专利名称：风光互补通信电源系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电源设备技术领域，具体涉及一种风光互补通信电源系统。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，人们对即时通信的需求也迅速膨胀起来。虽然近几年 移动通信行业的建设力度不断加大，似乎仍然无法满足国民对此的强烈需求。先是要有信 号打电话，到信号质量要好，覆盖率要多少多少，再到价格要如何如何低等等。伴随着国家 提出的"建设社会主义新农村"的政治要求，中国电信、中国移动和中国联通也先后提出了 "村村通工程"等网络建设计划。随着移动通信建设的不断展开和深入，业主的协调和稳定 的电力供应已经逐渐上升为移动通信建设中的主要课题。传统的设备电力均采用就近的市 电或农电，甚至各小电站的电力，有以下几个问题 1)部分电力沿线的业主协调相对较困难或时间较长或成本较高，有的甚至无法协 调，阻碍了工程建设； 2)部分地区电力部门协调较麻烦，有的时间比较长，耽误了工期； 3)部分农电不稳定，电压变化幅度比较大，通信设备损耗比较严重，甚至烧坏设
备，有的地方还经常停电，导致该地区经常接到投诉； 4)部分地区建设部门交电费都是一件麻烦事，有的甚至要安排一名综合员专门负 责此类事务。 为克服上述电力供应中存在的问题。近几年陆续提出并实现了太阳能供电的方 式，为移动通信的建设增加了一个新的电力选择。通过对太阳能电池板和蓄电池组的有效 组合，达到对某一类型设备的供电需求。这种站点一般采用直流设备，电力来源可靠稳定， 所以设备极少需要维护，大大延长了设备寿命，而且建设周期短，减少了协调电力部门和沿 线业主的环节， 一般在3天左右即可完成建设开通，十分迅速；这种配置方式曾经一度为各
运营商解决了一系列头疼的问题。但在使用中存在以下问题难以克服 1)抗大风能力较差，由于太阳能板面积较大，所以在遇到大风尤其是沿海地区的
大风，特别容易遭到破坏； 2)抵抗连续阴雨天的能力相对较差，尤其在广东省等地区，春季连续阴雨天有的 可以达到7、8天，甚至10天，使得部分站点在这个季节频频出现断电的情况，而增加太阳能 配置的话，不但成本较高，而且不能从根本上解决问题。 针对太阳能站点所出现的问题，各技术部门的工程师们不断寻求新的、更好的解 决办法。根据气候特点，有风有雨的时候一般没有什么阳光，如春季和冬季以及阴雨天；有 太阳的时候，风一般不会很大；白天有阳光，夜晚风比较大；于是我们就提出了风光互补发 电的思路。
实用新型内容本实用新型提供了一种充分利用气候特点、以太阳能供电为基础、将风力发电结合互补使用、适用于通信站点供电的风光互补通信电源系统，以克服现有技术中存在的问题。 所述的风光互补通信电源系统，其特征在于由光伏发电单元、风力发电单元构成
风光互补发电单元，光伏发电单元、风力发电单元输出端分别与智能管理核心连接，智能管
理核心上连接设置充放电模块和逆变系统，充放电模块与蓄电池组电路连接，蓄电池组的
输出端分别与逆变系统、直流负载供电连接，逆变系统输出端与交流负载供电连接。 所述的风光互补通信电源系统，其特征在于所述的智能管理核心由MCU模块、LCM
液晶显示模块、键盘配合构成。 所述的风光互补通信电源系统，其特征在于所述的逆变系统包括配合连接的A/D转换器、硬件保护电路、IGBT驱动模块、二极管保护电路、抗干扰滤波器和BOOST电路，IGBT驱动模块分别与硬件保护电路、二极管保护电路控制连接，A/D转换器、硬件保护电路、BOOST电路分别与智能管理核心控制连接。 所述的风光互补通信电源系统，其特征在于所述的充放电模块采用M0SFET充放电模块。 所述的风光互补通信电源系统，其特征在于所述的蓄电池组采用两套独立的铅酸蓄电池组并接，两套铅酸蓄电池组分别与所述的充放电模块、逆变系统、直流负载电路连接。 上述的风光互补通信电源系统构思新颖、结构合理，将太阳能发电、风力发电机和蓄电池有效的组合为通信站点设备提供电力，秉承了太阳能站点所具有的优势，同时由风力发电的持续电力补充，抵抗连续阴雨天的能力明显增强，太阳能电池板可适当减少，蓄电池配置量也可相应减少，从整体上看，在成本不变的情况下，抵御恶劣天气的能力明显增强，能为站点设备提供持续稳定的电源。
图1为本实用新型电路结构方框图；[0019] 图2为本实用新型逆变原理示意图。 图中l-光伏发电单元、2-风力发电单元、3-智能管理核心、4-充放电模块、5-交流负载、6-逆变系统、601-A/D转换器、602-硬件保护电路、603-IGBT驱动模块、604-二极管保护电路、605-抗干扰滤波器、606-B00ST电路、7_直流负载、8_蓄电池组。
具体实施方式现结合说明书附图，详细说明本实用新型的具体实施方式
图1所示为风光互补通信电源系统，由光伏发电单元1、风力发电单元2构成系统的风光互补发电单元，光伏发电单元1采用所需规模的光电板转换太阳光能，风力发电单元利用小型风力发电机转换风能，两个发电单元在能源的采集上互相补充。光伏发电单元1、风力发电单元2输出端分别与智能管理核心3连接，智能管理核心3上连接设置充放电模块4和逆变系统6，充放电模块4与蓄电池组8电路连接，蓄电池组8的输出端分别与逆变系统6、直流负载7供电连接，逆变系统6输出端与交流负载5供电连接。所述的逆变系统6包括配合连接的A/D转换器601、硬件保护电路602、IGBT驱动模块603、二极管保护电
