CN213937486U - 多功能路灯杆及供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能路灯杆及供电系统，其中，该多功能路灯杆包括杆体、储能电池及控制器，杆体设有第一负载及第二负载；储能电池安装于杆体内，储能电池的电源输入端用于与市电连接，储能电池的电源输出端与第二负载电连接；控制器设于杆体内，控制器与储能电池、第一负载和第二负载分别电连接；控制器，用于控制储能电池与市电导通以进行充电工作并控制第一负载和第二负载与市电导通，及用于控制储能电池、第一负载和第二负载分别与市电断开并控制储能电池进行放电工作以提供电源给第二负载。本实用新型改进了路灯杆的结构，提高了照明灯、5G微基站、WIFI发射器和信息显示屏等公共用电设备的节能效率，减少了能耗。

Description

多功能路灯杆及供电系统

技术领域

本实用新型涉及路灯杆技术领域，尤其涉及一种多功能路灯杆及供电系统。

背景技术

随着科技的进步与发展，技术不断革新，绿色节能被公认为社会进步的畅享主题，各种智慧路灯杆脱颖而出，运用于智慧城市的路灯杆渐渐地进入公众视野，尤其是机场、高速公路等绿色节能的场所。

由于路灯通常在白天熄灭、晚上点亮。然而，现有路灯杆承载的其他设备(例如电子信息指示牌等)会因为白天路灯断电而造成设备的供电断开，直接影响设备的正常工作，假如专门为这些设备重新铺设电缆，需要开工动土，产生极大的浪费，成本较大。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种多功能路灯杆及供电系统，旨在提高路灯杆的节能效率，减少能源损耗。

为实现上述目的，本实用新型提出一种多功能路灯杆，所述多功能路灯杆包括：

杆体，设有第一负载及第二负载；

储能电池，安装于所述杆体内，所述储能电池的电源输入端用于与市电连接，所述储能电池的电源输出端与所述第二负载电连接；以及

控制器，设于所述杆体内，所述控制器与所述储能电池、所述第一负载和所述第二负载分别电连接；

所述控制器，用于控制所述储能电池与市电导通以进行充电工作并控制所述第一负载和所述第二负载与市电导通，及用于控制所述储能电池、第一负载和所述第二负载分别与市电断开并控制所述储能电池进行放电工作以提供电源给所述第二负载。

在一实施例中，所述多功能路灯杆还包括：

开关，具有输入端、输出端及受控端，所述开关的输入端用于与输送市电的变压器连接，所述开关的受控端与所述控制器连接；以及

逆变器，具有输入端、输出端及受控端，所述逆变器的输入端与所述开关的输出端连接，所述逆变器的输出端与所述储能电池、所述第一负载和所述第二负载分别连接，所述逆变器的受控端与所述控制器连接。

