CN214498537U - 一种装配式基站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种装配式基站，包括：机房和基站塔，机房包括装配式墙体，墙体为喷涂式复合墙体；基站塔为基于角钢型材通过螺栓连接的自立式高耸结构；装配式基站还包括：发电模块、电能管理模块，以及设置于机房内的直流负载和交流负载，其中，发电模块包括：风力发电单元和光伏发电单元；电能管理模块包括：与发电模块连接的风光互补控制单元，用于处理发电模块产生的电能；与风光互补控制单元连接的蓄电池组，用于向直流负载供电；分别与蓄电池组和发电模块连接的逆变器，用于将直流电转换为交流电。本实用新型相比传统基站在建造上更简单快捷，同时利用可再生能源为负载进行稳定供电，适用于山区、牧区、边防、海岛等各类环境。

Description

一种装配式基站

技术领域

本实用新型涉及通信基站领域，特别是一种装配式基站。

背景技术

传统的通信基站机房大多采用砌体结构，这种建造方式墙体较厚，现场需湿作业较多，施工速度较慢，质量较难控制，对周边环境影响较大。现有装配式基站存在需要吊车整体吊装，运输不方便，使用寿命短，偏远山区运输困难等问题。另一方面，传统通信基站还存在节能效果较差、对抗恶劣环境的效果差等问题。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术存在的问题，提供了一种装配式基站，旨在解决传统基站在建造和节能方面的缺点，同时利用可再生能源为负载进行稳定供电，适用于山区、牧区、边防、海岛等各类复杂环境。

一种装配式基站，包括：机房和基站塔，其中，所述机房包括装配式墙体，所述墙体为喷涂式复合墙体；所述基站塔为基于角钢型材通过螺栓连接的自立式高耸结构；

所述装配式基站还包括：发电模块、电能管理模块，以及设置于所述机房内的直流负载和交流负载，其中，所述发电模块包括：风力发电单元和光伏发电单元；

所述电能管理模块包括：

与所述发电模块连接的风光互补控制单元，用于处理所述发电模块产生的电能；

与所述风光互补控制单元连接的蓄电池组，用于向所述直流负载供电；

分别与所述蓄电池组和发电模块连接的逆变器，用于将直流电转换为交流电以向所述交流负载供电。

进一步地，所述机房内包括：用于放置所述蓄电池组的电池间和用于放置直流负载和交流负载的设备间，所述电池间和设备间通过隔断墙隔断。

进一步地，所述机房设有空调装置和/或新风装置。

进一步地，所述风力发电单元设置于所述基站塔顶部，所述光伏发电单元设置于所述机房顶部。

进一步地，所述逆变器还与市电电网连接，用于将电能并入市电电网。

进一步地，所述风光互补控制单元包括：充电主电路，所述充电主电路包括：与所述风力发电单元连接的风机整流电路、与所述光伏发电单元连接的光伏电池防反电路、卸载电路。

进一步地，所述风光互补控制单元包括：检测电路，所述检测电路包括用于检测所述蓄电池组的电压检测电路、电流检测电路和温度检测电路；还包括用于检测所述逆变器的逆变开关信号监测电路。

进一步地，所述风光互补控制单元包括：与所述光伏发电单元相连的光伏控制器。

进一步地，所述风光互补控制单元包括：与所述风力发电单元相连的MPPT卸荷控制器，用于把电能存储到所述储蓄电池组的同时，将多余的电能释放。

进一步地，所述蓄电池组还连有油机发电单元。

本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型的墙体采用玻璃丝棉自保温喷涂式板体，代替了传统基站的砌砖抹灰式作业，加快了施工速度，减轻环境污染及材料浪费等问题。

本实用新型设置有隔热性能好的隔断墙，将专用设备和蓄电池组分别置于设备间和电池间，通过隔断墙上门的关闭和开启可实现节能，技术简单、灵活。

本实用新型采用清洁环保的可再生能源为负载供电，还能将电能存储备用，以及将多余的电并入市电电网，不仅保证了负载供电稳定，而且电路结构简单、控制方便。

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获得其他的附图。

图1是本实用新型优选实施例的整体结构图。

图2是本实用新型优选实施例的电路系统框图。

图3是本实用新型优选实施例的具体电路原理图。

其中，1-风力发电单元，2-基站塔，3-光伏发电单元，4-机房。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

