电源设备以及基站电源系统的制作方法

本发明涉及电力系统的技术领域，特别是涉及一种电源设备以及基站电源系统。

背景技术：

在一些能量紧缺的地方，例如偏远地区的通信基站、机房等设施，为合理利用能源并提高能量利用率，经常需储能装置，将一段时期内暂时不用的多余能量进行储存，在使用高峰时进行使用。

传统的供电系统中，储能装置一般只用作为备用电源使用，不参与电网的功率调节，且供电效率较低，难以实现长时间的后备供电。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电源设备以及基站电源系统，可以提高供电效率，实现长时间的后备供电。

一种电源设备，包括储能装置、后备电源、非隔离型交流-直流变换器以及直流-直流变换器，所述储能装置通过所述非隔离型交流-直流变换器与交流电网连接，所述储能装置通过所述直流-直流变换器与所述后备电源连接；

其中，所述储能装置通过所述非隔离型交流-直流变换器向所述交流电网充放电，所述储能装置通过所述直流-直流变换器向所述后备电源放电。

上述电源设备，通过非隔离型交流-直流变换器将储能装置连接至交流电网，充放电供电效率较高，且使储能装置可以主动参与交流电网功率的调节，实现削峰填谷的功能。同时通过直流-直流变换器将电能输出给后备电源，能够提高后备电源的容量延长后备供电时间。

在其中一个实施例中，所述储能装置包括梯次利用电池。

在其中一个实施例中，所述直流-直流变换器的数量为多个，所述梯次利用电池的数量为多个；

其中，每个所述梯次利用电池通过一个所述直流-直流变换器并联至所述后备电源。

在其中一个实施例中，所述储能装置还包括：

检测单元，与所述梯次利用电池连接，用于检测所述梯次利用电池的电容量。

在其中一个实施例中，所述梯次利用电池为整块不拆包的梯次利用电池。

在其中一个实施例中，所述直流-直流变换器为隔离型直流-直流变换器。

在其中一个实施例中，所述电源设备还包括隔离型交流-直流变换器，所述后备电源通过所述隔离型交流-直流变换器与所述交流电网连接。

在其中一个实施例中，所述后备电源包括48v的低压电池组。

一种基站电源系统，包括：

交流电网；

基站，与所述交流电网连接；

上述电源设备，通过所述交流电网为所述基站供电。

上述基站电源系统，通过非隔离型交流-直流变换器将储能装置连接至交流电网，充放电供电效率较高，且使储能装置可以主动参与交流电网功率的调节，实现削峰填谷的功能。同时通过直流-直流变换器将电能输出给后备电源，能够提高后备电源的容量延长对基站的后备供电时间。

在其中一个实施例中，所述交流电网为0.4kv交流电网。

附图说明

图1为一个实施例中电源设备的模块示意图；

图2为一个实施例中电源设备的结构示意图；

图3为另一个实施例中电源设备的模块示意图；

图4为一个实施例中电源设备的具体结构示意图；

图5为一个实施例中基站电源系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

图1为一个实施例中电源设备的模块示意图，如图1所示，在一个实施例中，一种电源设备100，包括储能装置120、后备电源140、非隔离型交流-直流(ac/dc)变换器160以及直流-直流(dc/dc)变换器180，储能装置120通过非隔离型交流-直流变换器160与交流电网连接，储能装置120通过直流-直流变换器180与后备电源140连接；其中，储能装置120通过非隔离型交流-直流变换器160向交流电网充放电，储能装置120通过直流-直流变换器180向后备电源140放电。

具体地，在电源设备100中，储能装置120用于存储电能，并将电能传输给后备电源140，以用于在电网供电出现异常时提供后备供电，储能装置120通过非隔离型交流-直流变换器160连接在交流电网上，相比于传统的隔离型交流-直流变换器，非隔离型交流-直流变换器的转化效率较高，可以减少能量损耗。并且，双向的非隔离型交流-直流变换器160还可以使储能装置120对电网进行功率调节，例如在用电负荷高峰时储能装置120通过非隔离型交流-直流变换器160对交流电网进行放电，在用电负荷低谷时储能装置120通过非隔离型交流-直流变换器160进行充电，从而使得交流电网的功率更加平衡，进一步提高供电效率。

