CN205489786U - 铁路信号指示用太阳能光伏发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于铁路信号设备技术领域，具体涉及铁路信号指示用太阳能光伏发电装置，包括光伏发电组件、蓄电池和UPS，还包括工作状态监测模块、环境照度采集模块、环境温度采集模块以及调控电能分配的逻辑控制处理单元，光伏发电组件连接逻辑控制处理单元，逻辑控制处理单元连接蓄电池与UPS，UPS设有连接铁路信号指示设备的输出端，环境照度采集模块、环境温度采集模块、工作状态监测模块连接逻辑控制处理单元，清洁能源供电，节能减排，避免污染，供电平稳，电能利用率高，极大的减小了电能耗损，不间断供电性能可靠。

Description

铁路信号指示用太阳能光伏发电装置

技术领域

本实用新型属于铁路信号设备技术领域，具体涉及铁路信号指示用太阳能光伏发电装置。

背景技术

据预测，2050年世界人口将增至89亿，届时的能源需求将是目前的3倍，而可再生能源供应量将是全球能耗的2倍。中国能源界的权威人士预测，到2050年，中国能源消费中煤智能提供总能耗电的30～50％，其余50～70％将靠石油、天然气、核电、生物质能和其它可再生能源。由于中国自己的油气资源、核电和水力资源都十分有限，直接地大量燃烧生物质能也将逐渐淘汰。国际上普遍认为，在长期的能源战略中，太阳能光伏发电在太阳能热发电、风力发电、海洋发电、生物质能发电等许多可再生能源中具有更重要的地位。

铁路通信信号电源设备是保障通信信号系统正常工作的重要设备，铁路沿线商业用电供应欠佳，而通信信号系统对供电要求较高、设备所需电源输入条件多样的需求，根据铁路商业用电及自然环境的不同，需要组合采用柴油发电机、蓄电池作为输入电源及后备电源，通过高频开关电源、UPS、交流配电柜、电源屏等设备，为通信信号系统提供稳定可靠的电源供应，但是柴油发电机的污染较大，蓄电池电能储备有限，因此，将太阳能发电技术应用到铁路通信信号电源设备中的问题急需解决，而且现有的供电系统供电是的调控性差，容易引起电能的损耗，造成能源的浪费。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供铁路信号指示用太阳能光伏发电装置，清洁能源供电，节能减排，避免污染，供电平稳，电能利用率高，极大的减小了电能耗损，不间断供电性能可靠。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案如下：

铁路信号指示用太阳能光伏发电装置，包括光伏发电组件、蓄电池和UPS，还包括工作状态监测模块、环境照度采集模块、环境温度采集模块以及调控电能分配的逻辑控制处理单元，光伏发电组件连接逻辑控制处理单元，逻辑控制处理单元连接蓄电池与UPS，UPS设有连接铁路信号指示设备的输出端，环境照度采集模块、环境温度采集模块、工作状态监测模块连接逻辑控制处理单元，环境照度采集模块、环境温度采集模块采集外部环境光照强度、温度信息，将信息传送给逻辑控制处理单元，同时工作状态检测模块采集后工作负载的电流、电压等信息，将信息传送给逻辑控制处理单元，逻辑控制处理单元根据外部环境的光照强度、温度以及工作负载的相关信息进行电能的调控，将光伏发电组件产生的电能进行合理的分配，分配成直供铁路信号指示设备使用的直供电能、为蓄电池充电的储备电能，当光照强度不足时，逻辑控制处理单元及时控制蓄电池储存的电能输出给铁路信号指示设备，保证铁路信号指示设备的供电，UPS将光伏发电组件产生的直流电转换成交流电，同时保证铁路信号指示设备的不间断供电，一旦发生故障，UPS能够自动转换为电池逆变不间断供电状态,保证铁路信号指示设备的平稳供电，提高了调控的灵敏性。

进一步的，所述的逻辑控制处理单元包括控制模块、配电模块，控制模块连接控制配电模块，配电模块连接UPS、蓄电池，所述的环境照度采集模块、环境温度采集模块、工作状态监测模块连接控制模块，控制模块进行参数设置、逻辑运算，处理环境照度采集模块、环境温度采集模块、工作状态监测模块输入的信息，并输出相应的控制信号给配电模块，配电模块根据控制模块输入的控制信号进行电能的调控，调控直供电能、储备电能的电能分配比例，提高电能的利用率，提高可控性。

