CN219779850U - 一种互补供电的局端设备 - Google Patents

Abstract

本申请属于远程直流供电技术领域，具体涉及一种互补供电的局端设备，利用控制切换电路切换整流电路或储能模块的输出，太阳能发电系统为所述储能模块供电，电源监测电路监测所述整流电路的输出电压，当监测到输出电压出现异常时，控制切换电路能够立即做出切换操作，将由整流电路输出端切换至储能模块的输出端，实现在输入电源出现断电后，能够启动备用储能模块中的电源进行供电，给相关人员留出准备时间，同时利用太阳能发电系统对储能模块供电，还能够起到节约电能的作用。

Description

一种互补供电的局端设备

技术领域

本申请属于远程直流供电技术领域，具体涉及一种互补供电的局端设备。

背景技术

在目前的直流远程供电系统中，一套局端设备可为多台远端供电设备提供可靠的直流电源。但是，在远程直流供电系统运行过程中，当局端设备的输入电源发生故障或者停电后，局端设备输出中断，造成与其连接的远端设备停电，从而对整套系统造成影响。如果同一环路中多台局端设备的输入电源均停电，则会造成大面积远端设备停电，造成不必要的损失。

而目前在面对单台局端设备的输入电源停电时，通常通过环路供电系统，用另一台局端设备为停电的远端设备供电，但是，当环路当中的局端设备都停电后，没有后备方案对远端设备继续供电。

因此，目前的局端设备，在输入电源出现断电后，会造成大面积远端设备停电，因不可控因素停电，导致重要设备没有应急准备时间。

实用新型内容

为此，本申请提供了一种互补供电的局端设备，以解决现有技术中局端设备的输入电源断电会导致远端设备运行出现异常的问题。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

提供一种互补供电的局端设备，包括：

整流电路、控制切换电路、太阳能发电系统、储能模块和电源监测电路；

所述整流电路的输入端连接交流电输入，输出端连接控制切换电路的第一输入端；所述控制切换电路的第二输入端与所述储能模块的输出端相连，所述控制切换电路的输出端接直流电源线；所述储能模块的第一输入端与所述太阳能发电系统的输出端相连；所述控制切换电路内部的输出端默认与所述第一输入端相连，与所述第二输入端断开；

所述电源监测电路与所述整流电路相连，还与所述控制切换电路的控制端相连，用于在监测到所述整流电路输出端异常时，使所述控制切换电路内部由输出端与第一输入端相连切换为输出端与第二输入端相连。

优选的，所述太阳能发电系统，包括：

相互连接的太阳能电池板及太阳能控制器；

所述太阳能控制器将所述太阳能电池板输出的电能导入所述储能模块。

优选的，所述整流电路，包括：

A相端子、B相端子、C相端子、第一电压互感器、第二电压互感器、第三电压互感器，其中，

所述A相端子、所述B相端子和所述C相端子与所述交流电输入相连；

所述A相端子第一引脚通过压敏电阻R10与所述A相端子第二引脚相连，还与所述第一电压互感器T1的第二引脚相连；所述A相端子的第二引脚通过电阻R1、电阻R3与所述第一电压互感器T1的第一引脚相连；所述第一电压互感器T1的第三引脚与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极分别通过并联的电阻R5、保护二极管D4和电容C1与所述第一电压互感器T1的第四引脚相连并接地；所述二极管D1的阴极还与所述控制切换电路的控制模块相连，还与输出端正极相连；所述第一电压互感器T1的第四引脚，还与输出端负极相连；

所述B相端子和所述第二电压互感器的连接方式及所述C相端子和所述第三电压互感器的连接方式与所述A相端子和所述第一电压互感器的连接方式相同。

优选的，所述控制切换电路，包括：

三极管Q1、切换模块和控制模块，其中，

所述控制模块与所述整流电路相连，还通过电阻R22与所述三极管Q1的基极相连；所述三极管Q1的基极还通过电阻R23与所述三极管Q1的发射极相连并接地；所述三极管Q1的集电极还与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极还通过电阻R21与直流电源相连；

所述切换模块的输出端子J1作为控制切换电路的输出端与直流电源线相连；所述切换模块的输入端子J2的第一引脚与输入端子J3的第一引脚共同作为控制切换电路的第一输入端与所述整流电路的输出端相连；所述切换模块的输入端子J2的第二引脚与输入端子J3的第二引脚共同作为控制切换电路的第二输入端与所述储能模块的输出端相连；

