[发明专利]基于低压直流的智能配电房+5G基站的能量信息枢纽及其可靠性与能效评价方法

权利要求书

1.一种基于低压直流的智能配电房+5G基站的能量信息枢纽,其特征在于：包括：5G基站单元、照明单元、空调单元、风机单元以及配电单元；

所述5G基站单元设置于配电房内，所述配电单元向照明单元、空调单元以及风机单元提供直流工作用电；

所述配电单元包括电压转换模块、交直流转换模块、应急插座以及EPS电源模块；

所述电压转换模块将高压交流电转换为低压交流电并输出；

所述交直流转换模块用于将电压转换模块输出的低压交流电转换成直流电，并将EPS电源模块输出直流电转换成交流电输出至应急插座；

所述EPS电源模块用于将交直流转换模块输出的直流电进行存储且在交直流转换模块无输出时向5G基站模块、交直流转换模块、风机单元以及空调单元提供直流电；

所述电压转换模块包括高压配电柜、变压器和低压配电柜；

所述高压配电柜的输出端与变压器的输入端连接，所述变压器的输出端与低压配电柜的输入端连接，所述低压配电柜的输出端与交直流转换模块的输入端连接；

所述能量信息枢纽通过如下步骤进行可靠性和能效评价：

获取能量信息枢纽的可靠性评价参数和能效评价参数，并构建可靠性评价模型以及能效评价模型；

根据可靠性评价模型和能效评价模型计算得出可靠性评价指标以及能效评价指标；

所述可靠性评价模型如下：

其中，λ_D为设备D的故障率，U_D为设备D的停电时间，p_t为EPS电源模块切换成功率，λ_主0为主电源的故障率，U_主0为主电源的停电时间；λ_高、λ_低、λ_整流、λ_T和λ_48VDC分别为高压柜、低压柜、整流器、变压器和48V直流母线的故障率；U_高、U_低、U_整流、U_T和U_48VDC分别为高压柜、低压柜、整流器、变压器和48V直流母线的年停电时间，p_EPS为EPS切换成功概率，p_EPS＝1-U_EPS/8760，其中U_EPS为EPS的年停运时间,λ_S、U_S分别为48V直流母线的故障率和年停电时间；

所述能效评价模型包括瞬时效率模型和平均效率模型，其中：

瞬时效率模型为：

平均效率模型为：

其中，TR(t)为能量枢纽在时刻t的瞬时效率，P_C,Loss(t)为流入器件的功率损耗，P_L,Loss(t)为线路功率损耗，P_Li(t)为负荷点i在时刻t的瞬时功率，m为符合设备的数量，为评估周期内的平均效率，n_T评估周期内的时刻数；

所述流入器件的功率损耗P_C,Loss(t)：

P_C,Loss(t)＝P_i(t)(1-e_i)，i表示第i个器件的注入功率，e_i为第i个器件的效率；

所述流入器件的功率损耗P_C,Loss(t)通过如下方法计算：

其中，P_AC(t)表示交流线路上的功率，P_DC(t)为直流线路上的功率，U_AC为交流线路的额定电压，U_DC为直流线路上的额定电压，R_AC为交流线路的单位阻值，R_DC为直流线路的单位阻值，为功率因数，L为线路长度。

2.根据权利要求1所述基于低压直流的智能配电房+5G基站的能量信息枢纽，其特征在于：所述交直流转换模块包括整流电路、直流电压电路以及逆变器；

所述整流电路的输入端与低压配电柜的输出端连接，所述整流电路的输出端与直流电压电路的输入端连接，所述直流电压电路输出48V直流电；

所述逆变器的输入端与EPS电源模块的输出端连接，所述逆变器的输出端与应急插座的输入端连接。