[发明专利]通信基站用风光柴储独立电源协调控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及直流微网系统技术领域，具体涉及一种通信基站用风光柴储独立电源协调控制系统及方法。

背景技术

随着手机的普及化，对于移动信号的覆盖面要求也越来越广泛，通信基站的建设渐渐由城市中心遍及到偏远地区。一些偏远地区由于地理位置的限制而难以接入市电，通常我们选择利用当地丰富的风光等资源互补发电。由于风光等自然资源的发电量受气候、季节的影响较大，所以还需加入储能装置蓄电池来稳定整个系统。当蓄电池故障或遇到连续阴雨天，风光发电量和蓄电池储存的电量不能满足负载正常运行时，还需准备柴油机作为辅助电源。但是柴油机每次接入或退出发电系统时，直流母线电压都会受到波动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通信基站用风光柴储独立电源协调控制系统及方法，本发明针对风光等自然资源的随机性、间歇性和通信基站负荷变动情况，通过对风光发电单元、储能装置和柴油机之间的协调控制，满足通信基站24小时连续稳定的供电需求。

为解决上述技术问题，本发明公开的一种通信基站用风光柴储独立电源协调控制系统，其特征在于：它包括风力发电机、光伏发电阵列、蓄电池组、柴油发电机组、通信基站负荷、微网监控系统、数字信号处理器、交流负载和可控负载，其中，风力发电机的电能输出端连接第一AC交流/DC直流变流器的交流电源输入端，第一AC/DC变流器的直流电源输出端连接第一DC/DC转换器的输入端，光伏发电阵列的电能输出端连接第二DC/DC转换器的输入端，柴油发电机组的电能输出端连接第二AC/DC变流器的交流电源输入端；

所述第一DC/DC转换器的输出端、第二DC/DC转换器的输出端、蓄电池组的电能输出端、第二AC/DC变流器的直流电源输出端、通信基站负荷的电能输入端和微网监控系统的直流母线电压检测端均接入直流母线；

微网监控系统的风力发电机输出功率测量端连接风力发电机的输出功率测量端，微网监控系统的光伏发电阵列输出功率测量端连接光伏发电阵列的输出功率测量端，微网监控系统的通信基站负载功率测量端连接通信基站负荷的功率测量端，微网监控系统的交流负载功率测量端连接交流负载的功率测量端；

交流负载的交流电源输入端连接DC/AC变流器的交流电源输出端，DC/AC变流器的直流电源输入端接入直流母线；所述可控负载的电源输入端接入直流母线；

微网监控系统的测量结果输出端连接数字信号处理器的信号输入端，数字信号处理器的第一控制信号输出端连接柴油发电机组的工作状态控制端，数字信号处理器的第二控制信号输出端连接可控负载的控制端。

一种上述系统的电源协调控制方法，它包括如下步骤：

步骤1：利用微网监控系统对直流母线的电压进行检测，设蓄电池组的充电电压上限值为Umax，蓄电池组的放电电压下限值为Umin，如果母线输电网的电压大于蓄电池组的放电电压下限值Umin，则转到步骤2，否则转到步骤3；

步骤2：通过微网监控系统监测风力发电机的输出功率、光伏发电阵列的输出功率、通信基站负荷的负载功率以及交流负载的负载功率，得到净负荷P_{net_L}，P_{net_L}＝P_L-P_w-P_V，其中，P_L为通信基站负荷的负载功率与交流负载的负载功率之和，P_w为风力发电机的输出功率，P_v为光伏发电阵列的输出功率；

当P_{net_L}<0时，说明风力发电机和光伏发电阵列的发电量满足通信基站负荷和交流负载的负荷需求，然后通过微网监控系统检测直流母线的电压Us，并判断直流母线的电压Us是否达到蓄电池组的过充电压Umax，如果Us<Umax，则不接上可控负载，将剩余的电能储存到蓄电池组中，若Us>Umax，则说明蓄电池组充电以满，此时在直流母线中接入可控负载消耗多余的能量，维持直流母线输入输出功率的平衡；