所述切换模块的控制端引脚A2与所述三极管Q1的集电极相连，所述切换模块的控制端引脚A1与所述二极管D21的阴极相连。

优选的，所述控制切换电路，还包括：

手动切换按钮，与所述控制模块相连，能够使用户手动切换所述控制切换电路的输入端。

优选的，所述控制切换电路，还包括：

定时切换开关，与所述控制模块相连，利用所述控制模块的定时器实现自动切换所述控制切换电路的输入端。

优选的，所述储能模块，还包括：

与所述整流电路的输出端相连的第二输入端及设置在所述储能模块第二输入端与所述整流电路的输出端之间的第二输入端开关；

所述第二输入端开关与所述控制模块相连。

优选的，所述控制切换电路，还包括：

与所述控制模块相连的通信端口。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

可以理解的是，本发明示出的技术方案，涉及一种互补供电的局端设备，利用控制切换电路切换整流电路或储能模块的输出，太阳能发电系统为所述储能模块供电，电源监测电路监测所述整流电路的输出电压，当监测到输出电压出现异常时，控制切换电路能够立即做出切换操作，将由整流电路输出端切换至储能模块的输出端，实现在输入电源出现断电后，能够启动备用储能模块中的电源进行供电，给相关人员留出准备时间，同时利用太阳能发电系统对储能模块供电，还能够起到节约电能的作用。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是本实用新型一示例性实施例示出的一种互补供电的局端设备的示意框图；

图2是本实用新型一示例性实施例示出的整流电路原理图；

图3是本实用新型一示例性实施例示出的控制切换电路原理图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请所保护的范围。

图1是本实用新型一示例性实施例示出的一种互补供电的局端设备的示意框图，参见图1，提供一种互补供电的局端设备100，包括：

整流电路101、控制切换电路102、太阳能发电系统104、储能模块103和电源监测电路105；

所述整流电路101的输入端连接交流电输入，输出端连接控制切换电路102的第一输入端；所述控制切换电路102的第二输入端与所述储能模块103的输出端相连，所述控制切换电路102的输出端接直流电源线；所述储能模块103的第一输入端与所述太阳能发电系统104的输出端相连；所述控制切换电路102内部的输出端默认与所述第一输入端相连，与所述第二输入端断开；

所述电源监测电路105与所述整流电路101相连，还与所述控制切换电路102的控制端相连，用于在监测到所述整流电路101输出端异常时，使所述控制切换电路102内部由输出端与第一输入端相连切换为输出端与第二输入端相连。

在具体实践中，整流电路101的输入端与电网相连，电网提供三相电给所述局端设备100。电源监测电路105实时监测整流电路101整流后电压是否正常，当电压异常时，将电网供电断开，改由太阳能发电系统104和储能模块103供电，当电网供电正常再通过控制切换电路102改由电网电源供电。

可以理解的是，本发明示出的技术方案，涉及一种互补供电的局端设备100，利用控制切换电路102切换整流电路101或储能模块103的输出，太阳能发电系统104为所述储能模块103供电，电源监测电路105监测所述整流电路101的输出电压，当监测到输出电压出现异常时，控制切换电路102能够立即做出切换操作，将由整流电路101输出端切换至储能模块103的输出端，实现在输入电源出现断电后，能够启动备用储能模块103中的电源进行供电，给相关人员留出准备时间，同时利用太阳能发电系统104对储能模块103供电，还能够起到节约电能的作用。

需要说明的是，所述太阳能发电系统104，包括：

相互连接的太阳能电池板及太阳能控制器；

所述太阳能控制器将所述太阳能电池板输出的电能导入所述储能模块103。

在具体实践中，太阳能发电系统104由太阳能电池板、太阳能控制器组成。太阳能电池板的作用为：太阳能电池板是太阳能发电系统104中的核心部分，也是太阳能发电系统104中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往储能模块103中存储起来或直接为设备供电。太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对储能模块103起到过充电保护、过放电保护的作用；在温差较大的地方，控制器还应具备温度补偿的功能。目前太阳能发电系统104的技术已经成熟，本实施例并未对此处进行改进。

优选的，储能模块103选用成熟的分布式方案，采用长寿命电芯、高效均衡BMS、高性能PCS、主动安全系统、智能配电系统以及热管理系统，融于单个机柜，使每个能量块都具备了电能存储和交直流变换的能力，满足了安全、稳定、可靠、长期运行的运维要求，在局端系统中储能模块103的输出端通过开关接到局端设备100的输出端。