如图1所示的装配式基站，主要分为结构部分和电路部分，其中结构部分主要包括机房4和基站塔2，现有的机房建造麻烦且耗时较长，功能性较差，难以对抗恶劣环境造成的影响，可能导致基站内部电子设备工作状态不稳定、能耗高，甚至发生设备损坏的情况。为解决上述存在的问题，本实用新型采用了装配式墙体，采用装配式墙体的现场无需任何机械施工，无需吊装，安装时采用可拆解结构件，具有方便运输和安装的特点。

作为本实用新型的优选方案，所述装配式墙体采用玻璃丝棉自保温喷涂式复合墙体，其拥有极低的导热系数和保温隔热性系数,保温效果是粘土砖的6倍，普通混凝土的12倍。厚度100mm的玻璃丝棉自保温喷涂式复合墙体的保温性能相当300mm的粘土砖墙。本方案优选使用150mm玻璃丝棉自保温喷涂式复合墙体，不用辅助保温材料即可满足严格的保温节能要求，可大大降低冷暖空调的使用能耗。本实用新型中，墙体本身为无机物，属A级不燃材料，拥有极佳的防火性能。本实用新型可根据需求采用不同的墙体厚度和表面处理方式，墙体隔声量可达40～55分贝，具有隔音与吸音的双重效果。玻璃丝棉自保温喷涂式复合墙体由天然材料组成，施工过程中不产生任何污染且无建筑垃圾产生，实现现场文明施工、环保施工。玻璃丝棉自保温喷涂式复合墙体的容重一般在50-60KG/M3，可有效地减轻建筑物的自重，大大减少基础和结构的经济投入，综合造价可降低20～30％(注：墙体重约占总荷载的40％，基础约总造价的30％至40％。若墙体重为原来的1/3，则基础投入可减少26.8％)。并且由于产品墙体厚度相对较小，可提高建筑物使用面积。机房以钢结构作骨架，自重轻，约为传统砖混结构的40％，可大幅度减少基础造价，尤其适用于地质条件较差和地震多发地区。墙体各主要连接/拼接部分采用不同抗震连接件，极大的提高了房屋的抗震性能，能够满足各种抗震设防要求，地震反应小。

优选的，玻璃丝棉自保温喷涂式复合墙体的墙体的内部边缘采用聚氨酯封边防水抗渗透，玻璃丝绵加入憎水剂，具有很好的憎水性。墙体拼接缝隙之间采用丁基橡胶相连接，使得墙体的抗渗性比普通粘土砖高90％。

在本实用新型的一些实施例中，所述机房内包括：用于放置所述蓄电池组的电池间和用于放置负载的设备间，所述电池间和设备间通过隔断墙隔断。通过在机房内设置一道隔热性能好的隔断墙，将专用设备和蓄电池组组分别置于设备间和电池间，通过隔断墙上门的关闭和开启可实现节能，技术简单、灵活。

在本实用新型的一些实施例中，所述机房设有空调装置和/或新风装置。可通过带过滤、除尘功能的通风设备以对发热设备进行降温，通过关闭或开启隔断墙上的门，保证蓄电池组温度不至于过高或过低，总体可避免仅靠采用空调进行控温带来的高能耗问题。

上述公开的机房，适用于我国不同气候区的通信基站机房建设，一方面，实现了机房主体结构快速装配，能够有效加快建造速度，提高质量，节约资源；另一方面，实现了机房节能，能够有效降低能耗，减小运营维护成本。此外，所述构造简单、运行方便、成本较低，便于推广应用。

本实用新型的基站塔，可以是采用角钢制作的具有自立式高耸钢结构的角钢塔，角钢塔塔体均采用角钢型材组装而成，采用螺栓连接，焊接工作量很小。其自重抗倾覆，无需地基开挖；快速灵活布置、现场布置仅需2小时。塔、防、基础一体化设计，占地面积极小；模块化组合结构，易于搬迁。

在本实用新型的一些实施例中，建筑物的框架结构最基本的形状是三角形和四边形。该框架结构的优点在于，能用较少的材料建构巨大的物体，支撑出很大的空间。四边形中增加的斜杆起的作用是拉和推的作用，使四边形框架不变，在四边形框架中增加斜杠使其变成若干个三角形框架，这样可使原来的四边形和正方体框架也具有稳定性。