储能装置120还通过直流-直流变换器180与后备电源140连接，储能装置120可以将存储的能量通过直流-直流变换器180输出给后备电源140，从而提高了后备电源140的容量，使得后备电源140可以提供更长的后备供电时间，直流-直流变换器180可以为双向直流-直流变换器，实现了储能装置120与后备电源140的互通，从而在储能装置120对交流电网进行功率调节时，后备电源140可以与储能装置120进行容量均衡，改善储能装置120的调节效果，例如在用电负荷高峰储能装置120向交流电网放电时，当储能装置120的容量不足，则后备电源140可以将能量通过直流-直流变换器180传输给储能装置120，从而使储能装置120达到更好的功率调节效果。

进一步地，在一个实施例中，上述直流-直流变换器180为隔离型直流-直流变换器。直流-直流变换器180可以采用隔离型直流-直流变换器，从而可以获得更好的电气性能，抗干扰能力更强，使得储能装置120与后备电源140之间的的互通和容量均衡更加稳定。

上述电源设备100，通过非隔离型交流-直流变换器160将储能装置120连接至交流电网，充放电供电效率较高，且使储能装置120可以主动参与交流电网功率的调节，实现削峰填谷的功能。同时通过直流-直流变换器180将电能输出给后备电源140，能够提高后备电源140的容量延长后备供电时间。

在一个实施例中，上述储能装置120包括梯次利用电池。

具体地，可以应用梯次利用电池作为储能装置120的能量存储装置，梯次利用电池一般可以为电动汽车等设备淘汰的动力电池，此类动力电池的容量小于设定阈值时即会从相应设备上淘汰，例如动力电池的容量小于出厂容量的80％时即为淘汰，尽管已经不能用于电动汽车，这些电池中依然具有很大的可用容量。因此可以将这些梯次利用电池用于电力系统中的储能装置，从而实现更好的资源利用率。

图2为一个实施例中电源设备的结构示意图，如图2所示，在一个实施例中，上述直流-直流变换器180的数量为多个，上述梯次利用电池122的数量为多个；其中，每个梯次利用电池122通过一个直流-直流变换器180并联至后备电源140。

具体地，储能装置120中可以包括多个梯次利用电池122，但由于每块梯次利用电池122的使用情况一般并不相同，因此多块梯次利用电池122之间存在一致性较差的问题。可以设置多个直流-直流变换器180，将每块梯次利用电池122与一个直流-直流变换器180连接作为一个电池组，将多个梯次利用电池组进行并联输出至后备电源140，实现了对不同梯次利用电池122的均衡，解决梯次利用电池122一致性较差的问题，实现了更好的利用效果。

进一步地，在一个实施例中，上述储能装置120还包括：检测单元(图中未标示)，与梯次利用电池122连接，用于检测梯次利用电池122的电容量。在储能装置120中，还可以在每块梯次利用电池122上设置有检测单元，以实时监测梯次利用电池122的电容量，在某个或某些梯次利用电池的电容量低于设定阈值时对其进行淘汰或报废处理，从而防止梯次利用电池122电容量过低，或梯次利用电池122之间容量差异过大的情况，以避免供电效率低下或发生意外情况。

在一个实施例中，上述梯次利用电池122为整块不拆包的梯次利用电池。动力电池的拆包分解技术难度大，需要较大工作量，会令梯次利用电池的使用成本增高。因此在储能装置120中使用的为整块不拆包的梯次利用电池，并可以通过多个直流-直流变换器180对不同梯次利用电池122进行均衡，解决不同的梯次利用电池122一致性较差的问题，还可以设置电容量检测单元，避免单体梯次利用电池122容量过低，从而使得不拆包的梯次利用电池122可以在储能装置120中正常工作。

