CN211701499U - 一种通讯基站电源的智能综合配电柜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种通讯基站电源的智能综合配电柜，包括基站整流模块、双向储能控制器、电池管理模块、电池矩阵和基站通讯装置；基站整流模块的输入端电连接在交流母线上，基站整流模块的输出端电连接在直流母线上；双向储能控制器分别双向电连接在交流母线和直流母线上；电池矩阵通过电池管理模块双向电连接在直流母线上；基站通讯装置分别电连接在直流母线和电池管理模块上。本实用新型将通讯基站站用电源预装在JP柜中，可以减少建设投入；并加入共直流母线的储能系统，将低谷阶段电能储备到电池矩阵中，在用电高峰阶段，将电池矩阵中储存的电能输出至直流母线，供基站通讯装置使用，以满足基站通讯装置的供电要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及配电领域，具体涉及一种通讯基站电源的智能综合配电柜。
背景技术
综合配电柜简称JP柜，作为一种标准化的小型户外式低压配电装置，主要适用于城网、农网等低压配电系统中，具有配电、保护、电能计量以及无功补偿等多项功能。随着“泛在电力物联网”提出，中国广电和国家电网联手推进5G基站建设得到广泛认可，5G基站的建设迫在眉睫。
而现有的基站配电柜并不能满足5G基站的供电要求，那么就需要为5G基站重新配置配电柜。如何快速的建设5G基站配电设备，且能保证基站通讯设备的供电要求，是目前亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种通讯基站电源的智能综合配电柜，其建设投入少，且可以改善5G基站供电环境，能保证基站通讯装置的供电要求。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种通讯基站电源的智能综合配电柜，包括基站整流模块、双向储能控制器、电池管理模块、电池矩阵和基站通讯装置；所述基站整流模块的输入端电连接在交流母线上，所述基站整流模块的输出端电连接在直流母线上；所述双向储能控制器分别双向电连接在所述交流母线和所述直流母线上；所述电池矩阵通过所述电池管理模块双向电连接在所述直流母线上；所述基站通讯装置分别电连接在所述直流母线和所述电池管理模块上。
本实用新型的有益效果是：本实用新型将通讯基站站用电源与台区配电优势互补，将JP柜分布式特点与5G基站站点辐射能力相结合，将通讯基站站用电源预装在JP柜中，可以减少建设投入；并考虑其用电的特殊性，加入共直流母线的储能系统，并且区别于常规基站直流电源，本实用新型加入双向储能控制器，将低谷阶段电能储备到电池矩阵中，在用电高峰阶段，通过电池管理模块，将电池矩阵中储存的电能输出至直流母线，供基站通讯装置使用，以满足基站通讯装置的供电要求。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，还包括计量模块，所述计量模块电连接在所述交流母线上。
进一步，还包括无线通讯模块，所述基站通讯装置或/和所述计量模块均分别与所述无线通讯模块通信连接。
进一步，还包括电能质量补偿模块，所述电能质量补偿模块电连接在所述交流母线上。
进一步，所述电能质量补偿模块的核心主电路拓扑结构包括电压型三相桥式逆变电路和储能电路，所述电压型三相桥式逆变电路与和所述储能电路并联。
进一步，所述交流母线上预留有基站交流设备接口或/和台区交流设备接口，基站交流设备通过所述基站交流设备接口电连接在所述交流母线上，台区交流设备通过所述台区交流设备接口电连接在所述交流母线上。
进一步，还包括中央控制器，所述中央控制器分别与所述基站整流模块、所述双向储能控制器和所述电池管理模块连接。
进一步，所述双向储能控制器包括AC/DC变换器和驱动器，所述AC/DC变换器采用组串式双向逆变模块，所述驱动器的输入端与所述中央控制器连接，所述驱动器的输出端与所述AC/DC变换器连接，所述AC/DC变换器连接双向电连接在所述交流母线和所述直流母线上。
