專利名稱：風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電源設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)即時(shí)通信的需求也迅速膨脹起來。雖然近幾年 移動(dòng)通信行業(yè)的建設(shè)力度不斷加大，似乎仍然無法滿足國(guó)民對(duì)此的強(qiáng)烈需求。先是要有信 號(hào)打電話，到信號(hào)質(zhì)量要好，覆蓋率要多少多少，再到價(jià)格要如何如何低等等。伴隨著國(guó)家 提出的"建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村"的政治要求，中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通也先后提出了 "村村通工程"等網(wǎng)絡(luò)建設(shè)計(jì)劃。隨著移動(dòng)通信建設(shè)的不斷展開和深入，業(yè)主的協(xié)調(diào)和穩(wěn)定 的電力供應(yīng)已經(jīng)逐漸上升為移動(dòng)通信建設(shè)中的主要課題。傳統(tǒng)的設(shè)備電力均采用就近的市 電或農(nóng)電，甚至各小電站的電力，有以下幾個(gè)問題 1)部分電力沿線的業(yè)主協(xié)調(diào)相對(duì)較困難或時(shí)間較長(zhǎng)或成本較高，有的甚至無法協(xié) 調(diào)，阻礙了工程建設(shè)； 2)部分地區(qū)電力部門協(xié)調(diào)較麻煩，有的時(shí)間比較長(zhǎng)，耽誤了工期； 3)部分農(nóng)電不穩(wěn)定，電壓變化幅度比較大，通信設(shè)備損耗比較嚴(yán)重，甚至燒壞設(shè)
備，有的地方還經(jīng)常停電，導(dǎo)致該地區(qū)經(jīng)常接到投訴； 4)部分地區(qū)建設(shè)部門交電費(fèi)都是一件麻煩事，有的甚至要安排一名綜合員專門負(fù) 責(zé)此類事務(wù)。 為克服上述電力供應(yīng)中存在的問題。近幾年陸續(xù)提出并實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能供電的方 式，為移動(dòng)通信的建設(shè)增加了一個(gè)新的電力選擇。通過對(duì)太陽(yáng)能電池板和蓄電池組的有效 組合，達(dá)到對(duì)某一類型設(shè)備的供電需求。這種站點(diǎn)一般采用直流設(shè)備，電力來源可靠穩(wěn)定， 所以設(shè)備極少需要維護(hù)，大大延長(zhǎng)了設(shè)備壽命，而且建設(shè)周期短，減少了協(xié)調(diào)電力部門和沿 線業(yè)主的環(huán)節(jié)， 一般在3天左右即可完成建設(shè)開通，十分迅速；這種配置方式曾經(jīng)一度為各
運(yùn)營(yíng)商解決了一系列頭疼的問題。但在使用中存在以下問題難以克服 1)抗大風(fēng)能力較差，由于太陽(yáng)能板面積較大，所以在遇到大風(fēng)尤其是沿海地區(qū)的
大風(fēng)，特別容易遭到破壞； 2)抵抗連續(xù)陰雨天的能力相對(duì)較差，尤其在廣東省等地區(qū)，春季連續(xù)陰雨天有的 可以達(dá)到7、8天，甚至10天，使得部分站點(diǎn)在這個(gè)季節(jié)頻頻出現(xiàn)斷電的情況，而增加太陽(yáng)能 配置的話，不但成本較高，而且不能從根本上解決問題。 針對(duì)太陽(yáng)能站點(diǎn)所出現(xiàn)的問題，各技術(shù)部門的工程師們不斷尋求新的、更好的解 決辦法。根據(jù)氣候特點(diǎn)，有風(fēng)有雨的時(shí)候一般沒有什么陽(yáng)光，如春季和冬季以及陰雨天；有 太陽(yáng)的時(shí)候，風(fēng)一般不會(huì)很大；白天有陽(yáng)光，夜晚風(fēng)比較大；于是我們就提出了風(fēng)光互補(bǔ)發(fā) 電的思路。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種充分利用氣候特點(diǎn)、以太陽(yáng)能供電為基礎(chǔ)、將風(fēng)力發(fā)電結(jié)合互補(bǔ)使用、適用于通信站點(diǎn)供電的風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。 所述的風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)，其特征在于由光伏發(fā)電單元、風(fēng)力發(fā)電單元構(gòu)成