在一个实施例中，上述后备电源140包括48v的低压电池组。

具体地，后备电源140也可以采用电池作为能量存储装置，具体可以采用48v的低压电池组，例如磷酸铁锂电池等，48v的低压电池在基站电源系统中使用较为普遍，寿命较长，环境适应性较好，适合作为后备电源使用。可以理解的是，后备电源140的具体种类和性能参数可以根据实际使用情况确定，并不限定于本实施例中的48v低压电池组。

图3为另一个实施例中电源设备的模块示意图，如图3所示，在一个实施例中，电源设备200包括储能装置220、后备电源240、非隔离型交流-直流变换器260以及直流-直流变换器280，其可以分别与上述实施例中的相应结构相同，电源设备200还包括隔离型交流-直流变换器270，后备电源240通过隔离型交流-直流变换器270与交流电网连接。

具体地，在电源设备200中，后备电源240还可以通过隔离型交流-直流变换器270直接连接在加交流网上，在需要后备供电时通过隔离型交流-直流变换器270输出电能，而不再通过储能装置220进行输出，基站等用电负荷也可以通过隔离型直流-交流变换器270从交流电网直接取电，实现后备供电，减少了供电环节，以获得更高的供电效率。

图4为另一个实施例中电源设备的具体结构示意图，如图4所示，在一个实施例中，电源系统300包括储能装置320、后备电源340、非隔离型交流-直流变换器360、隔离型交流-直流变换器370以及隔离型直流-直流变换器380，其中储能装置320中包括多个梯次利用电池322，每个梯次利用电池322均为未拆包的整块梯次利用电池，隔离型直流-直流变换器380的数量与梯次利用电池322的数量相同，每块梯次利用电池322与一个隔离型直流-直流变换器380相连接，多块梯次利用电池相互并联，并通过非隔离型交流-直流变换器360与交流电网连接，通过隔离型直流-直流变换器380与后备电源340连接，后备电源340通过隔离型交流-直流变换器370与交流电网连接。

在电源设备300中，将多个梯次利用电池322通过隔离型直流-直流变换器380并联输出，实现了对不同梯次利用电池322的均衡，解决梯次利用电池322一致性较差的问题，梯次利用电池322通过高效率的非隔离型交流-直流变换器360对交流电网进行充放电，实现了对加交流网的功率调节。梯次利用电池322还通过隔离型交流-直流变换器370向后备电源340传输能量，使得后备电源340获得了更大的容量。后备电源340通过隔离型交流-直流变换器370向交流电网放电，实现了基站等用电负荷的后备供电。

图5为一个实施例中基站电源系统的具体结构示意图，如图5所示，在一个实施例中，一种基站电源系统10，包括：交流电网200；基站300，与交流电网200连接；上述电源设备100，通过交流电网200为基站300供电。

具体地，在基站电源系统10中，交流电网200用于实现电源设备100与基站300之间的电力传输，基站300可以为铁塔通信基站，基站300一般设置在较为偏远地区，电源设备100用于储存能量并为基站300提供后备供电。电源设备100中包括储能装置120与后备电源140，储能装置120通过非隔离型交流-直流变换器160与交流电网200连接，还通过直流-直流变换器180与后备电源140连接。储能装置120通过非隔离型交流-直流变换器160向交流电网200充放电，实现对交流电网200进行削峰填谷的功率调节，使得对基站300的供电更加稳定，储能装置120还可以将存储的能量通过直流-直流变换器180输出给后备电源140，从而提高了后备电源140的容量，使得后备电源140能够为基站300提供更长的后备供电时间。

在一个实施例中，上述交流电网200为0.4kv交流电网。0.4kv交流电网即供电系统中常用的380v低压配电网，可以理解的是，交流电网200的规格可以根据供电系统的实际情况确定，可以为220v、380v等低压交流电，也可以为6kv、10kv等高亚交流电网，并不限定于本实施例中的0.4kv交流电网。

上述基站电源系统，通过非隔离型交流-直流变换器将储能装置连接至交流电网，充放电供电效率较高，且使储能装置可以主动参与交流电网功率的调节，实现削峰填谷的功能。同时通过直流-直流变换器将电能输出给后备电源，能够提高后备电源的容量延长对基站的后备供电时间。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。