对于上述的电路部分，如图1和图2所示的装配式基站还包括：发电模块、电能管理模块，以及设置于所述机房内的直流负载和交流负载，其中，所述发电模块包括：风力发电单元1和光伏发电单元3，风力发电单元1设置于基站塔2顶部，光伏发电单元3设置于机房4顶部。所述电能管理模块包括：与所述发电模块连接的风光互补控制单元，用于处理所述发电模块产生的电能；与所述风光互补控制单元连接的蓄电池组，用于向所述直流负载供电；分别与所述蓄电池组和发电模块连接的逆变器，用于将直流电转换为交流电以向所述交流负载供电。本实用新型中风光互补发电的结构能够根据风力和太阳辐射变化情况，可以在以下三种模式下运行：风力发电机组单独向负载供电；光伏发电系统单独向负载供电；风力发电机组和光伏发电系统联合向负载供电。采用上述方案具有以下有益效果：利用风能、太阳能的互补性，可以获得比较稳定的输出，系统有较高的稳定性和可靠性；在保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量；可实现由风光互补发电系统独立供电，不用启动备用电源，可获得较好的社会效益和经济效益。

在本实用新型的一些优选实施例中，所述风光互补控制单元包括：与所述风力发电单元相连的MPPT卸荷控制器，其采用MPPT卸荷控制方式，一方面把能量存储到储能蓄电池中，另一方面可将多余的能量通过卸荷电阻释放。本风光互补控制单元可实现风机功率曲线的可设定，用户可以通过设定风机电压及此电压对应的风机电流来实现风力发电机的功率曲线的设定，使风机始终以最佳的功率曲线输出。与传统的风机并网控制器相比具有发电效率高、风能利用率高的优点且可以并联使用。

风光互补控制单元将卸载回路嵌入整流回路中，使其集整流与卸载为一体，减少了元器件的使用，增加了电路结构的稳定性。当风力发电单元(风机)输出的三线交流电通过自保持继电器触点闭合后短路时，将输出的能量转换为热能，达到制动效果。此时的风机输出电压大幅度下降，驱动电源停止工作，自保持继电器在线圈断电的情况下继续实现风机制动保护。

风光互补控制单元可以实时采集经三相整流后的风机电压，根据最大功率电压电流的特性曲线，得到与风机电压相对应的给定基准电流；实时采集经三相整流后的风机电流，得到平均电流；将平均电流与给定基准电流进入比例积分控制器进行PI积分调节，调节后输出至BOOST电路的驱动输入端进行反馈控制。

在本实用新型的一些实施例中，所述风光互补控制单元包括与所述光伏发电单元相连的光伏控制器。光伏控制器是控制光伏电池板将太阳能转化为电能并贮存到蓄电池组的同时也可并网的控制装置。光伏控制器是离网发电系统中最为重要的部件，其性能影响到整个系统的寿命和运行稳定性，特别是蓄电池的使用寿命。在任何情况下，对蓄电池的过充电或过放电都会使蓄电池的使用寿命缩短。PWM无级卸载：此方式可将多余电能分为上千个阶段进行卸载，一边对蓄电池充电一边把多余的能量卸除，有效地延长了蓄电池的使用寿命。光伏控制器具有完善的保护功能，包括：蓄电池过充、过放、防反接保护、光伏防反充、防反接保护、防雷保护等。

优选的，还可以根据实际需要对光伏发电单元或光伏控制器设置以下结构。远程通信单元，可实时监控系统的运行状态，包括控制器LCD液晶屏上显示的所有参数，可以对相关参数进行设定和修改；输出干接点信号单元，当蓄电池达到设定值时，输出干接点信号；温度补偿单元，控制器可以根据外界环境温度的变化，调整卸载电压点，对蓄电池组进行有效地充电。SD卡存储功能，可在不连接通信的情况下，通过SD卡存储历史数据。直流输出单元，提供直流负载工作，并有多种输出控制方式，包括：常开、常关、常半功率、光控开、光控关、光控开、时控关、光控开、时控半功率、光控关、光控开、时控半功率、时控关。通过液晶按键可以设定三种输出控制方式：常开、光控开、光控关、光控开、时控关。

