一种预装式通信用智能网型供配电系统的制作方法

1.本实用新型涉及供配电系统的技术领域，主要涉及一种预装式通信用智能网型供配电系统。


背景技术：

2.目前，通信机房以及数据中心的用电增容扩容，多采用建筑电气设计预留空间或备用变压器实现供配电系统升级。但随5g基础通信设施、汇聚节点、边缘计算与数据中心建设的发展，应急数据通信设备供配电部署、或通信设施快速部署的场景所需的供配电系统，采用传统方式越来越难以满足新的需求。
3.5g通讯所需供配电设施，随计算能力的提高和通信速率的飞速增长，一方面5g通讯所需供配电设施的站址的总功率容量较2g通讯至4g通讯的供配电设施有数倍的大幅度提高，另一方面如电动汽车、分布式能源、分布式储能发展所需的计算节点能力下沉至边缘层，是技术发展趋势，分布式计算、边缘计算都对现有以大型数据中心为计算骨干节点的结构产生变革型挑战，随之而来的就是计算能力所需的供配电系统的变革，边缘计算数据中心的设置，不同于传统大型数据中心，其分布位置所在供电线路电压等级均不同，针对不同电压等级的电压接入点、不同位置的电压接入点、不同负载容量与电压等级的需求，新型供配电系统的模块化、标准化、快速化、预装化已经成为发展的新需求。
4.同时，原有数据中心或边缘计算通信机房的供配电扩容与投资经济回报率的整体趋势，是压缩供配电系统占建筑物总面积比例，快速提高服务器机架的密度与总面积；一方面实现快速响应客户服务器需求，一方面需要降低运行维护成本与减少一次性电力接入与供配投资、避免重复建设，另一方面通过光伏等分布式能源和分布式储能，因地制宜地构建供配电微型电网，实现清洁能源接入、供配电系统之间的互济与能源互联，提高供配电系统单元的可联络性、单元可靠性、实现更高的投资回报率、服务速度和供配电系统级可靠性。为此，如何快速、可靠、标准化、可复用、可扩展、可互济地实现供配电系统的快速部署，已成为解决当前问题的重要因素。
5.在电力系统与工商业供电、储能领域，通用的预装式供配电设施、储能集装箱等已有一定的发展与应用，现有技术存在下述问题：
6.(1)各个通信用智能网型供配电系统的位置分布广及供配电线路电压等级不同，若需要搭建两个通信用智能网型供配电系统之间的电路连接，则需要耗费时间来转换电压及布线；
7.(2)各个通信用智能网型供配电系统之间的电压接入点、负载容量与电压等级的接入能力受到当前通信用智能网型供配电系统所存有的布线线材的限制，难以实现负载容量与电压等级的接入能力的提高。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种预装式通信用智能网型供配电系统，在各个通信
用智能网型供配电系统的位置分布广及供配电线路电压等级不同的情况下，能够解决各个通信用智能网型供配电系统之间的快速引入与设置的问题，并提高各个通信用智能网型供配电系统针对不同电压等级的电压接入点、不同位置的电压接入点、不同负载容量与电压等级的接入能力、供配电能力。
9.为此，提供一种预装式通信用智能网型供配电系统,包括：
10.交流输入线，其用于传输交流电压，所述交流输入线可流过第一设定范围内的初始电压、第二设定范围内的初始电压；
11.变压电路，其与所述交流输入线连接，用于接收交流输入线所传输的不同等级的初始电压并将初始电压转换为不同等级的输出电压；
12.配电电路，其与所述变压电路电连接，用于将输出电压传输至外部负载；
13.多个功能仓，各个功能仓间隔设置在同一机房中；
14.直流母线，其与所述配电电路连接，用于传输直流电压；
15.所述配电电路将输出电压转换为直流输出电压和交流输出电压；
16.联络组网电路，其包括至少一个无极性低压直流接触器dcj1、低压直流双向计量多功能表、直流联络端口，所述直流联络端口一端经无极性低压直流接触器dcj1、低压直流双向计量多功能表后与直流母线连接，另一端与其他供配电系统中联络组网电路的直流联络端口或其他直流双向电源连接来传输直流电压；
17.所述变压电路、联络组网电路、配电电路分别嵌入不同的功能仓中。
18.进一步地，所述变压电路包括分别嵌入不同功能仓的中压电路、变压器电路、低压电路，
19.所述中压电路，其用于接收所述交流输入线在第一设定范围内的初始电压，并经所述变压器电路转换成不同电压等级的交流输出电压来传输至配电电路；
20.所述低压电路，其包括双向端口lp及多个低压开关，各个低压开关的输入端在所述交流输入线处汇流，流入低压开关中的初始电压经双向计量多功能表流入双向端口lp后输出至配电电路，双向端口lp可与外部供电设备所提供的交流电压并传输至配电电路。
21.进一步地，还包括嵌入功能仓中的电压转换电路，所述电压转换电路中包括有交流-直流变换器，交流-直流变换器的直流侧与所述直流母线连接，其交流侧与所述低压电路的双向端口lp连接来将所述第二设定范围内的初始电压转换为交流输出电压并输出至配电电路。
22.进一步地，还包括直流充电电路，其输入端与外部供电设备连接来接收直流电压，接收到的直流电压经单向直流-直流变换器、单向计量多功能表后流向直流充电电路的输出端，输出端与所述直流母线连接来传输直流电压。