風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電單元，光伏發(fā)電單元、風(fēng)力發(fā)電單元輸出端分別與智能管理核心連接，智能管
理核心上連接設(shè)置充放電模塊和逆變系統(tǒng)，充放電模塊與蓄電池組電路連接，蓄電池組的
輸出端分別與逆變系統(tǒng)、直流負(fù)載供電連接，逆變系統(tǒng)輸出端與交流負(fù)載供電連接。 所述的風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)，其特征在于所述的智能管理核心由MCU模塊、LCM
液晶顯示模塊、鍵盤配合構(gòu)成。 所述的風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)，其特征在于所述的逆變系統(tǒng)包括配合連接的A/D轉(zhuǎn)換器、硬件保護(hù)電路、IGBT驅(qū)動(dòng)模塊、二極管保護(hù)電路、抗干擾濾波器和BOOST電路，IGBT驅(qū)動(dòng)模塊分別與硬件保護(hù)電路、二極管保護(hù)電路控制連接，A/D轉(zhuǎn)換器、硬件保護(hù)電路、BOOST電路分別與智能管理核心控制連接。 所述的風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)，其特征在于所述的充放電模塊采用M0SFET充放電模塊。 所述的風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)，其特征在于所述的蓄電池組采用兩套獨(dú)立的鉛酸蓄電池組并接，兩套鉛酸蓄電池組分別與所述的充放電模塊、逆變系統(tǒng)、直流負(fù)載電路連接。 上述的風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)構(gòu)思新穎、結(jié)構(gòu)合理，將太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和蓄電池有效的組合為通信站點(diǎn)設(shè)備提供電力，秉承了太陽(yáng)能站點(diǎn)所具有的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)由風(fēng)力發(fā)電的持續(xù)電力補(bǔ)充，抵抗連續(xù)陰雨天的能力明顯增強(qiáng)，太陽(yáng)能電池板可適當(dāng)減少，蓄電池配置量也可相應(yīng)減少，從整體上看，在成本不變的情況下，抵御惡劣天氣的能力明顯增強(qiáng)，能為站點(diǎn)設(shè)備提供持續(xù)穩(wěn)定的電源。

圖1為本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)方框圖；[0019] 圖2為本實(shí)用新型逆變?cè)硎疽鈭D。 圖中l(wèi)-光伏發(fā)電單元、2-風(fēng)力發(fā)電單元、3-智能管理核心、4-充放電模塊、5-交流負(fù)載、6-逆變系統(tǒng)、601-A/D轉(zhuǎn)換器、602-硬件保護(hù)電路、603-IGBT驅(qū)動(dòng)模塊、604-二極管保護(hù)電路、605-抗干擾濾波器、606-B00ST電路、7_直流負(fù)載、8_蓄電池組。
具體實(shí)施方式現(xiàn)結(jié)合說明書附圖，詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
圖1所示為風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)，由光伏發(fā)電單元1、風(fēng)力發(fā)電單元2構(gòu)成系統(tǒng)的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電單元，光伏發(fā)電單元1采用所需規(guī)模的光電板轉(zhuǎn)換太陽(yáng)光能，風(fēng)力發(fā)電單元利用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換風(fēng)能，兩個(gè)發(fā)電單元在能源的采集上互相補(bǔ)充。光伏發(fā)電單元1、風(fēng)力發(fā)電單元2輸出端分別與智能管理核心3連接，智能管理核心3上連接設(shè)置充放電模塊4和逆變系統(tǒng)6，充放電模塊4與蓄電池組8電路連接，蓄電池組8的輸出端分別與逆變系統(tǒng)6、直流負(fù)載7供電連接，逆變系統(tǒng)6輸出端與交流負(fù)載5供電連接。所述的逆變系統(tǒng)6包括配合連接的A/D轉(zhuǎn)換器601、硬件保護(hù)電路602、IGBT驅(qū)動(dòng)模塊603、二極管保護(hù)電