在一实施例中，所述第一负载为照明灯，所述第二负载包括：

5G基站，安装于所述杆体上，所述5G基站与所述逆变器的输出端连接；

所述5G基站，用于收发5G信号。

在一实施例中，所述第一负载为照明灯，所述第二负载包括：

无线路由器，安装于所述杆体上，所述无线路由器与所述逆变器的输出端连接。

所述无线路由器，用于收发WIFI信号。

在一实施例中，所述第一负载为照明灯，所述第二负载包括：

指示牌，安装于所述杆体上，所述指示牌设有用于显示信息的显示屏，所述显示屏与所述逆变器的输出端连接。

在一实施例中，所述第一负载为照明灯，所述第二负载包括：

监控器，安装于所述杆体上，所述监控器与所述逆变器的输出端连接；

所述监控器，用于采集道路路况信息。

在一实施例中，所述照明灯的数量为多个，每一所述照明灯均为LED灯。

在一实施例中，所述储能电池为磷酸铁锂动力电池。

在一实施例中，所述多功能路灯杆还包括：

充电装置，设于所述灯杆上，所述充电装置与所述储能电池/市电连接，并用于供汽车充电。

为了实现上述目的，本实用新型还提出一种供电系统，所述供电系统包括：

变压器；以及

路灯杆，所述路灯杆为如上所述的多功能路灯杆，所述路灯杆的开关的输入端与所述变压器的输出端连接；

云监控平台，所述云监控平台与所述路灯杆通讯连接，并用于检测所述储能电池的工作参数。

在本实用新型的技术方案中，该多功能路灯杆包括杆体、储能电池及控制器，杆体设有第一负载及第二负载；储能电池安装于杆体内，储能电池的电源输入端用于与市电连接，储能电池的电源输出端与第二负载电连接；控制器设于杆体内，控制器与储能电池、第一负载和第二负载分别电连接；控制器，用于控制储能电池与市电导通以进行充电工作并控制第一负载和第二负载与市电导通，及用于控制储能电池、第一负载和第二负载分别与市电断开并控制储能电池进行放电工作以提供电源给第二负载。

在夜间时，路灯杆可处于直通模式，其控制器控制第一负载(如照明灯等夜间使用的用电装置)和第二负载与市电导通以维持正常工作，与此同时，控制器控制储能电池与市电导通以对储能电池进行充电。

在白天时，路灯杆可处于断电自供模式，其控制器控制第一负载与市电断开以停止第一负载运行，与此同时，控制器控制储能电池反向放电将储存的电能输送至第二负载，以使第二负载继续维持正常工作，还可将多余的电量反馈给电网进行供给。

因此，本实用新型的多功能路灯杆提高了路灯杆的节能效率，减少了能源损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型多功能路灯杆一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型多功能路灯杆及其应用的供电系统一实施例的系统结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	杆体	110	第一负载
200	储能电池	120	第二负载
				300	控制器	10	路灯杆
K	开关	20	变压器
				400	逆变器	30	云监控平台

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

随着科技的进步与发展，技术不断革新，绿色节能被公认为社会进步的畅享主题，各种智慧路灯杆脱颖而出，运用于智慧城市的路灯杆渐渐地进入公众视野，尤其是机场、高速公路等绿色节能的场所。

由于路灯通常在白天熄灭、晚上点亮。然而，现有路灯杆承载的其他设备(例如电子信息指示牌等)会因为白天路灯断电而造成设备的供电断开，直接影响设备的正常工作，假如专门为这些设备重新铺设电缆，需要开工动土，产生极大的浪费，成本较大。

为了提高路灯杆的节能效率，减少能源损耗，本实用新型提出一种多功能路灯杆，适用于机场、高速公路等场所。

参照图1及图2，在本实用新型的一实施例中，该多功能路灯杆10包括杆体100、储能电池200及控制器300，杆体100设有第一负载110及第二负载120；储能电池200安装于杆体100内，储能电池200的电源输入端用于与市电连接，储能电池200的电源输出端与第二负载120电连接；控制器300设于杆体100内，控制器300与储能电池200、第一负载110和第二负载120分别电连接；控制器300，用于控制储能电池200与市电导通以进行充电工作并控制第一负载110和第二负载120与市电导通，及用于控制储能电池200、第一负载110和第二负载120分别与市电断开并控制储能电池200进行放电工作以提供电源给第二负载120。

其中，杆体100可为常规的金属或强度较高的工程塑料等材料制成的杆状结构，此处不限定杆体100的材质。第一负载110可为照明灯等夜间使用的用电装置，第二负载120可为5G微基站、WIFI发射器和信息显示屏等公共用电设备，此处不限。

本实施例中，照明灯的数量可为多个，照明灯可为LED灯，此处不限。

需要说明，作为储能系统中的关键组成部分，传统铅酸电池体积大、重量重，有限的空间已无法容纳较多蓄电池了。在储能系统中，用体积更小、重量更轻、能量密度更高、寿命更长、性能更优的锂电来替代铅酸已是大势所趋。尽管锂电已广泛应用于电动车、终端设备等行业，在4G时代，也部分应用于运营商站点储能系统中。但是，5G时代通信基站环境更复杂，5G智慧灯杆要求更严苛，仅在储能系统中采用普通锂电替代铅酸已然不够。

本实施例中，储能电池200为可充放电电池，可采用3.22V/70Ah可充电磷酸铁锂动力电池，1并12串(1P12S)形成1个电池PACK，10个PACK串联形成一个386.4V/70Ah/27.048kWh的不间断电源储能系统。此外，储能电池200的电池仓的设定可根据现有电芯的体积来设计其的大小，电池仓的大小直接影响到电池的容量。