23.进一步地，所述外部供电设备可为太阳能光伏发电系统、柴油机或市电中的任意一种。
24.进一步地，所述太阳能光伏发电系统的光伏端口sp与所述直流充电电路的输入端连接供直流电压。
25.进一步地，所述柴油机与所述低压电路的双向端口lp连接供交流电压，所述市电与所述低压电路的双向端口lp与市电连接供交流电压，供给的交流电压与第二设定范围内的初始电压的数值相等。
26.进一步地，所述中压电路包括至少一个配电端口mvk和一个中压开关，所述第一设定范围内的初始电压依次经配电端口mvk、中压开关后传输至所述变压器电路来转换成交流输出电压。
27.进一步地，所述中压开关的输出端经双向计量多功能表连接至所述变压器电路内的干式变压器，干式变压器将第一设定范围内的初始电压转换为交流输出电压并经配电电路输出。
28.进一步地，所述配电电路包括至少两个双向的直流-直流变换器和两个单向的直流-交流变换器，各个直流-直流变换器的任一侧直流侧分别并联至所述直流母线，另一侧与外部直流负载dcl连接馈电，各个直流-交流变换器中的直流侧分别并联至所述直流母线，另一侧与外部交流负载acl连接馈电。
29.本实用新型所提供一种预装式通信用智能网型供配电系统，通过在同一机房或系统中集成变压电路、联络组网电路、配电电路，变压电路能够转换电压值，联络组网电路可用于与另一个所述供配电系统的联络组网电路通讯并传输直流电压，进而实现不同的通信用智能网型供配电系统之间能够实现通讯连接及直流电压的传输，同时即使各个通信用智能网型供配电系统的供电线路的电压等级不同也能通过变压电路、联络组网电路、配电电路中的任意一种或多种的配合来快速转换成匹配的电压，以此解决了不同的通信用智能网型供配电系统之间的供配电引入及设置的问题，提高各个通信用智能网型供配电系统之间在不同电压等级的电压接入点、不同位置的电压接入点、不同负载容量与电压等级的接入能力、供配电能力。
30.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
31.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
32.图1为本实用新型的预装式通信用智能网型供配电系统的连接结构示意图；
33.图2为本实用新型的预装式通信用智能网型供配电系统的整体结构示意图
34.图3为本实用新型的各个预装式通信用智能网型供配电系统的连接结构示意图。
35.附图标记：1-中压电路；2-变压器电路；3-低压电路；4-电压转换电路；5-直流充电电路； 6-联络组网电路；7-配电电路。
具体实施方式
36.结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。
37.见图1及图2，本实施例的预装式通信用智能网型供配电系统，包括交流输入线，其用于传输交流电压，并包括第一设定范围内的初始电压、第二设定范围内的初始电压；
38.变压电路，其与所述交流输入线取电，用于接收交流输入线所传输的不同等级的初始电压并将初始电压转换为不同等级输出电压输出至交流母线；
39.直流母线，从外部取直流电压，并供给所述配电电路7；
40.配电电路7，用于将交流母线的电压转换为直流输出电压和交流输出电压传输至外部负载，以及用于将直流母线的电压转换为直流输出电压和交流输出电压传输至外部负载；
41.见图3，多个功能仓，各个功能仓间隔设置在同一机房中；
42.联络组网电路6，其包括至少一个无极性低压直流接触器dcj1、低压直流双向计量多功能表、直流联络端口，所述直流联络端口的一端经无极性低压直流接触器dcj1、低压直流双向计量多功能表后与直流母线连接，另一端与其他供配电系统中联络组网电路6的直流联络端口或其他直流双向电源连接来传输直流电压；
43.所述变压电路、联络组网电路6、配电电路7分别嵌入不同的功能仓中。本实施例通过在同一集装箱、机房、数据中心或系统中集成变压电路、联络组网电路、配电电路，变压电路能够转换电压值，联络组网电路可用于与另一个所述供配电系统的联络组网电路通讯并传输直流电压，进而实现不同的通信用智能网型供配电系统之间能够实现通讯连接及直流电压的传输，同时即使各个通信用智能网型供配电系统的供电线路的电压等级不同也能通过变压电路、联络组网电路、配电电路中的任意一种或多种的配合来快速转换成匹配的电压，以此解决了不同的通信用智能网型供配电系统之间的供配电引入及设置的问题，提高各个通信用智能网型供配电系统之间在不同电压等级的电压接入点、不同位置的电压接入点、不同负载容量与电压等级的接入能力、供配电能力。
44.进一步地，所述变压电路包括分别嵌入不同功能仓的中压电路1、变压器电路2、低压电路3，
45.所述中压电路1，其用于接收所述交流输入线在第一设定范围内的初始电压，并经所述变压器电路2转换成不同电压等级的交流输出电压来传输至配电电路7；