进一步，所述基站整流模块具体为艾默生48V通讯基站直流电源。
进一步，所述电池矩阵由多组电池包组成，所述电池矩阵分为两组电池组，分别为第一电池组合第二电池组，所述第一电池组为所述基站通讯装置的备用电池，所述第二电池组用于削峰填谷，就地补偿交流负载电源；所述第一电池组和所述第二电池组轮循工作。
附图说明
图1为本实用新型一种通讯基站电源的智能综合配电柜内部电路原理图；
图2为本实用新型一种通讯基站电源的智能综合配电柜中电能质量补偿模块的核心主电路拓扑图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，一种通讯基站电源的智能综合配电柜，包括基站整流模块、双向储能控制器、电池管理模块、电池矩阵和基站通讯装置；所述基站整流模块的输入端电连接在交流母线上，所述基站整流模块的输出端电连接在直流母线上；所述双向储能控制器分别双向电连接在所述交流母线和所述直流母线上；所述电池矩阵通过所述电池管理模块双向电连接在所述直流母线上；所述基站通讯装置分别电连接在所述直流母线和所述电池管理模块上。
在本实用新型中，基站通讯装置是通讯运营商提供的通讯装置，本实用新型的配电柜可支持现有5G、4G等多模式通讯装置的嵌入式安装。
在本具体实施例或其他实施例中，本实用新型还还包括计量模块，所述计量模块电连接在所述交流母线上。其中，计量模块包括传统JP柜计量仪表和配套通讯接口。
在本实施例或其他实施例中，本实用新型还包括无线通讯模块，所述基站通讯装置或/和所述计量模块均分别与所述无线通讯模块通信连接。无线通讯模块分别与国网后台服务器和基站运维服务器连接。无线通讯模块可以将将台区用电实时状态和基站通讯装置的实时状态分别上传至国网后台服务器和基站运维服务器。国网后台需要对台区用电情况数据进行实时监控，考核台区设备和管理的状态。网络运营商也有必要对基站通讯装置的工作状态进行的监控，保证数据真实有效。因此无线通讯模块中，包括了两套通讯硬件接口，可以保证上述两组数据快速、准确无误的上发至后台服务器中。
在本具体实施例或其他实施例中，本方还包括电能质量补偿模块，所述电能质量补偿模块电连接在所述交流母线上。所述电能质量补偿模块用于对系统中的无功、不平衡和电流谐波进行综合补偿。
在本具体实施例或其他实施例中，如图2所示，所述电能质量补偿模块的核心主电路拓扑结构包括电压型三相桥式逆变电路和储能电路，所述电压型三相桥式逆变电路与和所述储能电路并联。电压型三相桥式逆变电路中的高速开关元件采用IGBT，2支一对组成半桥系统，上管发射级与下管集电极相连，连接处为交流输出端，上管集电极接直流侧正极，下管发射极接直流侧负极，三相由三对开关管组成，直流侧采用电容串联组成，电容连接中心点接入系统零线。交流输出端连接输出电抗器后接入电网，通过直流侧电容储能向电网注入系统中需要的电流。
在本实用新型中，所述电能质量补偿模块的核心主电路拓扑结构采用典型电压型逆变电路，直流侧电容完成电压支撑，三相交流输出可吸收系统有功功率，来抵消自身的损耗，实现直流电压的稳定控制。通过外部采样电路，得到系统电能质量优化目标。所述外部采样电路包括系统电压和系统电流的数据采集，经过瞬时无功理论分析得出系统所需无功、有功不平衡和谐波分量。将合成指令通过电流控制原理分解到三相IGBT调制信号中，驱动三相IGBT正常工作，得到目标电流。
在本具体实施例或其他实施例中，所述交流母线上预留有基站交流设备接口或/和台区交流设备接口，基站交流设备通过所述基站交流设备接口电连接在所述交流母线上，台区交流设备通过所述台区交流设备接口电连接在所述交流母线上。
在本具体实施例或其他实施例中，本实用新型还包括中央控制器，所述中央控制器分别与所述基站整流模块、所述双向储能控制器和所述电池管理模块连接。