4路604、抗干擾濾波器605和BOOST電路606， IGBT驅(qū)動(dòng)模塊603分別與硬件保護(hù)電路602、二極管保護(hù)電路604控制連接，A/D轉(zhuǎn)換器601、硬件保護(hù)電路602、 BOOST電路606分別與智能管理核心3控制連接，逆變系統(tǒng)6的Boost電路606與蓄電池組8輸出端連接，Boost電路606將蓄電池組8的輸出電壓48V升壓至360V。所述的蓄電池組8采用兩套獨(dú)立的鉛酸蓄電池組并接，兩套鉛酸蓄電池組分別與所述的充放電模塊4、逆變系統(tǒng)6、直流負(fù)載7電路連接；由智能管理核心3控制采用雙標(biāo)三階段充電模式，蓄電池組8采用二套鉛酸蓄電池，使得充放電能同時(shí)進(jìn)行，通過智能管理核心3控制既可以對(duì)負(fù)載放電，同時(shí)叉可以在充電條件到達(dá)時(shí)對(duì)備用儲(chǔ)能電池組充電，兩組蓄電池之間的切換由智能管理核心3實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其電壓狀態(tài)決定。所述的充放電模塊4采用M0SFET充放電模塊，由智能管理核心驅(qū)動(dòng)和控制輸出狀態(tài)，可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求選取不同電壓等級(jí)的MOSFET來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)蓄電池的充放電；M0SFET充放電模塊可選用InternationalRectifier公司的第三代HEXFETs產(chǎn)品，IR系列產(chǎn)品具有開關(guān)迅速、開通阻抗低、性價(jià)比高等特色。所述的智能管理核心3由MCU模塊、LCM液晶顯示模塊、鍵盤配合構(gòu)成，是系統(tǒng)控制與管理的核心，對(duì)蓄電池充電、放電、逆變進(jìn)行統(tǒng)一管理；驅(qū)動(dòng)M0SFET充放電模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池組8的雙標(biāo)三階段充電；控制IGBT驅(qū)動(dòng)模塊603實(shí)現(xiàn)DC/AC逆變、以及系統(tǒng)的實(shí)時(shí)保護(hù)和數(shù)據(jù)再現(xiàn)與傳輸?shù)?，同時(shí)提供風(fēng)機(jī)的磁電限速保護(hù)，在風(fēng)力過功率時(shí)，給風(fēng)機(jī)反向磁阻力矩，降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。所述的MCU模塊選用TI公司的MSP430單片機(jī)，其豐富的片上資源使得系統(tǒng)的控制和管理都極為方便。上述系統(tǒng)采用全數(shù)字控制技術(shù)、重復(fù)控制原理和P麗整流技術(shù)實(shí)現(xiàn)電能的變換，將光伏發(fā)電單元1和風(fēng)力發(fā)電單元2發(fā)出的不穩(wěn)定交流電力通過智能管理核心3實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤和對(duì)蓄電池組8的智能充放電控制，同時(shí)系統(tǒng)采用光電優(yōu)先、風(fēng)機(jī)智能關(guān)閉技術(shù)，以減少風(fēng)機(jī)機(jī)械磨損及日常維護(hù)成本。 上述風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)采用冗余設(shè)計(jì)，支持多風(fēng)機(jī)輸入(0-5臺(tái))及多路光電輸入，減少停電可能，提高系統(tǒng)非正常條件下的保障率。 上述風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)大電流輸出輸入回路采用固態(tài)開關(guān)技術(shù)，提高系統(tǒng)可靠性。脈沖充電、泄荷，高壓尖峰抑制及蓄電池環(huán)境溫度補(bǔ)償技術(shù)，防止過充電或欠充電狀態(tài)而造成蓄電池充放電容量過早下降甚至過早報(bào)廢。采用多級(jí)多路防雷措施，將雷電及脈沖尖峰對(duì)電源和通信系統(tǒng)的危害降到最低。