本实施例中，控制器300可为单片机、DSP或FPGA等微处理器，此处不限。

可以理解的是，由于本实用新型的多功能路灯杆10包括杆体100、储能电池200及控制器300，杆体100设有第一负载110及第二负载120；储能电池200安装于杆体100内，储能电池200的电源输入端用于与市电连接，储能电池200的电源输出端与第二负载120电连接；控制器300设于杆体100内，控制器300与储能电池200、第一负载110和第二负载120分别电连接；控制器300，用于控制储能电池200与市电导通以进行充电工作并控制第一负载110和第二负载120与市电导通，及用于控制储能电池200、第一负载110和第二负载120分别与市电断开并控制储能电池200进行放电工作以提供电源给第二负载120。在夜间时，路灯杆10可处于直通模式，其控制器300控制第一负载110(如照明灯等夜间使用的用电装置)和第二负载120与市电导通以维持正常工作，与此同时，控制器300控制储能电池200与市电导通以对储能电池200进行充电。在白天时，路灯杆10可处于断电自供模式，其控制器300控制第一负载110与市电断开以停止第一负载110运行，与此同时，控制器300控制储能电池200反向放电将储存的电能输送至第二负载120，以使第二负载120继续维持正常工作，还可将多余的电量反馈给电网进行供给。因此，本实用新型的多功能路灯杆10提高了路灯杆10的节能效率，减少了能源损耗。

主要参考图2，在一实施例中，该多功能路灯杆10还可包括开关K及逆变器400，开关K具有输入端、输出端及受控端，开关K的输入端用于与输送市电的变压器20连接，开关K的受控端与控制器300连接；逆变器400具有输入端、输出端及受控端，逆变器400的输入端与开关K的输出端连接，逆变器400的输出端与储能电池200、第一负载110和第二负载120分别连接，逆变器400的受控端与控制器300连接。

本实施例中，逆变器400可由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成，它是一种将直流电转化为交流电的装置。

根据目前电价情况可知，电价晚上低于白天，可利用这一差价优势，来弥补现阶段的不足，削峰填谷，节省用电成本。

本实施例中，控制器300控制开关K，开关K有两种模式：

1.直通模式：在夜间时，控制器300控制开关K闭合，以使第一负载110(如照明灯等夜间使用的用电装置)和第二负载120与市电导通以维持正常工作，制储能电池200通过与市电连接的逆变器400的充电模块连接以进行充电；从而节省了用电成本；

2.断电自供模式：在白天时，控制器300控制开关K断开，多功能路灯杆10自动检测设备交流电断开后，控制器300控制储能电池200将电量通过逆变器400给第二负载120反向放电，同时还可以将多余的电量反馈给电网进行供给，实现了设备供电的无缝切换连接，保证了5G微基站、WIFI发射器和信息显示屏等设备的正常全天候供电。

进一步的，为了实现5G通讯功能，本一施例中，参考图1及图2，第二负载120可包括5G基站，5G基站安装于杆体100上，5G基站与逆变器400的输出端连接；5G基站，用于收发5G信号。

在一些其他实施例中，参考图1及图2，第二负载120也可包括无线路由器，无线路由器安装于杆体100上，无线路由器与逆变器400的输出端连接；无线路由器，用于收发WIFI信号，以实现无线上网功能，方便路人上网或便于将该路灯杆10与终端设备通信。

当然，在一些其他实施例中，参考图1及图2，第二负载120还可包括指示牌，指示牌安装于杆体100上，指示牌设有用于显示信息的显示屏，显示屏与逆变器400的输出端连接。其中，显示屏可用于投放商业广告、指示道路信息或公交车信息等。

此外，在一些应用场景中，交通管理需要对路面进行实时监控，以对道路上车辆进行管控，减少交通堵塞，参考图1及图2，第二负载120可包括监控器，监控器安装于杆体100上，监控器与逆变器400的输出端连接；监控器，用于采集道路路况信息。

随着科技的发展，电动汽车不断普及，而目前的电池续航一般无法满足用户的需求，电动车随时随地充电变得尤为重要，在一实施例中，多功能路灯杆10还可包括充电装置，充电装置设于灯杆上，充电装置与储能电池200/市电连接，并用于供汽车充电。如此设置，可方便电动汽车充电。

