CN211655753U - 一种应用于基站的直流储能后备电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了电源管理领域的一种应用于基站的直流储能后备电源，包括一断路器、一交流配电设备、一储能变流器、一DTU通信模块、一云服务器、一开关电源、一直流配电设备、一电流采集器、一电流分路器组以及一锂电池组；所述交流配电设备的一端与断路器连接，另一端与所述储能变流器以及开关电源连接；所述DTU通信模块的一端与储能变流器连接，另一端与所述云服务器连接；所述电流采集器、电流分路器组以及锂电池组均分别与储能变流器连接；所述电流分路器组的一端与锂电池组连接，另一端分别与所述电流采集器、开关电源以及直流配电设备连接。本实用新型的优点在于：实现充分利用锂电池性能，提升可靠性，并降低成本。

Description

一种应用于基站的直流储能后备电源

技术领域

本实用新型涉及电源管理领域，特别指一种应用于基站的直流储能后备电源。

背景技术

为了保障通信不间断，除了需要通过电网对通信基站进行供电以外，在通信基站机房里还需配置应急储能电源，以便停电时基站能够连续工作。基站的应急储能电源主要采用铅酸电池或者锂电池，由于锂电池具有低污染、寿命长等优良性能，随着锂电池成本不断下降，其经济性开始凸显，新增基站越来越多的采用锂电池，并逐步替代已建基站的铅酸电池。

磷酸铁锂电池全生命周期可以充放电3000次左右，但现有基站在单纯备电的模式下，年平均只用到4至6次，对于锂电池的性能而言是极大的浪费。要实现锂电池性能的充分利用，需要配合电网进行削峰填谷，即在谷段电价时段时利用电网给锂电池充电，在峰段电价时段时将电售卖给电网。

为了实现削峰填谷，传统上基站的储能系统采用如下方法：方法一是采用单个DC/DC变换器，由于所有的锂电池均通过单个DC/DC变换器连接至直流母线，当DC/DC变换器发生故障时将导致储能系统无法工作；方法二是采用多个DC/DC变换器以克服方法一中的缺陷，但是存在电气结构复杂、成本高的缺点；方法三是在不对传统开关电源和铅酸电池进行改动的前提下，在交流侧安装储能变流器(PCS)，通过储能变流器下挂锂电池实现削峰填谷，但是存在需要两套储能设备，成本高。

因此，如何提供一种应用于基站的直流储能后备电源，实现充分利用锂电池性能，提升可靠性，并降低成本，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种应用于基站的直流储能后备电源，实现充分利用锂电池性能，提升可靠性，并降低成本。

本实用新型是这样实现的：一种应用于基站的直流储能后备电源，包括一断路器、一交流配电设备、一储能变流器、一DTU通信模块、一云服务器、一开关电源、一直流配电设备、一电流采集器、一电流分路器组以及一锂电池组；

所述交流配电设备的一端与断路器连接，另一端与所述储能变流器以及开关电源连接；所述DTU通信模块的一端与储能变流器连接，另一端与所述云服务器连接；所述电流采集器、电流分路器组以及锂电池组均分别与储能变流器连接；所述电流分路器组的一端与锂电池组连接，另一端分别与所述电流采集器、开关电源以及直流配电设备连接。

进一步地，所述锂电池组包括复数个电池包；各所述电池包均包括一锂电池以及一电池管理器；

所述锂电池的一端与电流分路器组连接，另一端与所述电池管理器连接；所述电池管理器分别与电流分路器组以及储能变流器连接。

进一步地，所述锂电池组与储能变流器连接具体为：

锂电池组通过CAN总线与储能变流器连接。

进一步地，所述电流分路器组包括复数个电流分路器；所述电流分路器包括一端口A、一端口B、一二极管以及一继电器；

所述端口A的一端与锂电池组的正极连接，另一端分两路分别与所述储能变流器以及直流配电设备连接；所述端口B的一端与锂电池组的负极连接，另一端分两路，一路与所述储能变流器连接，另一路通过所述二极管与直流配电设备连接；所述二极管的输出端与端口B连接；所述继电器并联在二极管上，并与所述锂电池组连接。

