一种独立的通信基站风光能源供电系统的制作方法

文档序号:9753979阅读:528来源:国知局
一种独立的通信基站风光能源供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种不用市电由风光设备单独提供能源的通信基站供电系统,属于通信新能源领域。
【背景技术】
[0002]风光供电做为新兴可再生清洁能源,为移动通信基站的建设增加了一个新的电力选择,正在逐步得到广泛应用。但由于风光能源不能连续地给负载供电,而通信基站需要24小时不间断连续供电,在没有风光能源时需要蓄电池给负载供电,如何解决通信基站蓄电池的反复循环可逆充放电,延长蓄电池的使用寿命,保证基站供电不中断,就成了独立风光互补通信基站供电系统应用的瓶颈。
[0003]目前风光能源采用的充放电蓄电池一般为单独的铅酸胶体蓄电池或单独的磷酸铁锂蓄电池。采用铅酸胶体蓄电池的风光能源系统虽然电池造价适宜,但由于充放电循环次数寿命只有300次左右,蓄电池在独立供电系统中多次循环充放电,使用寿命只有一年左右,而蓄电池的失效对风光互补独立通信基站的供电影响是致命的,严重可能导致通信基站供电系统的瘫痪,采用磷酸铁锂蓄电池的风光能源系统具有良好的充放电循环寿命可达200次以上,且可逆性能好,适于独立风光能源通信基站使用,且使用寿命可达7年以上,但由于其昂贵的造价,单独配置磷酸铁锂蓄电池风光能源系统在经济上用户不易接受。如何找到一种既经济适用又具有耐久的使用寿命的蓄电池系统成了风光能源通信基站供电系统的应用的当务之急。

