[发明专利]一种风光市电互补通讯基站供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种风光市电互补通讯基站供电系统，特别涉及一种为移动通讯 基站供电的分布式供电系统，属于新能源应用领域。

背景技术

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。随着节能减排力度的逐渐加大，通讯基站的节 能减排也日益受到人们的重视。

为了在边远地区实现无线通讯的覆盖，大多采用风光互补独立供电系统向 通讯设备提供电力。这种供电方式存在许多问题，因为风能和太阳能都是非常 不稳定的，为了提高供电可靠性，就需要加大风力发电设备和太阳能电池的额 定容量，同时还要增加蓄电池的容量。即使这样，在极端情况下，例如长时间 阴天无风条件下，仍然无法保证供电的稳定与可靠。

为了更好地实现通讯基站节能减排指标，同时保证系统可靠稳定的运行， 提出了风光市电互补供电系统。这样可以充分利用通讯基站现有设备实现清洁 能源的高效利用，同时由于市电能够可靠地避免因气象条件引起的供电不足的 问题，无论是风力发电系统、太阳能发电系统，还是蓄电的容量均可以大幅度 降低。但是风、光、市电互补发电系统存在一个优先利用的问题，在实际应用 当中，需要优先利用清洁能源，只有当清洁能源不足以供给的时候市电需要自 动补充，实现一种自适应供电。这种自适应控制必须在低成本条件下实现，而 且风光市电互补系统必须安装施工便利，不需要特别的维护工作。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的问题，提出了一种风光市电互补通讯基站供 电系统。主要目的就是在风光条件较好时利用风力发电机和太阳能电池向通信 负载供电，一旦风力发电和太阳能发电所输出的电能无法满足通信负载要求时， 通过电网向负载提供不足的电能部分。其中风能和太阳能作为优先供电能源， 风光和市电互补控制需要自适应调节，并且要平滑过渡。

本发明的目的是这样实现的：

本发明由市电、油机、交流配电、开关电源、开关电源控制器、开关电源 检测电流传感器、风光互补输出电流传感器、蓄电池、直流配电、交流负载、 通讯负载、太阳能电池、风力发电机、风光互补控制器、蓄电池电流传感器、 蓄电池温度传感器、负载电流传感器组成。市电和油机通过互锁的转换器与交 流配电装置相连接，交流负载由交流配电装置提供电能，交流配电装置的其中 一路与开关电源相连接，开关电源输出端连接到直流母线上，直流母线分别与 直流配电装置和蓄电池相连接，直流配电装置向通讯负载供电，风力发电机和 太阳能电池通过风光互补控制器将电能输出到直流母线，开关电源检测电流传 感器信号与开关电源控制器相连接，风光互补输出电流传感器与风光互补控制 器相连接，另外蓄电池电流传感器、蓄电池温度传感器、负载电流传感器分别 与开关电源控制器和风光互补控制器相连接。

所述风光互补控制器由太阳能电池变换器、全数字控制器、通讯接口、键 盘显示器、制动模块、整流模块、泄荷模块、风力发电变换器组成。太阳能电 池与太阳能电池变换器相连，风力发电机通过整流模块整流后与风力发电变换 器相连，太阳能电池变换器和风力发电变换器的输出并联后与直流母线相连接， 制动模块并联在风力发电机和整流模块之间，泄荷模块并联在整流模块和风力 发电变换器之间，全数字控制器输出控制接口分别与太阳能电池变换器、制动 模块、泄荷模块、风力发电变换器连接，通讯接口、键盘显示器分别与全数字 控制器连接，全数字控制器还接收分别来自风光互补输出电流传感器、蓄电池 电流传感器、蓄电池温度传感器、负载电流传感器的信号。

所述全数字控制器中控制模块由蓄电池模型、给定加法器、误差减法器、 复合调节器组成。蓄电池电压U_batt和蓄电池温度T_batt为蓄电池模型的输入信号， 蓄电池模型的输出信号为蓄电池给定电流I_{batt_ref}，负载电流I_L和蓄电池给定电流 I_{batt_ref}经过给定加法器得到给定电流I_ref，给定电流I_ref通过误差减法器减去风光 互补输出电流I_WP后得到误差信号err_I输入给复合调节器，并得到控制变量D，控 制变量D输入给太阳能变换器和风力发电变换器得到调节后的风光互补输出电 流I_WP。