CN220628953U - 一种基于光伏幕墙的5g基站供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置，涉及基站光伏供电技术领域，包括直流电源HVDC、光伏电源、储能电池、DC/DC变换器、直流母线、DC/AC变换器、直流负荷和交流负荷。设置直流远供HVDC、光伏电源PV、储能电池、以及DC/DC变换器、DC/AC变换对交流负荷、直流一级/二级负荷实行非单一供电，使用光伏电源分担了供电系统的部分能源供给压力的同时，其剩余电量还可存储在储能电池中进行存储，且储能电池的电既可以来自直流远供HVDC，也可以来自光伏电源PV，直流远供HVDC、光伏电源PV和储能电池的结合补足了传统电能供给单一的问题。

Description

一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置

技术领域

本实用新型涉及基站光伏供电技术领域，具体涉及一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置。

背景技术

随着5G基站的建设，基站内设备设置愈发完善，但这也随之带来负荷较大的问题。5G网络传输虽然快，但代价却是更高的能耗。4G和5G试验网设备单系统功耗对比明确显示，5G基站耗电量约为4G的4-5倍。除此之外，除此之外，5G基站主设备功耗大幅增加导致基站电能供应不足，为了满足5G基站能耗需求，传统供电系统需要进行扩容。传统供电系统扩容成本高、周期长，协调困难，且依旧全部或者大部分使用远供电，这将严重影响5G部署进程且大幅增加成本投入。传统的单一供电模式已经无法满足5G基站的供电需求和运营需求。

为此，本实用新型提供了一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置，通过设置直流远供HVDC、光伏电源PV、储能电池、以及DC/DC变换器、DC/AC变换对交流负荷、直流一级/二级负荷实行非单一供电，使用光伏电源分担了供电系统的部分能源供给压力的同时，其剩余电量还可存储在储能电池中进行存储，且储能电池的电既可以来自直流远供HVDC，也可以来自光伏电源PV，直流远供HVDC、光伏电源PV和储能电池的结合补足了传统电能供给单一的问题，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置，包括直流电源HVDC、光伏电源、储能电池、DC/DC变换器、直流母线、DC/AC变换器、直流负荷和交流负荷；所述直流电源HVDC通过DC/DC变换器与直流母线连接；所述光伏电源通过DC/DC变换器与直流母线连接；所述储能电池通过DC/DC变换器与所述直流母线连接；所述直流负荷根据所述位置通过DC/DC变换器或直接与直流母线连接；所述交流负荷通过DC/AC变换器与所述直流母线连接，所述直流电源HVDC、光伏电源、储能电池与DC/DC变换器间均设有开关。

优选的，所述光伏电源和所述直流母线之间设有的DC/DC变换器为光伏DC/DC变换器，所述光伏DC/DC变换器有两种工作模式，一种是最大功率跟踪MPPT模式，一种是恒功率CPP模式。

优选的，设置光伏DC/DC变换器功率值为额定功率时，所述光伏DC/DC变换器自动设置为最大功率追踪MPPT模式。

优选的，设置光伏DC/DC变换器功率值小于额定功率时，所述光伏DC/DC变换器自动设置为恒功率CPP模式。

优选的，设置光伏DC/DC变换器功率值为通过移动端键入命令控制，所述移动端键入的命令通过通信模块与所述光伏DC/DC变换器连接以实现远程控制

优选的，所述储能电池与所述直流母线之间设有的所述DC/DC变换器为双向DC/DC变换器，所述双向DC/DC变换器低压侧与储能电池相连，高压侧与直流母线相连，且在高压侧实现电能交换。

优选的，所述双向DC/DC变换器采用BOOST/BUCK电路并联方式，可设定输出/输入功率，有充电、放电、待机三种工作模式。

优选的，所述直流电源HVDC通过所述DC/DC变换器向直流母线输出的功率大小可调可控。

优选的，所述直流负荷包括AAU、BBU这些主设备。

优选的，所述直流负荷分为一级负荷和二级负荷。

优选的，所述交流负荷包括空调、照明和新风系统，且所述交流负荷和所述直流母线之间设有的DC/AC变换器的交流侧与交流负荷相连，直流侧与直流母线相连，在直流侧实现电能交换。

与现有的技术相比，本实用新型具有的有益效果为：

本实用新型设置有直流电源HVDC、光伏电源、储能电池、DC/DC变换器，所述直流电源HVDC、光伏电源和储能电池均分别通过DC/DC变换器与直流母线连接，从而给交流负荷和直流负荷供电，且所述光伏电源和所述直流母线之间设有的DC/DC变换器为光伏DC/DC变换器，所述光伏DC/DC变换器有两种工作模式，一种是最大功率跟踪MPPT模式，一种是恒功率CPP模式，这也大大提高了光伏电源的利用率，使得光伏电源最大程度地发挥其作用。也就是说，通过设置直流远供HVDC、光伏电源PV、储能电池、以及DC/DC变换器、DC/AC变换对交流负荷、直流一级/二级负荷实行非单一供电，使用光伏电源分担了供电系统的部分能源供给压力的同时，其剩余电量还可存储在储能电池中进行存储，且储能电池的电既可以来自直流远供HVDC，也可以来自光伏电源PV，直流远供HVDC、光伏电源PV和储能电池的结合补足了传统电能供给单一的问题。