本实用新型还提出一种供电系统，参考图1及图2，该供电系统包括路灯杆10、变压器20及云监控平台30，路灯杆10的开关K的输入端与变压器20的输出端连接，云监控平台30与路灯杆10通讯连接并用于检测储能电池200的工作参数；其中，路灯杆10的具体结构参照上述实施例，由于本实用新型提出的供电系统包括上述路灯杆10的所有实施例的所有方案，因此，至少具有与所述路灯杆10相同的技术效果，此处不一一阐述。

本实施例中，云监控平台30可实时监测每个路灯杆10储能电池200运行状况、断电时间、离网时间、充电电量、放电电量、计量用电消耗、开关K切换时间、报设备短路故障、安全告警等各种日志。

需要说明的是，路灯杆10可通过WIFI模块、4G模块或5G模块等与云监控平台30通讯连接。

本实施例中，变压器20变压后将电压为380V的交流电输送到每个路灯杆10，路灯杆10取220V交流电压给第一负载110和第二负载120使用。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种多功能路灯杆，其特征在于，所述多功能路灯杆包括：

杆体，设有第一负载及第二负载；

储能电池，安装于所述杆体内，所述储能电池的电源输入端用于与市电连接，所述储能电池的电源输出端与所述第二负载电连接；以及

控制器，设于所述杆体内，所述控制器与所述储能电池、所述第一负载和所述第二负载分别电连接；

所述控制器，用于控制所述储能电池与市电导通以进行充电工作并控制所述第一负载和所述第二负载与市电导通，及用于控制所述储能电池、第一负载和所述第二负载分别与市电断开并控制所述储能电池进行放电工作以提供电源给所述第二负载。

2.如权利要求1所述的多功能路灯杆，其特征在于，所述多功能路灯杆还包括：

开关，具有输入端、输出端及受控端，所述开关的输入端用于与输送市电的变压器连接，所述开关的受控端与所述控制器连接；以及

逆变器，具有输入端、输出端及受控端，所述逆变器的输入端与所述开关的输出端连接，所述逆变器的输出端与所述储能电池、所述第一负载和所述第二负载分别连接，所述逆变器的受控端与所述控制器连接。

3.如权利要求2所述的多功能路灯杆，其特征在于，所述第一负载为照明灯，所述第二负载包括：

5G基站，安装于所述杆体上，所述5G基站与所述逆变器的输出端连接；

所述5G基站，用于收发5G信号。

4.如权利要求2所述的多功能路灯杆，其特征在于，所述第一负载为照明灯，所述第二负载包括：

无线路由器，安装于所述杆体上，所述无线路由器与所述逆变器的输出端连接；

所述无线路由器，用于收发WIFI信号。

5.如权利要求2所述的多功能路灯杆，其特征在于，所述第一负载为照明灯，所述第二负载包括：

指示牌，安装于所述杆体上，所述指示牌设有用于显示信息的显示屏，所述显示屏与所述逆变器的输出端连接。

6.如权利要求2所述的多功能路灯杆，其特征在于，所述第一负载为照明灯，所述第二负载包括：

监控器，安装于所述杆体上，所述监控器与所述逆变器的输出端连接；

所述监控器，用于采集道路路况信息。

7.如权利要求3-6任一项所述的多功能路灯杆，其特征在于，所述照明灯的数量为多个，每一所述照明灯均为LED灯。

8.如权利要求1所述的多功能路灯杆，其特征在于，所述储能电池为磷酸铁锂动力电池。

9.如权利要求1所述的多功能路灯杆，其特征在于，所述多功能路灯杆还包括：

充电装置，设于所述灯杆上，所述充电装置与所述储能电池/市电连接，并用于供汽车充电。

10.一种供电系统，其特征在于，所述供电系统包括：

变压器；以及

路灯杆，所述路灯杆为如权利要求1-9任意一项所述的多功能路灯杆，所述路灯杆的开关的输入端与所述变压器的输出端连接；

云监控平台，所述云监控平台与所述路灯杆通讯连接，并用于检测所述储能电池的工作参数。

Images