通信供电系统及通信供电系统供电控制方法与流程

文档序号:15168271发布日期:2018-08-14 17:44阅读:187来源:国知局

本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种通信供电系统及通信供电系统供电控制方法。



背景技术:

现有通信基站的供电来源包括市电、发电机、太阳能、风能、电池等,这些能源的转换和管理都是通过直流电源系统完成的。目前,当某些站点在前期建设完成后,后期如果需要增加负载,且站点不方便利用太阳能和风能时,往往是在利旧系统的基础上,增加额外的发电机及电源系统以提供更大的带载能力,也即是现有技术中通信基站普遍采用的方式是:利旧系统继续使用,把站点增加的负载直接移到新配置的一个或多个系统上,每个系统独立工作。此时,发电机的启停由各自的控制器分别控制,也即各发电机的工作是相互独立控制的,这就会存在当前基站系统的功率需求本来需要部分发电机启动就能满足的情况时,仍会开启所有发电机,导致部分发电机低载运行,进而导致这部分发电机机械磨损加重,发电效率降低,增加运行及后续维护成本。



技术实现要素:

本发明实施例提供的通信供电系统及通信供电系统供电控制方法,主要解决的技术问题是:现有通信基站中,由于各系统独立控制各自的发电机工作,导致本来需要部分发电机启动就能满足的情况时,仍会开启所有发电机,从而使部分发电机低载运行,导致这部分发电机机械磨损加重,发电效率低,运行及后续维护成本增大。

为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种通信供电系统,包括至少两个供电机,各供电机的供电输出端并联,且各供电机中包括用于提供电源的发电机,供电机中的一个为主供电机,剩余的为从供电机;

主供电机包括主控模块,用于获取通信系统当前的功率需求,根据功率需求和各发电机的工作参数控制各发电机的开启和关闭,工作参数包括功率参数。

本发明实施例还提供一种如上述的通信供电系统供电控制方法,包括:

主供电机获取通信系统当前的功率需求;

主供电机根据功率需求和各发电机的工作参数控制各发电机的开启和关闭,工作参数包括功率参数。

本发明的有益效果是:

根据本发明实施例提供的通信供电系统及通信供电系统供电控制方法,通过把多个供电机的供电输出端并联,且主供电机获取通信系统当前的功率需求,再根据功率需求和各发电机的工作参数控制各发电机的开启和关闭,由主供电机根据当前系统功率需求以及各电机的功率参数等控制各发电机的开启和关闭,也即根据实际需要开启或者关闭相应的发电机,可以尽可能避免部分发电机一直处于低载运行状态,进而避免无畏的机械磨损,保证发电机的有效发电效率,降低运行及后续维护成本。

附图说明

图1为本发明实施例一中的通信供电系统的结构示意图一;

图2为本发明实施例一中的通信供电系统的结构示意图二;

图3为本发明实施例二中的通信供电系统供电控制方法流程示意图;

图4为本发明实施例三中的通信供电系统的结构示意图;

图5为本发明实施例三中的通信供电系统供电控制方法流程示意图一;

图6为本发明实施例三中的通信供电系统供电控制方法流程示意图二;

图7为本发明实施例三中的通信供电系统供电控制方法流程示意图三;

图8为本发明实施例三中的通信供电系统供电控制方法流程示意图四。

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,所描述的实施例只是本发明中一部分实施例,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。下面通过具体实施方式结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。

实施例一:

为了让各发电机13的运行时间一致,减小维护成本,本实施例提供一种通信供电系统,包括至少两个供电机,各供电机的供电输出端并联,且各供电机中包括用于提供电源的发电机13,供电机中的一个为主供电机11,剩余的为从供电机12;主供电机11包括主控模块111,用于获取通信系统当前的功率需求,根据功率需求和各发电机13的工作参数控制各发电机13的开启和关闭,工作参数包括功率参数,具体可以参见图1所示,图1中包括一个主供电机11和一个从供电机12,当然从供电机12的个数并不限于一个。应当理解的是,本实施例中的功率参数可以直接由主控模块111设置,也可以是由从供电机12设置好后发给主控模块111。