權(quán)利要求風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)，其特征在于由光伏發(fā)電單元(1)、風(fēng)力發(fā)電單元(2)構(gòu)成風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電單元，光伏發(fā)電單元(1)、風(fēng)力發(fā)電單元(2)輸出端分別與智能管理核心(3)連接，智能管理核心(3)上連接設(shè)置充放電模塊(4)和逆變系統(tǒng)(6)，充放電模塊(4)與蓄電池組(8)電路連接，蓄電池組(8)的輸出端分別與逆變系統(tǒng)(6)、直流負(fù)載(7)供電連接，逆變系統(tǒng)(6)輸出端與交流負(fù)載(5)供電連接。
2. 如權(quán)利要求l所述的風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)，其特征在于所述的智能管理核心(3) 由MCU模塊、LCM液晶顯示模塊、鍵盤配合構(gòu)成。
3. 如權(quán)利要求l所述的風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)，其特征在于所述的逆變系統(tǒng)(6)包括 配合連接的A/D轉(zhuǎn)換器(601)、硬件保護(hù)電路(602)、IGBT驅(qū)動(dòng)模塊(603) 、二極管保護(hù)電路 (604)、抗干擾濾波器(605)和BOOST電路(606)， IGBT驅(qū)動(dòng)模塊(603)分別與硬件保護(hù)電 路(602)、二極管保護(hù)電路(604)控制連接，A/D轉(zhuǎn)換器(601)、硬件保護(hù)電路(602) 、 BOOST 電路(606)分別與智能管理核心(3)控制連接。
4. 如權(quán)利要求l所述的風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)，其特征在于所述的充放電模塊(4)采 用MOSFET充放電模塊。
5. 如權(quán)利要求l所述的風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)，其特征在于所述的蓄電池組(8)采用 兩套獨(dú)立的鉛酸蓄電池組并接，兩套鉛酸蓄電池組分別與所述的充放電模塊(4)、逆變系統(tǒng) (6)、直流負(fù)載(7)電路連接。
專利摘要風(fēng)光互補(bǔ)通信電源系統(tǒng)，屬于電源設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于由光伏發(fā)電單元、風(fēng)力發(fā)電單元構(gòu)成風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電單元，光伏發(fā)電單元、風(fēng)力發(fā)電單元輸出端分別與智能管理核心連接，智能管理核心上連接設(shè)置充放電模塊和逆變系統(tǒng)，充放電模塊與蓄電池組電路連接，蓄電池組的輸出端分別與逆變系統(tǒng)、直流負(fù)載供電連接，逆變系統(tǒng)輸出端與交流負(fù)載供電連接。該系統(tǒng)將太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和蓄電池組有效組合為通信站點(diǎn)設(shè)備提供電力，秉承了太陽(yáng)能站點(diǎn)所具有的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)由風(fēng)力發(fā)電的持續(xù)電力補(bǔ)充，抵抗連續(xù)陰雨天等惡劣天氣的能力明顯增強(qiáng)，太陽(yáng)能電池板可適當(dāng)減少，蓄電池配置量也可相應(yīng)減少，在成本不變的情況下，能為站點(diǎn)設(shè)備提供持續(xù)穩(wěn)定的電源。
文檔編號(hào)H02N6/00GK201533263SQ200920198170
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者于鵬, 付穎, 劉慶濤, 宋傳銘, 張昊, 張鵬程, 朱振宇, 李天杰, 費(fèi)東梁, 郭林, 齊迪迪 申請(qǐng)人:浙江八方電信有限公司