本实用新型通过上述的风光互补控制单元大大的减少了由于充电保护的原因而导致器件损坏的可能性，也保护了蓄电池，并且延长了蓄电池的使用寿命。

在本实用新型的一些实施例中，风光互补控制单元还具有纯正炫逆变、限压充电、限压放电、过压、欠压、过载、过热、短路、反接等功能。优选的，主要包括充电主电路、逆变主电路、控制电路、检测电路和辅助电源，其中充电主电路主要包括风机整流电路、光伏电池防反电路、卸载电路；逆变主电路由全桥结构作为拓扑，驱动部分包括卸载驱动和逆变驱动；检测电路包括蓄电池电压检测、电流检测、温度检测和逆变开关信号监测，具有稳定可靠、性能优越和成本低廉的优点。

在本实用新型的一些实施例中，所述蓄电池组还连有油机发电单元，油机发电单元优选为锂电池快速充电机，由5KW柴油发电机发出的三相380VAC供电，经三相桥式工频整流滤波成300Hz脉动直流电，再由IGBT模块组成的逆变器变换为40KHZ以上高频高压方波，经开关变压器隔离传输降压，再经快恢复二极管高频整流、LC平滑滤波输出。功率变换控制电路，采用“双模处理器”技术，进行输出电流/电压、模拟/数字双重闭环控制技术，对输入电压波动、输出电流电压瞬变等进行实时跟踪、分析、判断和控制。依托微电脑程控技术、与锂电池BMS(电池管理系统)CAN通信控制，从而实现对锂电池的智能化快速充电。主要功率器件均选用进口件，模组化电路设计，短而粗的直风道设计，散热通畅，强弱电分层隔离，抗灰尘和酸腐能力强，确保电源运行稳定可靠，从而满足锂电池快速要求。

基于上述各部分公开的技术方案，下面以一个具体实施例作为详细说明。

如图3所示，基站电路部分采用机柜式的设计结构，配备有一台1KW的风机控制器、3台5KW的光伏控制器、3个光伏汇流箱、一台油机充电机以及一个DCDC恒压输出电压模块。机柜中的风能模块、光伏模块、汇流箱采用标准的4U机箱结构，方便安装以及容量的调整及整体维护。无需市电接入，可在偏远地区、高速公路及无电区使用。还可以增加移动油机接口，提高极端天气情况下的供电保障能力。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式基站，其特征在于，包括：机房和基站塔，其中，所述机房包括装配式墙体，所述墙体为喷涂式复合墙体；所述基站塔为基于角钢型材通过螺栓连接的自立式高耸结构；

所述装配式基站还包括：发电模块、电能管理模块，以及设置于所述机房内的直流负载和交流负载，其中，所述发电模块包括：风力发电单元和光伏发电单元；

所述电能管理模块包括：

与所述发电模块连接的风光互补控制单元，用于处理所述发电模块产生的电能；

与所述风光互补控制单元连接的蓄电池组，用于向所述直流负载供电；

分别与所述蓄电池组和发电模块连接的逆变器，用于将直流电转换为交流电以向所述交流负载供电。

2.根据权利要求1所述的装配式基站，其特征在于，所述机房内包括：用于放置所述蓄电池组的电池间和用于放置直流负载和交流负载的设备间，所述电池间和设备间通过隔断墙隔断。

3.根据权利要求1所述的装配式基站，其特征在于，所述机房设有空调装置和/或新风装置。

4.根据权利要求1所述的装配式基站，其特征在于，所述风力发电单元设置于所述基站塔顶部，所述光伏发电单元设置于所述机房顶部。

5.根据权利要求1所述的装配式基站，其特征在于，所述逆变器还与市电电网连接，用于将电能并入市电电网。

6.根据权利要求1所述的装配式基站，其特征在于，所述风光互补控制单元包括：充电主电路，所述充电主电路包括：与所述风力发电单元连接的风机整流电路、与所述光伏发电单元连接的光伏电池防反电路、卸载电路。

7.根据权利要求1所述的装配式基站，其特征在于，所述风光互补控制单元包括：检测电路，所述检测电路包括用于检测所述蓄电池组的电压检测电路、电流检测电路和温度检测电路；还包括用于检测所述逆变器的逆变开关信号监测电路。

8.根据权利要求1所述的装配式基站，其特征在于，所述风光互补控制单元包括：与所述光伏发电单元相连的光伏控制器。

9.根据权利要求1所述的装配式基站，其特征在于，所述风光互补控制单元包括：与所述风力发电单元相连的MPPT卸荷控制器，用于把电能存储到储蓄电池组的同时，将多余的电能释放。

10.根据权利要求1所述的装配式基站，其特征在于，所述蓄电池组还连有油机发电单元。

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