此外,应当说明的是,本实施例中的各供电机还可以包括供电电池,功率需求还可以包括预估功率需求,此时,主控模块111用于在主供电机11的供电电池的工作电压低于预设发电机开启电压时,获取通信系统当前的预估功率需求。

当本实施例中的各供电机包括供电电池时,本实施例中的各供电机还包括通讯模块以及监测模块,其中各从供电机12的监测模块用于获取所在从供电机12之负载电流,并通过所在从供电机12之通讯模块发给主供电机11的主控模块111,主供电机11的监测模块用于获取主供电机11的负载电压和负载电流,并发给主控模块111。此时,主控模块111获取预估功率需求包括获取各供电电池的预估充电功率以及通信系统的负载功率,并将预估充电功率和负载功率求和得到预估功率需求。应当说明的是,本实施例中的预估充电功率和通信系统的负载功率可以通过下述公式求得:

预估充电功率=供电电池额定电压*预设电池限流系数*各供电电池的容量之和;

通信系统的负载功率=主供电机的负载电压*主供电机的负载电流和各从供电机的负载电流之和。

应当理解的是,本实施例中的发电机可以为各种发电机,例如,可以是柴油发电机、水轮发电机、汽油发电机等。为便于理解,这里以发电机为柴油发电机为例进行一个简单说明。当发电机为柴油发电机14时,主供电机11和从供电机12中还包括交直流转换模块,负责把柴油发电机14产生的交流电转换成直流电,当然,主供电机11的监测模块112具体还可以负责管理主供电机11的ac/dc模块、供电电池15、柴油发电机14、直流配电等,收集主供电机11运行信息、电池信息以及负载16的用电信息,同时可用于管理从供电机12油机容量、电池容量等;从供电机12的监测模块112具体还可以负责管理从供电机12的ac/dc模块、供电电池15、柴油发电机14、直流配电等,收集从供电机12运行信息、电池信息以及负载16的用电信息;通讯模块113则用于实现主供电机11和从供电机12之间的通信;主供电机11和从供电机12并机排则负责对主从机输出直流正负端进行连接,具体的可以参见图2所示,图2中包括一个主供电机11和三个从供电机12。

应当理解的是,为了使开启的各供电机的资源得到充分利用,本实施例中的功率参数还可以包括各发电机的带载上限功率,此时主控模块111根据预估功率需求和工作参数控制各发电机的开启和关闭可以包括:

当预估功率需求小于等于至少一个发电机13的带载上限功率时,从带载上限功率大于预估功率需求的各发电机13中选择一个开启;

当预估功率需求大于各发电机13的带载上限功率时,从各发电机13中选择至少两个发电机13开启,选择的至少两个发电机13的带载上限功率之和大于等于预估功率需求。

应当理解的是,由于在实际工作中通信供电系统的负载16往往会产生变化,所以本实施例中的功率需求还可以包括实际功率需求,此时,各从供电机12的监测模块112还用于获取所在从供电机12之供电电池的充电电流,并通过所在从供电机12之通讯模块113发给主供电机11的主控模块111,主供电机11的监测模块112还用于获取主供电机11供电电池的工作电压和充电电流,并发给主控模块111。此时,主控模块111控制发电机13开启后,获取实际功率需求包括获取各供电电池的实际充电功率以及通信系统的负载功率,并将实际充电功率和负载功率求和得到实际功率需求,应当说明的是,本实施例中的实际充电功率可以通过下述公式求得:

实际充电功率=主供电机的供电电池工作电压*主供电机的供电电池充电电流和各从供电机的供电电池充电电流之和。

应当理解的是,本实施例中的功率参数还可以包括各发电机13的带载下限功率,其中,主控模块111根据获取的实际功率需求控制各发电机13的开启和关闭可以包括:

若当前开启至少两个发电机13,且根据当前的实际功率需求和当前开启的发电机带载下限功率和带载上限功率,确定存在开启的发电机13当前的带载功率小于其带载下限功率,且从开启的发电机13中关闭至少一个后,剩余开启的发电机带载上限功率之和大于等于实际功率需求时,从开启的发电机13中选择至少一个关闭。例如,当前开启了两个发电机13,且当前的实际功率需求小于其中一台发电机带载上限功率,则此时选择将另一台发电机13关闭。

若当前实际功率需求大于当前开启的各发电机带载上限功率和,则根据实际功率需求与当前开启的各发电机之带载上限功率和的差,以及处于关闭状态的各发电机带载上限功率,从关闭的各发电机13中选择至少一个开启。

为了使发电机13的累计运行时间尽量一致,使各发电机13能够均衡的被使用,本实施例中的工作参数还可以包括发电机13的运行时间,此时主控模块111从各开启的发电机13中选择至少一个发电机13关闭时,选择当前运行时间最长的发电机13关闭,且主控模块111从各关闭的发电机13中选择至少一个发电机13开启时,选择运行时间最短的发电机13开启;或者,主控模块111从各开启的发电机13中选择至少一个发电机13关闭时,选择当前运行时间最长的发电机13关闭;或者,主控模块111从各关闭的发电机13中选择至少一个发电机13开启时,选择运行时间最短的发电机13开启。

应当理解的是,在本实施例中,主控模块111控制各发电机13的开启或关闭可以为:

主控模块111确定存在开启的发电机13当前的带载功率小于其带载下限功率后开始计时,当计时值达到第一预设时间阈值,仍存在开启的发电机当前带载功率小于其带载下限功率,且从开启的发电机13中关闭至少一个后剩余开启的发电机带载上限功率之和大于等于实际功率需求时,从开启的发电机13中选择至少一个关闭;

或者,主控模块111确定当前实际功率需求大于当前开启的各发电机带载上限功率和后开始计时,当计时值达到第二预设时间阈值,仍存在当前实际功率需求大于当前开启的各发电机带载上限功率和,从关闭的各发电机13中选择至少一个开启;

或者,主控模块111确定存在开启的发电机当前的带载功率小于其带载下限功率后开始计时,当计时值达到第一预设时间阈值,仍存在开启的发电机当前带载功率小于其带载下限功率,且从开启的发电机13中关闭至少一个后剩余开启的发电机的带载上限功率之和大于等于实际功率需求时,从开启的发电机13中选择至少一个关闭,同时,当主控模块111确定当前实际功率需求大于当前开启的各发电机带载上限功率和后开始计时,当计时值达到第二预设时间阈值,仍存在当前实际功率需求大于当前开启的各发电机带载上限功率和,从关闭的各发电机13中选择至少一个开启。

当然,本实施例中发电机13的带载上限功率和带载下限功率可以通过下述的计算公式获得:

发电机带载下限功率=发电机带载率低阈值*发电机功率;

发电机带载上限功率=发电机带载率高阈值*发电机功率。

此外,还应当说明的是,本实施例中的主控模块111还可以用于检测到主供电机11之供电电池充满时,关闭所有当前开启的发电机13。

本发明实施例提供的通信供电系统,通过由主供电机对多个发电机的启停进行控制,同时可以避免发电机经常在低载情况下运行,进一步减轻了发电机的机械磨损,提高了发电机的发电效率,延长发电机的使用寿命,节约了资源与成本,进一步可以让多个发电机的运行时间一致,累计运行时间一致,缩短了发电机整体的运行时间,提高了发电机运行过程中的带载率,从而进一步减少了维护人员去站点对发电机进行维护的次数,进而可以减小维护成本。

实施例二:

在上述的通信供电系统的基础上,本实施例提供一种通信供电系统供电控制方法,参见图3所示,包括:

s301:主供电机获取通信系统当前的功率需求;

s302:主供电机根据功率需求和各发电机的工作参数控制各发电机的开启和关闭,工作参数包括功率参数。

在此,需要对发电机进行说明,本实施例中的发电机可以为各种发电机,例如,可以是柴油发电机、水轮发电机、汽油发电机等。本实施例中的功率需求可以包括预估功率需求,其中,具体可以包括各供电电池的预估充电功率以及通信系统的负载功率,应当说明的是,本实施例中的预估充电功率和通信系统的负载功率可以通过下述公式求得:

预估充电功率=供电电池额定电压*预设电池限流系数*各供电电池的容量之和;

通信系统的负载功率=主供电机的负载电压*主供电机的负载电流和各从供电机的负载电流之和。

应当理解的是,为了使开启的各供电机的资源得到充分利用,本实施例中的功率参数还可以包括各发电机的带载上限功率,此时主供电机根据功率需求和工作参数控制各发电机的开启和关闭可以包括:

当预估功率需求小于等于至少一个发电机的带载上限功率时,从带载上限功率大于预估功率需求的各发电机中选择一个开启;

当预估功率需求大于各发电机的带载上限功率时,从各发电机中选择至少两个发电机开启,选择的至少两个发电机的带载上限功率之和大于等于预估功率需求。

由于在实际工作中通信供电系统的负载往往会产生变化,所以本实施例中的功率需求还可以包括实际功率需求,此时,各从供电机还会获取所在从供电机之供电电池的充电电流,并发给主供电机的主控模块,同时,主供电机还会获取主供电机供电电池的工作电压和充电电流,此时,主供电机控制各发电机开启后,主供电机获取实际功率需求包括获取各供电电池的实际充电功率以及通信系统的负载功率,并将实际充电功率和负载功率求和得到实际功率需求,应当说明的是,本实施例中的实际充电功率可以通过下述公式求得:

实际充电功率=主供电机的供电电池工作电压*主供电机的供电电池充电电流和各从供电机的供电电池充电电流之和。

为了有效避免发电机由于低载运行而导致浪费资源效率降低的问题,本实施例中的功率参数还可以包括各发电机的带载下限功率,其中主供电机根据获取的实际功率需求控制各发电机的开启和关闭可以包括:

若当前开启至少两个发电机,且根据当前的实际功率需求和当前开启的发电机的带载下限功率和带载上限功率,确定存在开启的发电机当前的带载功率小于其带载下限功率,且从开启的发电机中关闭至少一个后,剩余开启的发电机带载上限功率之和大于等于实际功率需求时,从开启的发电机中选择至少一个关闭。

若当前实际功率需求大于当前开启的各发电机的带载上限功率和,则根据实际功率需求与当前开启的各发电机之带载上限功率和的差,以及处于关闭状态的各发电机的带载上限功率,从关闭的各发电机中选择至少一个开启。

为了使发电机的累计运行时间尽量一致,使各发电机能够均衡的被使用,本实施例中的工作参数还可以包括发电机的运行时间,此时主供电机的主控模块从各开启的发电机中选择至少一个发电机关闭时,选择当前运行时间最长的发电机关闭,且主供电机的主控模块从各关闭的发电机中选择至少一个发电机开启时,选择运行时间最短的发电机开启;或者,主供电机的主控模块从各开启的发电机中选择至少一个发电机关闭时,选择当前运行时间最长的发电机关闭;或者,主供电机的主控模块从各关闭的发电机中选择至少一个发电机开启时,选择运行时间最短的发电机开启。

此外,主供电机控制各发电机的开启或关闭还可以包括:

主供电机确定存在开启的发电机当前的带载功率小于其带载下限功率后开始计时,当计时值达到第一预设时间阈值,仍存在开启的发电机当前带载功率小于其带载下限功率,且从开启的发电机中关闭至少一个后剩余开启的发电机的带载上限功率之和大于等于实际功率需求时,从开启的发电机中选择至少一个关闭;

和/或,

主供电机确定当前实际功率需求大于当前开启的各发电机的带载上限功率和后开始计时,当计时值达到第二预设时间阈值,仍存在当前实际功率需求大于当前开启的各发电机的带载上限功率和,从关闭的各发电机中选择至少一个开启。

当然,本实施例中发电机的带载上限功率和带载下限功率可以通过下述的计算公式获得:

发电机带载下限功率=发电机带载率低阈值*发电机功率;

发电机带载上限功率=发电机带载率高阈值*发电机功率。

此外,还应当说明的是,在本实施例中,当主供电机检测到主供电机之供电电池充满时,还可以控制关闭所有当前开启的发电机。

本发明实施例提供的通信供电系统供电控制方法,可以由主供电机实现各供电机的启停控制,从而可以根据实际需要开启或者关闭相应的发电机,进一步减轻了发电机的机械磨损,增加了发电效率,降低了运行及后续维护成本。

实施例三:

为了更好的理解本发明,本实施例以一个更加具体的示例对本发明作进一步说明。

本实施例提供的通信供电系统中包括两个供电机,参见图4所示,供电机中包括发电机13和供电电池15,其中主供电机之发电机的功率为20kw,主供电机之供电电池为600ah的铅酸电池,负载可以调节,主供电机之发电机的运行时间为1600min;从供电机之发电机的功率为15kw,从供电机之供电电池为500ah的铅酸电池,负载可以调节,从供电机之发电机的运行时间为1500min。发电机带载率高阈值和低阈值分别为90%和45%,预设电池限流系数为0.1c,预设发电机开启电压为47v,根据相关配置,相关功率值计算如下:

预估充电功率:53.5*0.1*(600+500)=5885w;

主供电机之发电机带载下限功率:20*0.45=9kw;

主供电机之发电机带载上限功率:20*0.9=18kw;

从供电机之发电机带载下限功率:15*0.45=6.75kw;

从供电机之发电机带载上限功率:15*0.9=13.5kw。

为了便于说明。下面简称主供电机之发电机为主机,从供电机之发电机为从机,预估充电功率以及通信系统的负载功率的和为预估功率需求,实际充电功率与负载功率的和为实际功率需求。

此时,当要开启发电机对电池和负载供电时,可以参见图5所示,包括:

s501:确定主供电机之供电电池的工作电压低于预设发电机开启电压;

s502:主供电机之主控模块获取预估功率需求;

s503:主供电机之主控模块判断预估功率需求是否小于两个供电机之发电机的带载功率下限,如是转至s504,如否则转至s505;

s504:开启运行时间短的供电电机之发电机

s505:主供电机之主控模块判断预估功率需求是否小于其中一个供电机之发电机的带载下限功率大于另一个供电机之发电机的带载下限功率,如是则转至s506,如否则转至s507;

s506:开启功率小的供电机之发电机;

s507:判断预估功率需求是否大于两个供电机之发电机的带载下限功率,同时小于两个供电机之发电机的带载上限功率,如是,则转至s504,如否则转至s508;

s508:判断预估功率需求是否在两个供电机之发电机的带载上限功率之间,如是转至s509,如否转至s510;

s509:开启功率大的供电机之发电机;

s510:同时开启两个供电机之发电机;

所以在本实施例中,开启发电机的情况可以如下:

a、当负载功率为0kw时,0kw+5.885kw<6.75kw,此时从机累计运行时间短,开启从机。

b、当负载功率为1kw时,6.75kw<1kw+5.885kw<9kw,开启从机。

c、当负载功率为4kw时,9kw<4kw+5.885kw<13.5kw,此时从机累计运行时间短,开启从机。

d、当负载功率为8kw时,13.5kw<8kw+5.885kw<18kw,开启主机。

e、当负载功率为13kw时,13.5kw<13kw+5.885kw<18kw,两台供电机之发电机都开启。

由于在实际工作中通信供电系统的负载往往会产生变化,充电电流也会相应的增加或者减少,所以实际功率需求也会发生变化,在此过程中可能会发生各供电机之发电机的切换。

当切换之前的状态是主机运行时,具体可以参见图6所示,包括:

s601:主机运行;

s602:判断实际功率需求是否小于等于主机的带载上限功率,如是则转至s601,如否则转至s603;

s603:确定当前实际功率需求大于主机的带载上限功率时开始计时,判断计时值是否达到预设时间阈值,如是则转至s604,如否则转至s601;

s604:主机与从机同时运行。

所以此时,在本实施例中,只要当前实际充电功率与负载功率的和小于等于18kw,则一直是主机运行,如果当前实际充电功率与负载功率的和大于18kw,且此状态的持续时间超过了预设时间阈值,则启动从机,主机不关闭。