进一步的，所述的工作状态监测模块包括电压检测电路、电流检测电路，电压检测电路、电流检测电路输入端连接控制模块，电压检测电路、电流检测电路输出端连接铁路信号指示设备，电压检测电路、电流检测电路检测到的信号经转换后输送给控制模块，监测铁路信号指示设备的电压、电流信号，能够及时掌握铁路信号指示设备的电能消耗状况，便于掌控铁路信号指示设备的工作状态，使控制模块便于根据监测到的信息进行电能的调控，提高了电能的利用率，降低了损耗。

进一步的，所述的环境照度采集模块为光照传感器，光照传感器设置在光伏发电组件处，所述的环境温度采集模块为温度传感器，光照传感器、温度传感器连接控制模块，外部环境的光照强度、环境温度对光伏发电组件发电性能的影响很大，及时的监测能够使控制模块及时的作出反应，作出相应的调整，调控电能的输出、分配，降低电能的耗损，保证铁路信号指示设备的连续、可靠供电。

进一步的，所述的UPS包括滤波器、整流器、逆变器、DC/DC变换器和充电器，滤波器、整流器、逆变器依次连接，滤波器输入端、充电器输入端连接逻辑控制处理单元输出端，充电器输出端连接蓄电池，蓄电池连接DC/DC变换器，DC/DC变换器与逆变器输入端连接，逆变器输出端为UPS交流输出端，充电器输入端还与滤波器输出端连接，滤波器、整流器、逆变器完成对光伏发电组件提供直流电到交流电的转变，UPS保证电能平稳不间断的供应给铁路信号指示设备，并且在发生故障时及时调控蓄电池输出电能给铁路信号指示设备，与控制模块配合，双重保证，提高调控反应的灵敏性，提高电能利用率，保证铁路信号指示设备的电能温度供应。

进一步的，滤波器、充电器连接配电模块，便于配电模块进行电能的分配。

进一步的，所述的控制模块为MCU,所述的配电模块为直流配电屏。

进一步的，所述的逆变器输出端与切换开关输出端之间设有维修旁路，维修旁路上设有维修旁路开关，维修旁路便于维护系统，所述的UPS内设有内部旁路，内部旁路设有内部旁路开关，内部平路能够在UPS发生异常的情况下及时的调控，使蓄电池为铁路信号指示设备供电，保证铁路信号指示设备的不间断供电。

进一步的，所述逆变器的输出端连接有配电柜。

本实用新型的有益效果是：

1.光伏发电，能源清洁，节能减排，避免污染；

2.电能供应平稳，供电的可靠性高；

3.供电调控反应灵敏，极大的减少电能的耗损；

4.维护便利。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本实用新型前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。

图1为本实用新型的结构框图。

其中：1为光伏组件，2为蓄电池，3为UPS，3.1为滤波器，3.2为整流器，3.3为逆变器，3.4为DC/DC变换器，3.5为充电器，4为光照传感器，5为温度传感器，6为MCU，7为直流配电屏，8为电压检测电路，9为电流检测电路，10为铁路信号指示设备。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