附图说明

图1为本实用新型一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置，包括直流电源HVDC、光伏电源、储能电池、DC/DC变换器、直流母线、DC/AC变换器、直流负荷和交流负荷；所述直流电源HVDC通过DC/DC变换器与直流母线连接；所述光伏电源通过DC/DC变换器与直流母线连接；所述储能电池通过DC/DC变换器与所述直流母线连接；所述直流负荷根据所述位置通过DC/DC变换器或直接与直流母线连接；所述交流负荷通过DC/AC变换器与所述直流母线连接，所述直流电源HVDC、光伏电源、储能电池与DC/DC变换器间均设有开关。其中直流母线等级为-53.5V。

直流电源HVDC与市电相连，通过DC/DC变换器，将其输出电压降至直流母线电压，将电能传输至直流母线；光伏电源通过光电转换将光能转换为电能，通过DC/DC变换器，将输出电压升至直流母线电压，将电能传输至直流母线；储能电池可以储存光伏发电剩余电量，也可以在其他电源出现功率缺额时，为母线充电；交流负荷主要包括空调、照明、新风系统等，通过DC/AC变换器，将直流母线侧直流电变换为交流电维持交流负荷正常工作；直流负荷主要包括AAU、BBU等主设备，根据设备所处位置不同，可以选择通过DC/DC变换器将直流母线侧直流电变换为不同电压等级的直流电为直流负荷供电，或者直接引出直流母线侧直流电为直流负荷供电。

优选的，设置光伏DC/DC变换器功率值为通过移动端键入命令控制，所述移动端键入的命令通过通信模块与所述光伏DC/DC变换器连接以实现远程控制。所述储能电池与所述直流母线之间设有的所述DC/DC变换器为双向DC/DC变换器，所述双向DC/DC变换器低压侧与储能电池相连，高压侧与直流母线相连，且在高压侧实现电能交换。所述双向DC/DC变换器采用BOOST/BUCK电路并联方式，可设定输出/输入功率，有充电、放电、待机三种工作模式。所述直流电源HVDC通过所述DC/DC变换器向直流母线输出的功率大小可调可控。所述直流负荷包括AAU、BBU这些主设备。所述直流负荷分为一级负荷和二级负荷。所述交流负荷包括空调、照明和新风系统，且所述交流负荷和所述直流母线之间设有的DC/AC变换器的交流侧与交流负荷相连，直流侧与直流母线相连，在直流侧实现电能交换。

下面进一步介绍各部件的连接关系和作用：

光伏电源以及DC/DC变换器：光伏电源通过光电转换将光能转换为电能，光伏DC/DC变换器输出与直流母线相连，其工作在BOOST升压模式，其向直流母线输出的功率大小可调可控。光伏DC/DC变换器具有两种工作模式，一种是最大功率跟踪MPPT模式，一种是恒功率CPP模式。光伏电源监控单元设置光伏DC/DC变换器功率值为额定功率时，其自动设置为最大功率追踪MPPT模式；当光伏电源监控单元设置光伏DC/DC变换器功率值小于额定功率时，其自动设置为恒功率CPP模式。光伏电源以及DC/DC变换器主要功能有：1、通过光电转换，将光能转换为电能为5G基站负荷供电；2、将光伏电源输出电压升压至直流母线电压，将电能传递至直流母线；3、追踪光伏电源的最大功率点MPPT。

储能电池以及双向DC/DC变换器：储能电池可以储存光伏发电剩余电量，也可以在其他电源出现功率缺额时，为5G基站负荷供电。双向DC/DC变换器低压侧与储能电池相连，高压侧与直流母线相连，在高压侧实现电能交换，其可以将直流母线的能量传递至储能电池，也可以将储能电池的能量传递至直流母线。双向DC/DC变换器结构采用BOOST/BUCK电路并联方式，可设定输出/输入功率，有充电、放电、待机三种工作模式。储能电池以及双向DC/DC变换器主要功能有：在其他电源停电时，可持续为5G基站重要负荷供电，直至储能电池进入过放保护或者其他电源恢复供电；在直流远供HVDC停电时，能够维持直流母线电压稳定，保证供电质量；可以存储光伏发电剩余电量，提高清洁能源利用效率。

直流电源以及DC/DC变换器：直流电源HVDC与市电相连，通过DC/DC变换器，将其输出电压降至直流母线电压，将电能传输至直流母线，其向直流母线输出的功率大小可调可控。直流电源以及DC/DC变换器单元主要功能有：引入市电，为5G基站负荷持续供电；将电源输出电压降至直流母线电压，将电能传递至直流母线；并网运行时，维持直流母线电压稳定。