需要说明的是，参见图2，所述整流电路101，包括：

A相端子、B相端子、C相端子、第一电压互感器、第二电压互感器、第三电压互感器，其中，

所述A相端子、所述B相端子和所述C相端子与所述交流电输入相连；

所述A相端子第一引脚通过压敏电阻R10与所述A相端子第二引脚相连，还与所述第一电压互感器T1的第二引脚相连；所述A相端子的第二引脚通过电阻R1、电阻R3与所述第一电压互感器T1的第一引脚相连；所述第一电压互感器T1的第三引脚与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极分别通过并联的电阻R5、保护二极管D4和电容C1与所述第一电压互感器T1的第四引脚相连并接地；所述二极管D1的阴极还与所述控制切换电路102的控制模块相连，还与输出端正极相连；所述第一电压互感器T1的第四引脚，还与输出端负极相连；

所述B相端子和所述第二电压互感器的连接方式及所述C相端子和所述第三电压互感器的连接方式与所述A相端子和所述第一电压互感器的连接方式相同：

所述B相端子第一引脚通过压敏电阻R11与所述B相端子第二引脚相连，还与所述第二电压互感器T1的第二引脚相连；所述B相端子的第二引脚通过电阻R2、电阻R4与所述第一电压互感器T1的第一引脚相连；所述第二电压互感器T1的第三引脚与二极管D2的阳极相连，二极管D2的阴极分别通过并联的电阻R8、保护二极管D5和电容C2与所述第一电压互感器T1的第四引脚相连并接地；所述二极管D2的阴极还与所述控制切换电路102的控制模块相连，还与输出端正极相连；所述第二电压互感器T1的第四引脚，还与输出端负极相连；

所述C相端子第一引脚通过压敏电阻R12与所述C相端子第二引脚相连，还与所述第三电压互感器T1的第二引脚相连；所述C相端子的第二引脚通过电阻R6、电阻R7与所述第三电压互感器T1的第一引脚相连；所述第三电压互感器T1的第三引脚与二极管D3的阳极相连，二极管D3的阴极分别通过并联的电阻R9、保护二极管D6和电容C1与所述第三电压互感器T1的第四引脚相连并接地；所述二极管D3的阴极还与所述控制切换电路102的控制模块相连，还与输出端正极相连；所述第三电压互感器T1的第四引脚，还与输出端负极相连。

优选的，电阻R5、电阻R8和电阻R9可以为互感口器的负载。

在具体实践中，将三相电的每一相与零线分别接到A、B、C相对应的端子上，以A相为例，电阻R1和电阻R3为限流保护电阻，电阻R10为压敏电阻，防止高压进入后端电路，通过电压互感器后高压变为控制模块可采集范围内的低压，二极管D1将交流电压转换为直流电压，电阻R5为互感口器的负载，电阻D4为保护二极管，防止高压损坏控制电路，电容C1为滤波电容，将杂波去除。当三相或者其中某相断电后，其对应的控制模块采集侧采集不到电压值，控制模块判断为输入电源异常。控制切换电路102将输出切换至储能模块103端持续输出电能。

需要说明的是，参见图3，所述控制切换电路102，包括：

三极管Q1、切换模块和控制模块，其中，

所述控制模块与所述整流电路101相连，还通过电阻R22与所述三极管Q1的基极相连；所述三极管Q1的基极还通过电阻R23与所述三极管Q1的发射极相连并接地；所述三极管Q1的集电极还与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极还通过电阻R21与直流电源相连；

所述切换模块的输出端子J1作为控制切换电路102的输出端与直流电源线相连；所述切换模块的输入端子J2的第一引脚与输入端子J3的第一引脚共同作为控制切换电路102的第一输入端与所述整流电路101的输出端相连；所述切换模块的输入端子J2的第二引脚与输入端子J3的第二引脚共同作为控制切换电路102的第二输入端与所述储能模块103的输出端相连；

所述切换模块的控制端引脚A2与所述三极管Q1的集电极相连，所述切换模块的控制端引脚A1与所述二极管D21的阴极相连。

在具体实践中，此切换模块中的开关为双刀双掷开关，最高通过电压为直流1000V，输出端接直流电压输出。所述二极管D1的阴极还通过电阻R21与直流电源相连，此处的直流电源为24V直流电源，由控制模块加三极管控制通断，从而达到控制主电路切换的功能。

优选的，若改变切换模块中的切换开关，可以将输入端子J2作为控制切换电路102的第一输入端与所述整流电路101的输出端相连；将输入端子J3作为控制切换电路102的第二输入端与所述储能模块103的输出端相连。