实施例1：如图1所示的铁路信号指示用太阳能光伏发电装置，包括光伏发电组件1、蓄电池2和UPS3，还包括工作状态监测模块、环境照度采集模块、环境温度采集模块以及调控电能分配的逻辑控制处理单元，光伏发电组件1连接逻辑控制处理单元，逻辑控制处理单元连接蓄电池2与UPS3，UPS3设有连接铁路信号指示设备10的输出端，环境照度采集模块、环境温度采集模块、工作状态监测模块连接逻辑控制处理单元，环境照度采集模块、环境温度采集模块采集外部环境光照强度、温度信息，将信息传送给逻辑控制处理单元，同时工作状态检测模块采集后工作负载的电流、电压等信息，将信息传送给逻辑控制处理单元，逻辑控制处理单元根据外部环境的光照强度、温度以及工作负载的相关信息对光伏发电组件1产生的电能调控给蓄电池2充电和直接为铁路信号指示设备10供电，光伏发电组件1产生的电能由逻辑控制处理单元根据环境照度采集模块、环境温度采集模块、工作状态监测模块监测的信息对电能进行合理的分配，分配成直供铁路信号指示设备10使用的直供电能、为蓄电池2充电的储备电能，环境照度采集模块为光照传感器4，光照传感器4设置在光伏发电组件1处，环境温度采集模块为温度传感器5，温度传感器5设置在光伏发电组件1处，逻辑控制处理单元包括控制模块、配电模块，控制模块为MCU6,配电模块为直流配电屏7，光伏发电模块1连接MCU6，MCU6连接直流配电屏7，直流配电屏7连接UPS3、充电器3.5，MCU6方便进行参数设置能储存及逻辑运算，处理数据信息，根据处理数据输出相应的控制信号给直流配电屏7，直流配电屏7根据MCU6输入的控制信号进行电能的调控，光照传感器4、温度传感器5连接MCU6，光照传感器4、温度传感器5监测外部环境的光照强度、温度等信息，将监测到的信息及时传输给MCU6，由MCU6根据储存参数进行逻辑运算，处理数据，调控直供电能、储备电能的电能分配比例，提高电能的利用率，提高可控性，外部环境的光照强度、环境温度对光伏发电组件1发电性能的影响很大，及时的监测能够使MCU6及时的作出反应，并作出相应的调整，调控电能的输出、分配，有效的降低电能的耗损，提高电能的利用率，工作状态监测模块包括电压检测电路8、电流检测电路9，电压检测电路8、电流检测电路9输入端连接MCU6，电压检测电路8、电流检测电路9的输出端连接铁路信号指示设备10，监测负载的电压、电流信息，并将检测到的信息经转换后传输给MCU6，监测负载的电压、电流能够实时掌握负载的电能消耗，便于MCU6及时的调控对直供电能的分配输出，光照条件好时，光伏发电组件1产生的电能充沛，满足电能供应，MCU6根据电压采集电路8、电流检测电路9监测负载的电压、电流信息计算负载的电能消耗，按照负载的电能消耗分配输出给铁路信号指示设备10直供电能，其余电能输往蓄电池2处储备，降低电能损耗，外部环境光照不好，温度低时，光伏发电组件1产生的电能可能不足，此时MCU6调控输往铁路信号指示设备10的直供电能大于储备电能，甚至调用蓄电池2的储备电能输往铁路信号指示设备10，满足负载的平稳供电，提高电路的利用率，UPS3包括滤波器3.1、整流器3.2、逆变器3.4、DC/DC变换器3.4和充电器3.5，滤波器3.1、整流器3.2、逆变器3.3依次连接，滤波器3.1输入端、充电器3.5输入端连接直流配电屏7，充电器3.5的输出端连接蓄电池2，蓄电池2连接DC/DC变换器3.4输入端，DC/DC变换器3.4输出端与逆变器3.3输入端连接，逆变器3.3输出端连接配电柜后交流输出端连接铁路信号指示设备10，滤波器3.1、整流器3.2、逆变器3.3完成对光伏发电组件1提供直流电到交流电的转变，充电器3.5输入端还与滤波器3.1输出端连接，滤波器3.1输出端与逆变器3.3输出端间设有UPS3的内部旁路，内部旁路设有内部旁路开关，当供电系统发生异常时，MCU6无法调控电能输出，内部旁路开关自动打开，内部旁路接通，蓄电池2储备的电能由内部旁路输送至铁路信号指示设备10，为铁路信号指示设备10供电，保证铁路信号指示设备10的平稳、不间断供电，逆变器3.3输出端与直流配电屏7输出端之间设有维修旁路，维修旁路上设有维修旁路开关，维修旁路便于维护UPS3以及维护还整个供电系统，光伏发电组件1供电，提供清洁的能源，节能减排，避免了污染，MCU6根据光照传感器4、温度传感器5、电压采集电路8、电流采集电路9监测的数据对光伏发电组件1提供的电能进行直供电能、储备电能的调控输送，能够随时根据外部环境、负载电能消耗进行调整，调整的灵敏性高，可靠性好，极大的提高了电能的利用的，UPS3将光伏发电组件1产生的直流电转换成交流电，同时保证铁路信号指示设备10的不间断供电，一旦发生供电系统故障，UPS3能够自动转换为蓄电池2的逆变不间断供电状态,保证铁路信号指示设备10的平稳供电，进一步提高了供电平稳的可靠性及灵敏性。