所述中央控制器用于协调交流母线和直流母线的稳定，分别控制整流模块、双向储能控制器和电池管理模块功能。使用内部通讯机制，通过控制电池管理模块调度电池矩阵充放电时段，保证直流母线不间断供电，以及交流母线电压稳定。及时对交流母线进行有限能力的补偿，并预留足够的备用电能，时刻保证基站通讯装置的持续可靠运行。
在本实用新型中，中央控制器可以选择WX-BSPS-CCU1000型号的控制器，基站整流模块采用了艾默生R48-3000E3通讯整流模块及监控系统，通过通讯接口与中央控制器连接，将整流信息实时上报。电池管理模块采用了WX-BMS1000型号模块对电池矩阵的电池状态进行监控可管理，实现可靠的充放电过程。双向储能控制器采用了WX-PCS-CUU1000型号实现直流母线和交流母线能量的交互，保证直流母线和交流母线工作在正常的范围中。其中，中央控制器和双向储能控制器采用CAN总线连接方式实现数据的交互，中央控制器向双向储能控制器查询采样数据及电池状态信息，并发出指令控制电池矩阵的工作模式。需要说明的是，中央控制器控制整流模块、双向存储控制器以及电池管理模块的功能是现有技术，不涉及对计算机程序的改进，本实用新型旨在保护各硬件之间的连接关系。
在本具体实施例或其他实施例中，所述双向储能控制器包括AC/DC变换器和驱动器，所述AC/DC变换器采用组串式双向逆变模块，所述驱动器的输入端与所述中央控制器连接，所述驱动器的输出端与所述AC/DC变换器连接，所述AC/DC变换器连接双向电连接在所述交流母线和所述直流母线上。
驱动器接收中央控制器的调度指令后输出PWM信号驱动AC/DC变换器中的开关管正常工作。AC/DC变换器采用双向逆变器，可以实现双向转换，在用电低谷阶段将直流母线上的电能储备到电池矩阵中，在用电高峰阶段或断电的情况下，通过电池管理米快，将储存在电池矩阵中的电能输出至直流母线，供通讯设备使用。
在本具体实施例或其他实施例中，所述基站整流模块具体为艾默生48V通讯基站直流电源。所述基站整流模块将交流母线上的交流电整流输出48V直流电至直流母线上，供基站通讯装置使用。基站整流模块支持并联扩展，配套监控平台，可与中央控制器通讯连接，完成数据交互。
在本具体实施例或其他实施例中，所述电池矩阵由多组电池包组成，所述电池矩阵分为两组电池组，分别为第一电池组合第二电池组，所述第一电池组为所述基站通讯装置的备用电池，所述第二电池组用于削峰填谷，就地补偿交流负载电源；所述第一电池组和所述第二电池组轮循工作。
在所述直流母线上，通过电池管理模块对连接的电池矩阵进行充电，完成储能工作。所述电池矩阵中，包含多组电池包，不仅能够满足基站紧急用电的需求，而且能在台区用电量较大时，提供功率补偿，减小线路因电流过大引起的模块压降，提高用户用电质量。所述电池矩阵可分组为两组电池组，第一电池组为基站通讯装置的紧急备用电池，预防系统停电导致的交流供电中断时，基站通讯装置的正常使用。第二电池组的用处在于削峰填谷，就地补偿交流负载电源。尤其在交流电源停电后，交流设备无法正常工作，如空调。在天气炎热下，备用电源并不能长时间持续工作，又要保证交流设备的正常工作，第二电池组起到至关重要的作用。此外，在用电高峰，对于偏远农网，末端低电压故障屡见不鲜，此时可以通过双向储能控制器，将储存在第二电池组中的电能就地释放到交流母线上，末端电压能得到部分缓解。另外，两组电池组实现轮循工作模式。第一电池组因使用率非常低，第二电池组充放电周期以日为周期。以周为单位，从第二电池组中轮循出第一电池组备用，从可以保证整个电池矩阵中电池包性能的均衡和使用寿命。
本实用新型将通讯基站站用电源与台区配电优势互补，将JP柜分布式特点与5G基站站点辐射能力相结合，将通讯基站站用电源预装在JP柜中，可以减少建设投入；并考虑其用电的特殊性，加入共直流母线的储能系统，并且区别于常规基站直流电源，本实用新型加入双向储能控制器，将低谷阶段电能储备到电池矩阵中，在用电高峰阶段，通过电池管理模块，将电池矩阵中储存的电能输出至直流母线，供基站通讯装置使用，以满足基站通讯装置的供电要求。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种通讯基站电源的智能综合配电柜，其特征在于：包括基站整流模块、双向储能控制器、电池管理模块、电池矩阵和基站通讯装置；所述基站整流模块的输入端电连接在交流母线上，所述基站整流模块的输出端电连接在直流母线上；所述双向储能控制器分别双向电连接在所述交流母线和所述直流母线上；所述电池矩阵通过所述电池管理模块双向电连接在所述直流母线上；所述基站通讯装置分别电连接在所述直流母线和所述电池管理模块上。