需要说明的是，所述控制切换电路102，还包括：

手动切换按钮，与所述控制模块相连，能够使用户手动切换所述控制切换电路102的输入端。

在具体实践中，若用户需要对局端设备100与电网的连接进行检修，可以通过手动切换按钮主动将供电端由电网切换至储能模块103。

需要说明的是，所述控制切换电路102，还包括：

定时切换开关，与所述控制模块相连，利用所述控制模块的定时器实现自动切换所述控制切换电路102的输入端。

需要说明的是，所述储能模块103，还包括：

与所述整流电路101的输出端相连的第二输入端及设置在所述储能模块103第二输入端与所述整流电路101的输出端之间的第二输入端开关；

所述第二输入端开关与所述控制模块相连。

在具体实践中，用户可以通过按下定时切换开关开启定时切换功能，在定时切换功能中，控制模块中的定时器定时切换供电方式，例如，目前电网用电存在波峰波谷电价，全天通过电网为局端设备100供电，也会增加设备运行成本，因此，可以设置定时切换功能，在电价较低时，采用电网供电的同时，用电网对储能模块103充电，当电网电价较高时，自动切换至储能模块103供电，以实现降低成本的目的。

需要说明的是，所述控制切换电路102，还包括：

与所述控制模块相连的通信端口。

在具体实践中，可以将互补供电切换信息通过通信端口反馈给上一级控制平台。

优选的，控制模块可以为单片机，其中运行的算法程序均为现有技术，本实施例并未对算法进行改进。

以上，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。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种互补供电的局端设备，其特征在于，包括：

整流电路、控制切换电路、太阳能发电系统、储能模块和电源监测电路；

所述整流电路的输入端连接交流电输入，输出端连接控制切换电路的第一输入端；所述控制切换电路的第二输入端与所述储能模块的输出端相连，所述控制切换电路的输出端接直流电源线；所述储能模块的第一输入端与所述太阳能发电系统的输出端相连；所述控制切换电路内部的输出端默认与所述第一输入端相连，与所述第二输入端断开；

所述电源监测电路与所述整流电路相连，还与所述控制切换电路的控制端相连，用于在监测到所述整流电路输出端异常时，使所述控制切换电路内部由输出端与第一输入端相连切换为输出端与第二输入端相连。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述太阳能发电系统，包括：

相互连接的太阳能电池板及太阳能控制器；

所述太阳能控制器将所述太阳能电池板输出的电能导入所述储能模块。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述整流电路，包括：

A相端子、B相端子、C相端子、第一电压互感器、第二电压互感器、第三电压互感器，其中，

所述A相端子、所述B相端子和所述C相端子与所述交流电输入相连；

所述A相端子第一引脚通过压敏电阻R10与所述A相端子第二引脚相连，还与所述第一电压互感器T1的第二引脚相连；所述A相端子的第二引脚通过电阻R1、电阻R3与所述第一电压互感器T1的第一引脚相连；所述第一电压互感器T1的第三引脚与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极分别通过并联的电阻R5、保护二极管D4和电容C1与所述第一电压互感器T1的第四引脚相连并接地；所述二极管D1的阴极还与所述控制切换电路的控制模块相连，还与输出端正极相连；所述第一电压互感器T1的第四引脚，还与输出端负极相连；

所述B相端子和所述第二电压互感器的连接方式及所述C相端子和所述第三电压互感器的连接方式与所述A相端子和所述第一电压互感器的连接方式相同。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述控制切换电路，包括：

三极管Q1、切换模块和控制模块，其中，

所述控制模块与所述整流电路相连，还通过电阻R22与所述三极管Q1的基极相连；所述三极管Q1的基极还通过电阻R23与所述三极管Q1的发射极相连并接地；所述三极管Q1的集电极还与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极还通过电阻R21与直流电源相连；

所述切换模块的输出端子J1作为控制切换电路的输出端与直流电源线相连；所述切换模块的输入端子J2的第一引脚与输入端子J3的第一引脚共同作为控制切换电路的第一输入端与所述整流电路的输出端相连；所述切换模块的输入端子J2的第二引脚与输入端子J3的第二引脚共同作为控制切换电路的第二输入端与所述储能模块的输出端相连；

所述切换模块的控制端引脚A2与所述三极管Q1的集电极相连，所述切换模块的控制端引脚A1与所述二极管D21的阴极相连。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述控制切换电路，还包括：

手动切换按钮，与所述控制模块相连，能够使用户手动切换所述控制切换电路的输入端。

6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述控制切换电路，还包括：

定时切换开关，与所述控制模块相连，利用所述控制模块的定时器实现自动切换所述控制切换电路的输入端。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述储能模块，还包括：

与所述整流电路的输出端相连的第二输入端及设置在所述储能模块第二输入端与所述整流电路的输出端之间的第二输入端开关；

所述第二输入端开关与所述控制模块相连。

8.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述控制切换电路，还包括：

与所述控制模块相连的通信端口。