直流负荷以及DC/DC变换器：直流负荷可以根据设备所处位置不同，选择通过DC/DC变换器将直流母线侧直流电变换为不同电压等级的直流电为直流负荷供电，亦可选择直接引出直流母线侧直流电为直流负荷供电。直流负荷主要包括AAU、BBU等主设备，将5G基站直流负荷设定成一级负荷、二级负荷，在直流电源HVDC停电的情况下，基于储能电池电气参数进行分级切断。

交流负荷以及DC/AC变换器：DC/AC变换器交流侧与交流负荷相连，直流侧与直流母线相连，在直流侧实现电能交换。通过DC/AC变换器，将直流母线侧直流电变换为交流电，维持交流负荷正常工作。5G基站内交流负荷主要包括空调、照明、新风系统等。

综上，本实用新型通过设置的直流电源HVDC、光伏电源、储能电池、DC/DC变换器，所述直流电源HVDC、光伏电源和储能电池均分别通过DC/DC变换器与直流母线连接，从而给交流负荷和直流负荷供电，且所述光伏电源和所述直流母线之间设有的DC/DC变换器为光伏DC/DC变换器，所述光伏DC/DC变换器有两种工作模式，一种是最大功率跟踪MPPT模式，一种是恒功率CPP模式，这也大大提高了光伏电源的利用率，使得光伏电源最大程度地发挥其作用。也就是说，通过设置直流远供HVDC、光伏电源PV、储能电池、以及DC/DC变换器、DC/AC变换对交流负荷、直流一级/二级负荷实行非单一供电，使用光伏电源分担了供电系统的部分能源供给压力的同时，其剩余电量还可存储在储能电池中进行存储，且储能电池的电既可以来自直流远供HVDC，也可以来自光伏电源PV，直流远供HVDC、光伏电源PV和储能电池的结合补足了传统电能供给单一的问题，解决了背景技术中提出的问题。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的，这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化，尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，但本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对实用新型的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够在阅读完本说明书后可在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换、变型以及各种不同的选择和改变，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置，其特征在于，包括直流电源HVDC、光伏电源、储能电池、DC/DC变换器、直流母线、DC/AC变换器、直流负荷和交流负荷；所述直流电源HVDC通过DC/DC变换器与直流母线连接；所述光伏电源通过DC/DC变换器与直流母线连接；所述储能电池通过DC/DC变换器与所述直流母线连接；所述直流负荷为分级负荷，且通过DC/DC变换器或直接与直流母线连接；所述交流负荷通过DC/AC变换器与所述直流母线连接；所述直流电源HVDC、光伏电源、储能电池与DC/DC变换器间均设有开关。

2.根据权利要求1所述的一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置，其特征在于：所述光伏电源和所述直流母线之间设有的DC/DC变换器为光伏DC/DC变换器，所述光伏DC/DC变换器有两种工作模式，一种是最大功率跟踪MPPT模式，一种是恒功率CPP模式。

3.根据权利要求2所述的一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置，其特征在于：设置光伏DC/DC变换器功率值为额定功率时，所述光伏DC/DC变换器自动设置为最大功率追踪MPPT模式。

4.根据权利要求2所述的一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置，其特征在于：设置光伏DC/DC变换器功率值小于额定功率时，所述光伏DC/DC变换器自动设置为恒功率CPP模式。

5.根据权利要求3或4所述的一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置，其特征在于：设置光伏DC/DC变换器功率值为通过移动端键入命令控制，所述移动端键入的命令通过通信模块与所述光伏DC/DC变换器连接以实现远程控制。

6.根据权利要求1所述的一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置，其特征在于：所述储能电池与所述直流母线之间设有的所述DC/DC变换器为双向DC/DC变换器，所述双向DC/DC变换器低压侧与储能电池相连，高压侧与直流母线相连，且在高压侧实现电能交换。

7.根据权利要求6所述的一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置，其特征在于：所述双向DC/DC变换器采用BOOST/BUCK电路并联方式，可设定输出/输入功率，有充电、放电、待机三种工作模式。

8.根据权利要求1所述的一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置，其特征在于：所述直流电源HVDC通过所述DC/DC变换器向直流母线输出的功率大小可调可控。

9.根据权利要求1所述的一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置，其特征在于：所述直流负荷包括AAU、BBU这些主设备，且所述直流负荷分为一级负荷和二级负荷，在直流电源HVDC停电的情况下，基于储能电池电气参数进行分级切断。

10.根据权利要求1所述的一种基于光伏幕墙的5G基站供电装置，其特征在于：所述交流负荷包括空调、照明和新风系统，且所述交流负荷和所述直流母线之间设有的DC/AC变换器的交流侧与交流负荷相连，直流侧与直流母线相连，在直流侧实现电能交换。