46.所述低压电路3，其包括多个双向端口lp及多个低压开关，各个低压开关的输入端共同在所述交流输入线处取电，每个低压开关的输出端各经一个双向计量多功能表流入一个双向端口lp后输出至交流母线，双向端口lp具有插拔口来从外部供电设备获取交流电压传输至交流母线。
47.进一步地，还包括嵌入功能仓中的电压转换电路4，所述电压转换电路4中包括有交流
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直流(ac/dc)变换器，交流-直流(ac/dc)变换器的直流侧与所述直流母线连接，其交流侧与所述低压电路3的双向端口lp连接来将所述第二设定范围内的初始电压转换为直流输出电压并输出至配电电路7。
48.进一步地，还包括直流充电电路5，包括单向直流-直流(dc/dc)变换器、单向计量多功能表，直流充电电路5的输入端与外部直流供电设备连接来接收直流电压，接收到的直流电压经单向直流-直流(dc/dc)变换器、单向计量多功能表后流向直流充电电路5的输出端，输出端与所述直流母线连接来传输直流电压。
49.进一步地，所述外部供电设备可为柴油机或市电中的任意一种。所述外部直流供电设备是太阳能光伏发电系统。
50.进一步地，所述太阳能光伏发电系统的光伏端口sp与所述直流充电电路5的输入端连接供直流电压。
51.进一步地，所述柴油机和/或市电可以与所述双向端口lp的插拔口连接供交流电
压，供给的交流电压与第二设定范围内的初始电压的数值相等。
52.进一步地，所述中压电路1包括至少一个配电端口mvk和一个中压开关，所述第一设定范围内的初始电压依次经配电端口mvk、中压开关后传输至所述变压器电路2来转换成交流输出电压。
53.进一步地，所述中压开关的输出端经双向计量多功能表连接至所述变压器电路2内的干式变压器，干式变压器将第一设定范围内的初始电压转换为交流输出电压并经配电电路7输出。
54.还包括有控制器，其分别与所述联络开关、低压开关、中压开关电连接。
55.进一步地，所述配电电路7包括至少两个双向的直流-直流(dc/dc)变换器和两个单向的直流-交流(dc/ac)变换器，各个直流-直流(dc/dc)变换器的任一侧直流侧并联后从所述直流母线取电，每个直流-直流(dc/dc)变换器的另一侧分别与外部直流负载dcl连接馈电，各个直流
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交流(dc/ac)变换器中的直流侧并联后从所述直流母线取电，每个直流-交流(dc/ac)变换器的另一侧分别与外部交流负载acl连接馈电。配电电路7通过设置多个变换器是为了增加多个输出端口，方便与后续的负载连接。
56.具体连接方法如下：
57.中压电路1包括1至2组电操作的中压配电开关装置mvk1和mvk2，第一组中压配电开关 mvk1进线、第二组中压配电开关mvk2进线分别与供配电系统的中压配电端口1和端口2相连，出线分别与变压电路中的干式变压器t1和t2中压侧相连，中压侧电能计量装置均为双向计量，中压配电端口1和端口2的受电电压范围为6kv至35kv(第一设定电压)，且两组中压配电开关可接入不同电压等级电压。
58.变压电路包含1至2台干式变压器，中压侧电压等级分别与中压配电端口1和端口2对应，低压侧电压等级均为400v，且低压侧电能计量装置均为双向计量。
59.低压电路3包括3组低压开关lvk1、lvk2、lvk3和交流母线，3组低压开关在交流母线处汇流，交流母线额定电压400v(第二设定电压)、所支持电流不大于5000a，lvk3处安装有双向计量的电能计量装置并与低压双向端口lp连接。低压双向端口lp，其特征是，可接入与低压电路的交流母线并联运行的额定交流400v柴油机或市电。
60.电压转换电路4包括双向电能流向的、高功率密度、高效率、隔离型电力电子变换器ac/dc 变换单元，ac/dc变换器可由多个并联的ac/dc变换单元构成，且全部变换单元交流侧与低压电路的交流母线并联、直流侧与额定600v直流母线相连，直流侧电压范围为300v至1500v。
61.配电电路7分别由至少2组带有储能电池的双向dc/dc变换单元和至少2组带有储能电池的单向dc/ac变换单元组成，全部变换单元的直流侧与直流母线相并连；dc/dc变换单元的直流负载侧电压可以相同电压并联运行，并联运行电压范围为48v至400v，也可以不同电压不并联运行、并馈电给相应电压等级的直流负载dcl；dc/ac变换单元可以相同电压并联运行，并联运行电压范围为110v至690v，也可以不同电压不并联运行，并馈电给相应电压等级的交流负载acl。
62.联络组网电路6由至少1组无极性低压直流接触器dcj1和低压直流双向计量多功能表计购成，联络开关一端与直流联络端口连接，另一端与直流母线连接，直流联络端口外接另外一套预装式通信用供配电系统或其他直流双向电源。
63.自适应充电电路由至少1组带有储能电池的组成，输入端与光伏端口sp相连，电压范围为150v至1500v，输出端与直流母线相连。
64.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。