进一步地，所述储能变流器设有一触摸显示屏。

本实用新型的优点在于：

通过设置所述储能变流器，在谷段电价时段时利用电网给所述锂电池组充电，在峰段电价时段时将所述锂电池组内存储的电售卖给电网，即削峰填谷，使得所述锂电池组每天都能进行充放电，充分利用锂电池性能；通过设置所述电流分路器组，增加了与所述锂电池组的连接点，即一个所述电流分路器与一个电池包连接，当其中一个所述电池包或者电流分路器发生故障后，不影响其他的所述电池包工作，极大的提升了系统的可靠性；所述锂电池组通过直流配电设备给直流负载供电，或者通过所述储能变流器转化为交流电后给交流负载供电，即只需要一套储能系统即可实现同时为直流负载和交流负载供电，且无需安装多个DC/DC变换器，极大的降低了成本。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型一种应用于基站的直流储能后备电源的电路原理框图。

图2是本实用新型锂电池组的电路原理框图。

图3是本实用新型电流分路器的电路图。

图4是本实用新型一种应用于基站的直流储能后备电源的应用示意图。

图5是传统上方法一的电路原理框图。

图6是传统上方法三的电路原理框图。

标记说明：

100-一种应用于基站的直流储能后备电源，1-断路器，2-交流配电设备，3-储能变流器，4-DTU通信模块，5-云服务器，6-开关电源，7-直流配电设备，8-电流采集器，9-电流分路器组，10-锂电池组，11-直流负载，12-交流负载，13-DC/DC变换器，14-电网，91-电流分路器，911-端口A，912-端口B，913-二极管，914-继电器，101-电池包，1011-锂电池，1012-电池管理器。

具体实施方式

本实用新型实施例通过提供一种应用于基站的直流储能后备电源100，解决了现有技术中未充分利用锂电池性能，而削峰填谷的可靠性低，成本高的技术问题，实现了充分利用锂电池性能，极大的提升了后备电源的可靠性，极大的降低了后备电源的成本的技术效果。

本实用新型实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：通过设置所述储能变流器3，在谷段电价时段时利用电网14给所述锂电池组10充电，在峰段电价时段时将所述锂电池组10内存储的电售卖给电网14，充分利用锂电池性能；通过设置所述电流分路器组9增加与锂电池组10的连接点以提高可靠性；通过所述锂电池组10同时给直流负载11和交流负载12供电，且无需安装多个DC/DC变换器13，实现降低成本。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

请参照图1至图6所示，本实用新型一种应用于基站的直流储能后备电源100的较佳实施例，包括一断路器1、一交流配电设备2、一储能变流器(PCS)3、一DTU通信模块4、一云服务器5、一开关电源6、一直流配电设备7、一电流采集器8、一电流分路器组9以及一锂电池组10；

所述断路器1用于通断后备电源100与电网14；所述交流配电设备2用于对交流电进行分配；所述储能变流器3用于控制锂电池组10的充电和放电过程，并进行交直流的变换；所述DTU通信模块4用于将串口数据和IP数据进行转换，并通过无线方式进行传输，在具体实施时，所述DTU通信模块4可为GPRS通信模块或者WIFI通信模块；所述云服务器5用于远程接收储能变流器3的运行数据、运行状态、远程开关机所述储能变流器3等；所述开关电源6用于将交流电转换为直流电；所述直流配电设备7用于对直流电进行分配；所述电流采集器8用于采集从电流分路器组9输出至直流配电设备7的电流，并发送给所述储能变流器3，用于判断所述锂电池组10的工作模式，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的电流采集器即可，并不限于何种型号，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的；所述电流分路器组9用于将所述锂电池组10输出的电流进行分路，一路输出至所述储能变流器3，另一路输出至所述直流配电设备7；所述锂电池组10用于存储电网14的电能，给直流负载11和交流负载12供电，或者把存储的电能输送给电网14；

所述交流配电设备2的一端与断路器1连接，另一端与所述储能变流器3以及开关电源6连接；所述DTU通信模块4的一端与储能变流器3连接，另一端与所述云服务器5连接；所述电流采集器8、电流分路器组9以及锂电池组10均分别与储能变流器3连接；所述电流分路器组9的一端与锂电池组10连接，另一端分别与所述电流采集器8、开关电源6以及直流配电设备7连接。

所述锂电池组10包括复数个电池包101；各所述电池包均包括一锂电池1011以及一电池管理器(BMS)1012；所述电池管理器1012用于对锂电池1011进行管理，提高所述锂电池1011的利用率，并避免过充和过放，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的电池管理器即可，并不限于何种型号，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的；

所述锂电池1011的一端与电流分路器组9连接，另一端与所述电池管理器1012连接；所述电池管理器1012分别与电流分路器组9以及储能变流器3连接。

所述锂电池组10与储能变流器3连接具体为：

锂电池组10通过CAN总线与储能变流器3连接；CAN属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。