4路604、抗干扰滤波器605和BOOST电路606， IGBT驱动模块603分别与硬件保护电路602、二极管保护电路604控制连接，A/D转换器601、硬件保护电路602、 BOOST电路606分别与智能管理核心3控制连接，逆变系统6的Boost电路606与蓄电池组8输出端连接，Boost电路606将蓄电池组8的输出电压48V升压至360V。所述的蓄电池组8采用两套独立的铅酸蓄电池组并接，两套铅酸蓄电池组分别与所述的充放电模块4、逆变系统6、直流负载7电路连接；由智能管理核心3控制采用双标三阶段充电模式，蓄电池组8采用二套铅酸蓄电池，使得充放电能同时进行，通过智能管理核心3控制既可以对负载放电，同时叉可以在充电条件到达时对备用储能电池组充电，两组蓄电池之间的切换由智能管理核心3实时监测其电压状态决定。所述的充放电模块4采用M0SFET充放电模块，由智能管理核心驱动和控制输出状态，可根据系统设计要求选取不同电压等级的MOSFET来实现系统对蓄电池的充放电；M0SFET充放电模块可选用InternationalRectifier公司的第三代HEXFETs产品，IR系列产品具有开关迅速、开通阻抗低、性价比高等特色。所述的智能管理核心3由MCU模块、LCM液晶显示模块、键盘配合构成，是系统控制与管理的核心，对蓄电池充电、放电、逆变进行统一管理；驱动M0SFET充放电模块实现对蓄电池组8的双标三阶段充电；控制IGBT驱动模块603实现DC/AC逆变、以及系统的实时保护和数据再现与传输等，同时提供风机的磁电限速保护，在风力过功率时，给风机反向磁阻力矩，降低风机转速。所述的MCU模块选用TI公司的MSP430单片机，其丰富的片上资源使得系统的控制和管理都极为方便。上述系统采用全数字控制技术、重复控制原理和P丽整流技术实现电能的变换，将光伏发电单元1和风力发电单元2发出的不稳定交流电力通过智能管理核心3实现最大功率跟踪和对蓄电池组8的智能充放电控制，同时系统采用光电优先、风机智能关闭技术，以减少风机机械磨损及日常维护成本。 上述风光互补通信电源系统采用冗余设计，支持多风机输入(0-5台)及多路光电输入，减少停电可能，提高系统非正常条件下的保障率。 上述风光互补通信电源系统大电流输出输入回路采用固态开关技术，提高系统可靠性。脉冲充电、泄荷，高压尖峰抑制及蓄电池环境温度补偿技术，防止过充电或欠充电状态而造成蓄电池充放电容量过早下降甚至过早报废。采用多级多路防雷措施，将雷电及脉冲尖峰对电源和通信系统的危害降到最低。
权利要求风光互补通信电源系统，其特征在于由光伏发电单元(1)、风力发电单元(2)构成风光互补发电单元，光伏发电单元(1)、风力发电单元(2)输出端分别与智能管理核心(3)连接，智能管理核心(3)上连接设置充放电模块(4)和逆变系统(6)，充放电模块(4)与蓄电池组(8)电路连接，蓄电池组(8)的输出端分别与逆变系统(6)、直流负载(7)供电连接，逆变系统(6)输出端与交流负载(5)供电连接。
2. 如权利要求l所述的风光互补通信电源系统，其特征在于所述的智能管理核心(3) 由MCU模块、LCM液晶显示模块、键盘配合构成。
3. 如权利要求l所述的风光互补通信电源系统，其特征在于所述的逆变系统(6)包括 配合连接的A/D转换器(601)、硬件保护电路(602)、IGBT驱动模块(603) 、二极管保护电路 (604)、抗干扰滤波器(605)和BOOST电路(606)， IGBT驱动模块(603)分别与硬件保护电 路(602)、二极管保护电路(604)控制连接，A/D转换器(601)、硬件保护电路(602) 、 BOOST 电路(606)分别与智能管理核心(3)控制连接。
4. 如权利要求l所述的风光互补通信电源系统，其特征在于所述的充放电模块(4)采 用MOSFET充放电模块。
5. 如权利要求l所述的风光互补通信电源系统，其特征在于所述的蓄电池组(8)采用 两套独立的铅酸蓄电池组并接，两套铅酸蓄电池组分别与所述的充放电模块(4)、逆变系统 (6)、直流负载(7)电路连接。
专利摘要风光互补通信电源系统，属于电源设备技术领域。其特征在于由光伏发电单元、风力发电单元构成风光互补发电单元，光伏发电单元、风力发电单元输出端分别与智能管理核心连接，智能管理核心上连接设置充放电模块和逆变系统，充放电模块与蓄电池组电路连接，蓄电池组的输出端分别与逆变系统、直流负载供电连接，逆变系统输出端与交流负载供电连接。该系统将太阳能发电、风力发电机和蓄电池组有效组合为通信站点设备提供电力，秉承了太阳能站点所具有的优势，同时由风力发电的持续电力补充，抵抗连续阴雨天等恶劣天气的能力明显增强，太阳能电池板可适当减少，蓄电池配置量也可相应减少，在成本不变的情况下，能为站点设备提供持续稳定的电源。
文档编号H02N6/00GK201533263SQ200920198170
公开日2010年7月21日 申请日期2009年10月12日 优先权日2009年10月12日
发明者于鹏, 付颖, 刘庆涛, 宋传铭, 张昊, 张鹏程, 朱振宇, 李天杰, 费东梁, 郭林, 齐迪迪 申请人:浙江八方电信有限公司