适应不同机房环境和不同的投资成本实施节能减排的需求。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统，该系统与通信负载相连接，该通信电源移峰填谷系统包括蓄电池组，其特征在于，还包括：浮充供电模块、高电压充电模块、逆变供电模块、智能控制模块，其中，

所述浮充供电模块，所述高电压充电模块，以及所述逆变供电模块分别与所述智能控制模块进行相耦接，所述浮充供电模块与所述逆变供电模块进行相耦接，所述高电压充电模块与所述蓄电池组进行相耦接，所述浮充供电模块与所述逆变供电模块分别与所述通信负载进行相耦接；

所述浮充供电模块与所述逆变供电模块共同安装在第一输出母线上，所述高电压充电模块安装在第二输出母线上，所述第一输出母线与所述第二输出母线之间设置有电池开关。

2.根据权利要求1所述在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统，其特征在于：所述蓄电池组安装在所述第二输出母线上。

3.根据权利要求2所述在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统，其特征在于：所述智能控制模块还相耦接有整流模块。

4.根据权利要求3所述在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统，其特征在于，所述智能控制模块与所述整流模块通过RS485总线进行相耦接。

5.根据权利要求1所述在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统，其特征在于：所述智能控制模块通过RS232接口连接监控模块。

6.根据权利要求5所述在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统，其特征在于：所述浮充供电模块的数目按照通信负载功率进行N+1配置，N为通信负载数目。

7.根据权利要求6所述在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统，其特征在于：所述高电压充电模块的数目按照通信负载功率进行N+2配置。

8.根据权利要求6所述在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统，其特征在于：所述逆变供电模块的数目按照通信负载功率进行N+1配置。

9.根据权利要求6至8中任何一项所述在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统，其特征在于：所述蓄电池组，由十六只磷酸铁锂电池或二十四只铅酸电池串联组成，磷酸铁锂电池每只平均电压3.2V，铅电池每只平均电压为2V，浮充电压为54V。

10.根据权利要求9所述在线式快速充电的通信电源移峰填谷系统，其特征在于：所述智能控制模块为微处理器。