2.根据权利要求1所述的通讯基站电源的智能综合配电柜，其特征在于：还包括计量模块，所述计量模块电连接在所述交流母线上。
3.根据权利要求2所述的通讯基站电源的智能综合配电柜，其特征在于：还包括无线通讯模块，所述基站通讯装置或/和所述计量模块均分别与所述无线通讯模块通信连接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的通讯基站电源的智能综合配电柜，其特征在于：还包括电能质量补偿模块，所述电能质量补偿模块电连接在所述交流母线上。
5.根据权利要求4所述的通讯基站电源的智能综合配电柜，其特征在于：所述电能质量补偿模块的核心主电路拓扑结构包括电压型三相桥式逆变电路和储能电路，所述电压型三相桥式逆变电路与和所述储能电路并联。
6.根据权利要求1至3任一项所述的通讯基站电源的智能综合配电柜，其特征在于：所述交流母线上预留有基站交流设备接口或/和台区交流设备接口，基站交流设备通过所述基站交流设备接口电连接在所述交流母线上，台区交流设备通过所述台区交流设备接口电连接在所述交流母线上。
7.根据权利要求1至3任一项所述的通讯基站电源的智能综合配电柜，其特征在于：还包括中央控制器，所述中央控制器分别与所述基站整流模块、所述双向储能控制器和所述电池管理模块连接。
8.根据权利要求7所述的通讯基站电源的智能综合配电柜，其特征在于：所述双向储能控制器包括AC/DC变换器和驱动器，所述AC/DC变换器采用组串式双向逆变模块，所述驱动器的输入端与所述中央控制器连接，所述驱动器的输出端与所述AC/DC变换器连接，所述AC/DC变换器连接双向电连接在所述交流母线和所述直流母线上。
9.根据权利要求1至3任一项所述的通讯基站电源的智能综合配电柜，其特征在于：所述基站整流模块具体为艾默生48V通讯基站直流电源。
10.根据权利要求1至3任一项所述的通讯基站电源的智能综合配电柜，其特征在于：所述电池矩阵由多组电池包组成，所述电池矩阵分为两组电池组，分别为第一电池组合第二电池组，所述第一电池组为所述基站通讯装置的备用电池，所述第二电池组用于削峰填谷，就地补偿交流负载电源；所述第一电池组和所述第二电池组轮循工作。
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Legal Events
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Denomination of utility model: An intelligent comprehensive distribution cabinet for communication base station power supply Effective date of registration: 20230504 Granted publication date: 20201016 Pledgee: China Construction Bank Corporation Wuhan Huangpi Branch Pledgor: WUHAN WOOSTAR ELECTRICAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023980039732 |
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