所述电流分路器组9包括复数个电流分路器91；所述电流分路器91包括一端口A911、一端口B912、一二极管913以及一继电器914；所述二极管913用于防止电流逆流；所述继电器914用于导通锂电池组10和直流配电设备7，并受所述电池管理器1012控制；

所述端口A911的一端与锂电池组10的正极连接，另一端分两路分别与所述储能变流器3以及直流配电设备7连接；所述端口B912的一端与锂电池组10的负极连接，另一端分两路，一路与所述储能变流器3连接，另一路通过所述二极管913与直流配电设备7连接；所述二极管913的输出端与端口B912连接；所述继电器914并联在二极管913上，并与所述锂电池组10连接。

所述储能变流器3设有一触摸显示屏(未图示)，用于操作所述储能变流器3。

本实用新型工作原理：

电网14和所述开关电源6正常时：导通所述断路器1，电网14的电通过所述交流配电设备2分配给开关电源6、储能变流器3以及交流负载12；所述开关电源6将交流电转换为直流电后，通过所述直流配电设备7分配给直流负载11；所述储能变流器3在谷段电价时段，将交流电转换为直流电后给锂电池组10充电，在峰段电价时段，将所述锂电池组10存储的电能转换为交流电输送给电网14，并通过所述DTU通信模块4将运行数据以及运行状态发送给云服务器5。

电网14或者所述开关电源6异常时：所述储能变流器3通过电流采集器8监测到电网14或者所述开关电源6异常时，通过所述电池管理器1012导通继电器914，进而将所述锂电池组10存储的电通过直流配电设备7分配给直流负载11；所述储能变流器3将锂电池组10存储的电能转换为交流电后输送给交流负载12。

综上所述，本实用新型的优点在于：

通过设置所述储能变流器，在谷段电价时段时利用电网给所述锂电池组充电，在峰段电价时段时将所述锂电池组内存储的电售卖给电网，即削峰填谷，使得所述锂电池组每天都能进行充放电，充分利用锂电池性能；通过设置所述电流分路器组，增加了与所述锂电池组的连接点，即一个所述电流分路器与一个电池包连接，当其中一个所述电池包或者电流分路器发生故障后，不影响其他的所述电池包工作，极大的提升了系统的可靠性；所述锂电池组通过直流配电设备给直流负载供电，或者通过所述储能变流器转化为交流电后给交流负载供电，即只需要一套储能系统即可实现同时为直流负载和交流负载供电，且无需安装多个DC/DC变换器，极大的降低了成本。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种应用于基站的直流储能后备电源，其特征在于：包括一断路器、一交流配电设备、一储能变流器、一DTU通信模块、一云服务器、一开关电源、一直流配电设备、一电流采集器、一电流分路器组以及一锂电池组；

所述交流配电设备的一端与断路器连接，另一端与所述储能变流器以及开关电源连接；所述DTU通信模块的一端与储能变流器连接，另一端与所述云服务器连接；所述电流采集器、电流分路器组以及锂电池组均分别与储能变流器连接；所述电流分路器组的一端与锂电池组连接，另一端分别与所述电流采集器、开关电源以及直流配电设备连接。

2.如权利要求1所述的一种应用于基站的直流储能后备电源，其特征在于：所述锂电池组包括复数个电池包；各所述电池包均包括一锂电池以及一电池管理器；

所述锂电池的一端与电流分路器组连接，另一端与所述电池管理器连接；所述电池管理器分别与电流分路器组以及储能变流器连接。

3.如权利要求1所述的一种应用于基站的直流储能后备电源，其特征在于：所述锂电池组与储能变流器连接具体为：

锂电池组通过CAN总线与储能变流器连接。

4.如权利要求1所述的一种应用于基站的直流储能后备电源，其特征在于：所述电流分路器组包括复数个电流分路器；所述电流分路器包括一端口A、一端口B、一二极管以及一继电器；

所述端口A的一端与锂电池组的正极连接，另一端分两路分别与所述储能变流器以及直流配电设备连接；所述端口B的一端与锂电池组的负极连接，另一端分两路，一路与所述储能变流器连接，另一路通过所述二极管与直流配电设备连接；所述二极管的输出端与端口B连接；所述继电器并联在二极管上，并与所述锂电池组连接。

5.如权利要求1所述的一种应用于基站的直流储能后备电源，其特征在于：所述储能变流器设有一触摸显示屏。

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