实施例2：如图1所示的铁路信号指示用太阳能光伏发电装置，包括光伏发电组件1、蓄电池2和UPS3，还包括工作状态监测模块、环境照度采集模块、环境温度采集模块以及调控电能分配的逻辑控制处理单元，光伏发电组件1连接逻辑控制处理单元，逻辑控制处理单元连接蓄电池2与UPS3，UPS3设有连接铁路信号指示设备10的输出端，环境照度采集模块、环境温度采集模块、工作状态监测模块连接逻辑控制处理单元，环境照度采集模块、环境温度采集模块采集外部环境光照强度、温度信息，将信息传送给逻辑控制处理单元，同时工作状态检测模块采集后工作负载的电流、电压等信息，将信息传送给逻辑控制处理单元，逻辑控制处理单元根据外部环境的光照强度、温度以及工作负载的相关信息对光伏发电组件1产生的电能调控给蓄电池2充电和直接为铁路信号指示设备10供电，光伏发电组件1产生的电能由逻辑控制处理单元根据环境照度采集模块、环境温度采集模块、工作状态监测模块监测的信息对电能进行合理的分配，分配成直供铁路信号指示设备10使用的直供电能、为蓄电池2充电的储备电能，环境照度采集模块为环境照度采集器，环境照度采集器设置在光伏发电组件1处，环境温度采集模块为环境温度采集器，环境温度采集器设置在光伏发电组件1处，逻辑控制处理单元包括控制模块、配电模块，控制模块为MCU6,配电模块为直流配电屏7，光伏发电模块1连接MCU6，MCU6连接直流配电屏7，直流配电屏7连接UPS3、充电器3.5，MCU6方便进行参数设置能储存及逻辑运算，处理数据信息，根据处理数据输出相应的控制信号给直流配电屏7，直流配电屏7根据MCU6输入的控制信号进行电能的调控，环境照度采集器、环境温度采集器连接MCU6，环境照度采集器、环境温度采集器监测外部环境的光照强度、温度等信息，将监测到的信息及时传输给MCU6，由MCU6根据储存参数进行逻辑运算，处理数据，调控直供电能、储备电能的电能分配比例，提高电能的利用率，提高可控性，外部环境的光照强度、环境温度对光伏发电组件1发电性能的影响很大，及时的监测能够使MCU6及时的作出反应，并作出相应的调整，调控电能的输出、分配，有效的降低电能的耗损，提高电能的利用率，工作状态监测模块包括电压检测电路8、电流检测电路9，电压检测电路8、电流检测电路9输入端连接MCU6，电压检测电路8、电流检测电路9的输出端连接铁路信号指示设备10，监测负载的电压、电流信息，并将检测到的信息经转换后传输给MCU6，监测负载的电压、电流能够实时掌握负载的电能消耗，便于MCU6及时的调控对直供电能的分配输出，光照条件好时，光伏发电组件1产生的电能充沛，满足电能供应，MCU6根据电压采集电路8、电流检测电路9监测负载的电压、电流信息计算负载的电能消耗，按照负载的电能消耗分配输出给铁路信号指示设备10直供电能，其余电能输往蓄电池2处储备，降低电能损耗，外部环境光照不好，温度低时，光伏发电组件1产生的电能可能不足，此时MCU6调控输往铁路信号指示设备10的直供电能大于储备电能，甚至调用蓄电池2的储备电能输往铁路信号指示设备10，满足负载的平稳供电，提高电路的利用率，UPS3包括滤波器3.1、整流器3.2、逆变器3.4、DC/DC变换器3.4和充电器3.5，滤波器3.1、整流器3.2、逆变器3.3依次连接，滤波器3.1输入端、充电器3.5输入端连接直流配电屏7，充电器3.5的输出端连接蓄电池2，蓄电池2连接DC/DC变换器3.4输入端，DC/DC变换器3.4输出端与逆变器3.3输入端连接，逆变器3.3输出端连接配电柜后交流输出端连接铁路信号指示设备10，滤波器3.1、整流器3.2、逆变器3.3完成对光伏发电组件1提供直流电到交流电的转变，充电器3.5输入端还与滤波器3.1输出端连接，滤波器3.1输出端与逆变器3.3输出端间设有UPS3的内部旁路，内部旁路设有内部旁路开关，当供电系统发生异常时，MCU6无法调控电能输出，内部旁路开关自动打开，内部旁路接通，蓄电池2储备的电能由内部旁路输送至铁路信号指示设备10，为铁路信号指示设备10供电，保证铁路信号指示设备10的平稳、不间断供电，逆变器3.3输出端与直流配电屏7输出端之间设有维修旁路，维修旁路上设有维修旁路开关，维修旁路便于维护UPS3以及维护还整个供电系统，光伏发电组件1供电，提供清洁的能源，节能减排，避免了污染，MCU6根据环境照度采集器、环境温度采集器、电压采集电路8、电流采集电路9监测的数据对光伏发电组件1提供的电能进行直供电能、储备电能的调控输送，能够随时根据外部环境、负载电能消耗进行调整，调整的灵敏性高，可靠性好，极大的提高了电能的利用的，UPS3将光伏发电组件1产生的直流电转换成交流电，同时保证铁路信号指示设备10的不间断供电，一旦发生供电系统故障，UPS3能够自动转换为蓄电池2的逆变不间断供电状态,保证铁路信号指示设备10的平稳供电，进一步提高了供电平稳的可靠性及灵敏性。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.铁路信号指示用太阳能光伏发电装置，包括光伏发电组件、蓄电池和UPS，其特征在于：还包括工作状态监测模块、环境照度采集模块、环境温度采集模块以及调控电能分配的逻辑控制处理单元，光伏发电组件连接逻辑控制处理单元，逻辑控制处理单元连接蓄电池与UPS，UPS设有连接铁路信号指示设备的输出端，环境照度采集模块、环境温度采集模块、工作状态监测模块连接逻辑控制处理单元。