当切换之前的状态是从机运行时,具体可以参见图7所示,包括:

s701:从机运行;

s702:判断实际功率需求是否小于等于从机的带载上限功率,如是则转至s701,如否则转至s703;

s703:判断实际功率需求是否小于等于主机的带载上限功率,如是则转至s704,如否则转至s706;

s704:确定当前实际功率需求小于等于从机的带载上限功率时开始计时,判断计时值是否达到预设时间阈值,如是转至s705,如否转至s701;

s705:主机运行;

s706:确定当前实际功率需求大于从机的带载上限功率时开始计时,判断计时值是否达到预设时间阈值,如是转至s707,如否转至s701;

s707:主供电机与从供电机之发动机同时运行。

所以此时,在本实施例中,只要当前实际充电功率与负载功率的和小于等于13.5kw,则一直是从机运行,供电电池充满电后,从机关闭;若当前实际充电功率与负载功率的和在13.5kw和18kw之间,且此状态的维持时间超过了预设时间阈值,则关闭当前开启的从机,开启主机;若当前实际充电功率与负载功率的和大于18kw,且此状态的维持时间超过了预设时间阈值,则启动主机,从机不关闭。

当切换之前的状态是主机和从机同时运行时,具体可以参见图8所示,包括:

s801:主机和从机同时运行;

s802:判断实际功率需求是否大于主机的带载上限功率,如是转至s801,如否转至s803;

s803:判断实际功率需求是否小于等于主机的带载上限功率,大于从机的带载上限功率,如是转至s804,如否转至s806;

s804:确定实际功率需求小于等于主机的带载上限功率,大于从机的带载上限功率后,判断此状态的维持时间是否达到预设时间阈值,如是转至s805,如否转至s801;

s805:从机关闭,主机运行;

s806:判断实际功率需求是否大于主机和从机的带载下限功率,同时小于主供电机和从机的带载上限功率,如是转至s807,如否转至s809;

s807:确定实际功率需求大于主机和从机的带载下限功率,同时小于主机和从机的带载上限功率后,判断此状态的维持时间是否达到预设时间阈值,如是转至s808,如否转至s801;

s808:关闭累计运行时间长的发电机;

s809:判断实际功率需求是否大于从机的带载下限功率,小于主机带载下限功率,如是转至s810,如否转至s812;

s810:确定实际功率需求大于从机的带载下限功率,小于主机带载下限功率后,判断此状态的维持时间是否达到预设时间阈值,如是转至s811,如否转至s801;

s811:关闭主机,开启从机;

s812:确定当前实际功率需求小于从机的带载下限功率,判断此状态的维持时间是否达到预设时间阈值,如是转至s808,如否转至s801。

所以此时,在本实施例中,只要当前实际充电功率与负载功率的和大于18kw,则一直是主供电机和从机同时运行,当实际充电功率与负载功率的和在13.5kw和18kw之间时,且此状态的维持时间达到了预设时间阈值,则关闭从机,主机继续运行;当实际充电功率与负载功率的和在9kw和13.5kw之间时,从机累计运行时间为1500min小于主机累计运行时间,从机运行,主机关闭;当实际充电功率与负载功率的和在6.75kw和9kw之间时,从机累计运行时间为1500min小于主机累计运行时间,从机运行,主机关闭。

本发明实施例提供的通信供电系统供电控制方法,可以确定开哪一台发电机最合适,使每台发电机都工作在最佳带载率情况下,同时发电机的运行时间保持一致,提高了发电机的发电效率,降低了维护人员的上站次数,降低了发电机的维护成本,

显然,本领域的技术人员应该明白,上述本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在计算机存储介质(rom/ram、磁碟、光盘)中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。所以,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明实施例所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

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