通信基站远供电源与太阳能混合供电系统的制作方法

本发明涉及一种通信基站供电保障系统，特别是直流远供电源与新能源混合供电系统，属于移动通信基站与新能源发电技术领域。

背景技术：

根据市场调查资料分析，目前通讯基站所用的供电系统多为电网提供的市电，经过整流和DC/DC变换即开关电源向通讯模块供电，为了稳定的供电还需要配置发电机。由于通信系统设备分布广泛、安装环境多元化，使得交流电源引入的协调工作量大、费用高；电表申请时间长；施工周期长，工程进度易受影响；交流电源可靠性差；无法安装电源设备；发电机发电成本高。

随着通信网络的快速发展，远程直流供电电源已经得到国内外专家的关注，特别是其稳定性和可靠性还有许多关键技术问题急需解决，比如，在海底光缆数字传输系统中。

中国专利201320219145.1公开了一种基站用的直流远供电源系统，将局端基站机房48V直流电源经处理后直接传输给末端通信设备供电，不受通讯设备本地任何停电情况的影响，增加了通讯设备的工作使用率。直流供电系统不受当地电网复杂的负荷变化、昼夜变化、电站多样化等因素而产生的电网电压过高或过低的影响。共用机房后备蓄电池，与机房电源后备时间一致，保证设备有良好的稳定性，直流远程供电网络纯净、单一，供电电压稳定，可延长设备使用寿命。由局端向远距离终端设备提供馈电，解决了市电质量问题带来的困扰和电源接入的困难，使得网点终端设备的安装、选址更方便，设备运行更可靠，维护工作量进一步减少，从根本上解决了终端设备的供电问题，保障了通信网络的正常运行，为运营商取得了良好的经济效益与社会效益。中国专利201720957381.1公开了一种通信基站的市电供电与远供电源供电的互补装置，交流220V市电通过交流接触器市电控制单元和交流电整流单元输出240V电压为远端通信基站供电。

当前应用于通信基站的直流远供电源系统均很大程度弟依赖于市电，不符合当前节能减排力的要求，而且不能满足市电断电时通信基站负载不间断供电。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的缺陷，提出了一种通信基站远供电源与太阳能混合供电系统。随着节能减排力度的逐渐加大，通讯基站的节能减排日益受到人们的重视，新能源供电系统在这一领域发挥了非常重要的作用。太阳是地球上能源的主要来源，太阳照射着地球的每一片土地。因此通信基站远供电源与太阳能混合供电系统具有良好的可推广性。

本发明采取的技术方案为：

通信基站远供电源与太阳能混合供电系统，包括直流远供单元、远供电源DC/DC单元、基站直流负载，所述直流远供单元通过光纤将高压直流电输送给通信基站的远供电源DC/DC单元；所述远供电源DC/DC单元的输出与基站直流负载连接；其特征在于，还包括远供电源DC/AC单元、基站交流负载、太阳能电池板、太阳能DC/DC升降压单元、太阳能DC/AC单元；所述直流远供单元通过光纤并经过远供电源DC/AC单元将电能供给基站交流负载；所述太阳能电池板所发电能通过太阳能DC/DC升降压单元输送到直流母线上。

优选为：还包括太阳能DC/AC单元，所述太阳能DC/AC单元将太阳能电池板输出的高于基站直流负载所需的电能，逆变为交流电给基站交流负载；所述交流负载包括排风扇、照明灯。

优选为：还包括钛酸锂电池单元，所述钛酸锂电池的输入端分别与远端电源DC/DC单元以及太阳能DC/DC升降压单元的输出端连接。

优选为：所述钛酸锂电池单元包括钛酸锂电池双向控制器和钛酸锂电池，通过钛酸锂电池双向控制器将太阳能电池板输出的高于基站直流负载所需的电能存储在钛酸锂电池，作为备用容量给直流负载供电。

优选为：所述远端电源DC/DC单元输出电压为48V。

优选为：所述钛酸锂电池双向控制器包括两个串联的NPN三极管，其中第一NPN三极管的发射极与第二NPN三极管的集电极连接；第一NPN三极管的集电极与钛酸锂电池的正极连接；钛酸锂电池的负极与第二NPN三极管的发射极连接；所述第一NPN三极管的发射极输出端连接一电感一端，电感的另一端作为直流母线并通过一电容滤波；所述第一、二NPN三极管的集电极与发射极之间连接一反向二极管。

优选为：所述远供电源DC/AC单元将高压直流电逆变为设定的交流220V给基站交流负载供电；所述直流远供单元输出为240V-380V的高压直流电。

优选为：所述太阳能DC/DC升降压单元实现升降压控制，当太阳能电池板的输出电压高于直流母线电压48V时采用降压模式，低于直流母线电压48V时采用升压模式。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