2.根据权利要求1所述的铁路信号指示用太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述的逻辑控制处理单元包括控制模块、配电模块，控制模块连接控制配电模块，配电模块连接UPS、蓄电池，所述的环境照度采集模块、环境温度采集模块、工作状态监测模块连接控制模块。

3.根据权利要求1或2任意一项所述的铁路信号指示用太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述的工作状态监测模块包括电压检测电路、电流检测电路，电压检测电路、电流检测电路输入端连接控制模块，电压检测电路、电流检测电路输出端连接铁路信号指示设备。

4.根据权利要求1或2任意一项所述的铁路信号指示用太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述的环境照度采集模块为光照传感器，光照传感器设置在光伏发电组件处，所述的环境温度采集模块为温度传感器，光照传感器、温度传感器连接控制模块。

5.根据权利要求1所述的铁路信号指示用太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述的UPS包括滤波器、整流器、逆变器、DC/DC变换器和充电器，滤波器、整流器、逆变器依次连接，滤波器输入端、充电器输入端连接逻辑控制处理单元输出端，充电器输出端连接蓄电池，蓄电池连接DC/DC变换器，DC/DC变换器与逆变器输入端连接，逆变器输出端为UPS交流输出端，充电器输入端还与滤波器输出端连接。

6.根据权利要求2或5任意一项所述的铁路信号指示用太阳能光伏发电 装置，其特征在于：滤波器、充电器连接配电模块。

7.根据权利要求2所述的铁路信号指示用太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述的控制模块为MCU,所述的配电模块为直流配电屏。

8.根据权利要求5所述的铁路信号指示用太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述的逆变器输出端与切换开关输出端之间设有维修旁路，维修旁路上设有维修旁路开关，所述的UPS内设有内部旁路。

9.根据权利要求5所述的铁路信号指示用太阳能光伏发电装置，其特征在于：所述逆变器的输出端连接有配电柜。