【发明内容】

[0004]本发明的目的是通过对磷酸铁锂电池和铅酸胶体电池及可选应急能源的组合来实现一种适用的通信基站风光能源独立供电系统。
[0005]磷酸铁锂蓄电池和铅酸胶体蓄电池由于其电气参数和充放电特性的不同,通常是不能同时混合适用的。
[0006]本发明是通过对磷酸铁锂组件电池和铅酸胶体组件电池及应急能源(可选用),按不同的充放电电压区间进行组合,磷酸铁锂电池组件充放电压设置为通信基站通信基站负载工作电压的上限区间,铅酸胶体组件电池充放电电压设置为通信基站负载工作电压的中限区间,应急能源在下限区间启动。磷酸铁锂电池组件,铅酸胶体电池组件,应急电源三者之间通过压控不间断切换开关电源来隔开工作状态,三者相互隔离分别作为单独的供电源工作,互不影响。
[0007]当日照或风能为正常状态下,一般占全年的三分之二时间以上,风光所提供的能源基本可满足通信基站供电要求,只在局部时间需要蓄电池供电,这时由磷酸铁锂电池在通信负载上限电压区间供电,一般充放电均在允许区间内发生。磷酸铁锂电池组件选择只要按补充用量设计,投入成本较小,且可反复进行可逆循环。当日照或风能为局部阴雨天有风或无风晴天或短时间阴雨无风天时,风光能源供电不足,磷酸铁锂电池放电过多低于放电电压下限值时,不间断切换开关自动启动转移到铅酸胶体电池供电状态,由于铅酸胶体电池容量较大,因而可持续放电时间较长,且由于该种天气全年不多,因而启动次数较少,其循环充电寿命得到保证。当出现极端连续阴雨无风天气时,铅酸胶体电池放电过多低于其放电下限值时,应急能源自动启动,应急能源一般全年基本不启动,这样就可保证通信基站独立风光能源系统造价适中,使用寿命长且不间断对负载供电。
[0008]其工作过程是这样实现的,在正常日照或风力情况下,太阳能和风能在一个稳定电压下给负载供电,多余的电给磷酸铁锂电池组充电,铅酸或胶体电池组,应急能源为切断状态,这个电压略低于磷酸铁锂充电电压上限,当发电过满达到充电电压上限时通过过充卸荷方式设定过充保护,当太阳能和风能供电不足时,由磷酸铁锂电池补充给电,正常情况下,其电压值稳定在放电电压的下限值以上,不需充分放电。如遇阴雨天有风或晴天无风或短时间阴雨天,则当磷酸铁锂电池放电电压降到下限值以下时,不间断切换开关自动切换到铅酸或胶体蓄电池工作状态,该值低于铅酸或胶体蓄电池的充电电压上限,这时不足供电部分由铅酸或胶体蓄电池给电。当阳光或风力充足时。太阳能或风能给负载供电多余的电即给铅酸或胶体蓄电池供电,直到蓄电池充电电压达到上限值再自动切换到磷酸铁锂蓄电池工作状态。当出现极端连续无风阴雨天时,铅酸或胶体蓄电池放电电压降到设定下限值时,不间断切换开关自动切换到应急能源工作状态,当风能和太阳能充足以后,供电电压上升到某一设定值时应急能源停止工作,又自动切回到铅酸或胶体蓄电池工作状态。
[0009]采用本发明所构成的独立风光能源通信基站供电系统,由于大部分时间是用磷酸铁锂电池组件做蓄电电源,解决了基站连续充电对蓄电池反复可逆循环充放电的要求,同时由于在阴雨天气下使用的是铅酸式胶体蓄电池组件,大大降低了系统成本,因而具有良好的可逆循环性和适宜的成本,保证了基站连续供电不中断。
【具体实施方式】
[0010]以通信基站总功率为1KW,电压为54V,电流为18.5A为例,如果当地正常日照时间为300天,风力平均为三级(4?6米/秒),负载每天耗电量为24KWh,考虑发电系数为1.2,选用太阳能发电组件功率为4.5KW,正常日照下日发电为24KWh,选用风能发电机功率为2KW,正常风力下日发电为5KWh,在正常日照和风力下,发电工作由风光和磷酸铁锂电池完成,一年大约时间为300天,扣除不需可逆循环放电天数100天,实际循环充放电天数为200天,按电池寿命充放电循环200次计,电池可使用寿命为10年。铅酸或胶体蓄电池的使用时间一年约为60天,扣除不需循环充放电天数30天,实际循环充放电天数为30天,按电池循环充放电寿命300次计,使用寿命也可达10年,而应急能源一般基本不用,只是极端天气下自动启动。一般备足15天的发电容量即可。
【主权项】
1.一种独立的通信基站风光能源供电系统,其特征在于系统利用磷酸铁锂电池与铅酸胶体电池、应急能源(可选)的工作电压差借助自动不间断切换开关实现集中供电状态的转变,每种状态相互隔离,互不影响,从而在低成本下保证了系统的长期循环充放电,大大延长了无市电独立基站风光能源的蓄电池组件使用寿命。2.根据权利要求1所述的独立通信基站风光能源供电系统,其特征在于:磷酸铁锂电池组件配置的充放电电压为基站负载的允许上限电压,铅酸或胶体电池组件配置的充放电电压为基站负载的允许中限电压,应急能源(可选)的启动关闭工作电压为基站负载的允许下限电压。3.根据权利要求1所述的独立通信基站风光能源供电系统,其特征在于:风光能源供电系统可以是单独的光能,单独的风能,也可以是风、光结合或者风光应急能源一体化系统,其中应急能源为最后启动电源。4.根据权利要求1所述的独立通信基站风光能源供电系统,其特征在于:根据供电电压的不同,对通信负载的供电顺序依次为:风光能源,磷酸铁锂电池组件,铅酸或胶体电池组件,应急电源(可选)。5.根据权利要求1所述的独立通信基站风光能源供电系统,其特征在于:供电电源发生转变时和调节供电系统参数时,供电能源保持连续不间断对通信负载供电。
【专利摘要】本发明公布了一种独立的通信基站风光能源供电系统,属于通信新能源领域。发明采用一种不间断自动切换开关,利用工作电压差从高到低依次实现磷酸铁锂电池,铅酸或胶体电池,应急能源(可选)供电的自动切换,每种供电方式相互隔离,互不影响;本发明使用少量组数磷酸铁锂电池,铅酸式胶体电池作为后备电池使用较少,应急能源(可选)一般不用,大大降低了独立供电系统的成本,且具有耐久的可逆循环,性能稳定,在连续阴雨无风天可保持基站不断电,免维护,可广泛用于不易接市电的边远山区通信基站。
【IPC分类】H02S10/12, H02S10/20, H02J9/06
【公开号】CN105515498
【申请号】CN201410488852
【发明人】郭灿杰
【申请人】郭灿杰
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2014年9月23日
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