直流远供电源和太阳能混合供电，保证偏远地区基站正常工作，降低通信基站运行维护成本，提高综合收益；光照充足时，系统将多余的太阳能发电用于交流负载(如排风扇、照明)，可不需要蓄电池，系统成本。

本发明需要蓄电池储存能量以进一步保证通信基站不间断供电时，选用很小容量的钛酸锂电池，存储光照充足时多余的太阳能发电，钛酸锂电池适用于频繁充放电。

太阳能DC/DC升降压控制器，实现升降压控制，当太阳能电池板的输出电压高于设定的48V时采用降压模式，低于48V时采用升压模式，有效充分地利用太阳能。

附图说明

图1是本发明中直流远供电源与太阳能混合供电系统结构示意图；

图2是本发明中直流远供电源与太阳能混合供电系统使用蓄电池单元时的系统结构示意图；

图3是本发明采用现有技术钛酸锂电池双向控制器结构示意图；

图4是本发明中太阳能电池板输出的电能与基站直流负载所需电能曲线图。

附图中，各标号所代表的部件：1、直流远供单元，2、远供电源DC/DC单元，3、远供电源DC/AC单元，4、基站直流负载，5、基站交流负载，6、太阳能电池板，7、太阳能DC/DC升降压单元，8、太阳能DC/AC单元，9、光纤，10、直流母线，11、钛酸锂电池，12、钛酸锂电池双向控制器，13、钛酸锂电池单元。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

下面结合附图对本发明做进一步的介绍。

图1为直流远供电源与太阳能混合供电系统结构示意图，主要包括直流远供单元1、远供电源DC/DC单元2、远供电源DC/AC单元3、基站直流负载4、基站交流负载5、太阳能电池板6、太阳能DC/DC升降压单元7、太阳能DC/AC单元8、光纤9、直流母线10。

所述直流远供单元1通过光纤9将240V-380V的高压直流电输送给远端通信基站后分为两路，一路连接置于通信基站的远供电源DC/DC单元2，远供电源DC/DC单元2将高压直流电降压为设定的48V输送到通信基站直流母线上给基站直流负载4供电；另一路连接置于通信基站的远供电源DC/AC单元3，远供电源DC/AC单元3将高压直流电逆变为设定的交流220V给基站交流负载5供电。

所述太阳能DC/DC升降压单元7实现升降压控制，当太阳能电池板6的输出电压高于直流母线10电压48V时采用降压模式，低于直流母线10电压48V时采用升压模式，有效充分地利用太阳能。

所述太阳能DC/DC升降压单元7的输出分为两路，一路连接直流母线10给基站直流负载4供电；另外一路连接太阳能DC/AC单元8，当太阳能电池板6输出的电能高于基站直流负载4所需电能时，如图4中的H部分，太阳能DC/DC升降压单元7通过太阳能DC/AC单元8将H部分的48V直流电逆变为220V交流电给基站交流负载5中的排风扇、照明等小功率负载供电，可以不配置蓄电池，减少系统成本。

本发明所述的直流远供电源与太阳能混合供电系统可配置蓄电池单元，以进一步保证市电断电且无太阳能发电时通信基站负载不间断供电。本发明蓄电池采用小容量的钛酸锂蓄电池，钛酸锂蓄电池安全性好，不会在充放电过程中发生结构的变化，具有非常优越的循环性能，可以快速充放电，而且工作温度范围宽-30℃-60℃，非常适合在通信基站适用。本发明所述的钛酸锂蓄电池13包括钛酸锂电池11、钛酸锂电池双向控制器12，所述钛酸锂电池双向控制器包括两个串联的NPN三极管，其中第一NPN三极管的发射极与第二NPN三极管的集电极连接；第一NPN三极管的集电极与钛酸锂电池的正极连接；钛酸锂电池的负极与第二NPN三极管的发射极连接；所述第一NPN三极管的发射极输出端连接一电感一端，电感的另一端作为直流母线并通过一电容滤波；所述第一、二NPN三极管的集电极与发射极之间连接一反向二极管。如图2所示。所述钛酸锂电池双向控制器12为双向DC/DC变换器，如图3所示。当太阳能电池板6输出的电能高于基站直流负载4所需电能时，如图4中的H部分，太阳能DC/DC升降压单元7通过太阳能钛酸锂电池双向控制器12将H部分的电能存储在钛酸锂电池11。由于这种情况需要频繁快速的充电，所以钛酸锂电池非常适用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。