本申請涉及通信供電,特別是涉及一種光儲直柔通信基站電源系統。
背景技術:
1、隨著5g通信技術的飛速發展和通信網絡規模的持續擴大,通信行業節能減碳壓力巨大。現有基站“疊光、疊儲”方案大多基于傳統通信基站供電系統進行簡單加裝,其本質仍是“交流為主、直流為輔”的補丁式架構,存在如下主要缺陷:
2、1)光伏與儲能需經多級變換才能接入系統,協同控制復雜、薄弱,疊光后過電壓問題嚴重,能源利用率低。
3、2)系統仍為電網剛性負載,無法將海量基站電池的靈活性價值有效釋放,難以支撐新型電力系統互動需求。
4、因此,有必要提供一種光儲直柔通信基站電源系統,以解決上述問題。
技術實現思路
1、本申請的目的是提供一種光儲直柔通信基站電源系統,解決現有基站供電系統因“交流為主、直流為輔”的補丁式架構所導致的多級變換效率低、協同控制復雜、能源利用率低、無法與電網雙向互動的問題。
2、為實現上述目的,本申請提供了如下方案:
3、本申請提供了一種光儲直柔通信基站電源系統,所述光儲直柔通信基站電源系統包括:ac/dc柔性雙向變換器模塊、光伏dc/dc變換器模塊、儲能雙向dc/dc變換器模塊、dc375v母線以及-48vdc/dc變換器模塊;
4、ac/dc柔性雙向變換器模塊的交流側與交流電源連接,ac/dc柔性雙向變換器模塊的直流側與dc375v母線連接,光伏dc/dc變換器模塊的低壓側與光伏發電裝置連接,光伏dc/dc變換器模塊的高壓側與dc375v母線連接,儲能雙向dc/dc變換器模塊的低壓側與儲能電池組連接,儲能雙向dc/dc變換器模塊的高壓側與dc375v母線連接,-48vdc/dc變換器模塊與dc375v母線連接;
5、ac/dc柔性雙向變換器模塊用于:
6、在整流模式下,向dc375v母線供電;
7、在逆變模式下,將dc375v母線上的直流電饋入交流電源;
8、光伏dc/dc變換器模塊用于將光伏電能饋入dc375v母線;
9、儲能雙向dc/dc變換器模塊用于根據dc375v母線的電壓狀態進行充放電控制;
10、-48vdc/dc變換器模塊用于為通信基站內的通信設備供電;
11、其中,ac/dc柔性雙向變換器模塊、光伏dc/dc變換器模塊以及儲能雙向dc/dc變換器模塊通過協同控制dc375v母線的電壓,實現對dc375v母線電壓的分級穩定控制。
12、在一實施方式中,當光伏發電功率大于負荷功率與儲能充電功率之和時,所述ac/dc柔性雙向變換器模塊工作于逆變模式,將dc375v母線上的直流電饋入交流電源。
13、在一實施方式中,所述ac/dc柔性雙向變換器模塊工作于整流模式包括以下任一情形:
14、當光伏發電功率小于負荷功率且儲能電池組電量低于預設閾值時;
15、當接收到電網調度指令要求消納市電時;
16、當系統啟動且光伏發電功率為零時。
17、在一實施方式中,所述分級穩定控制,具體包括:
18、當光伏發電功率大于負荷功率、儲能充電功率與逆變并網功率之和時,由光伏dc/dc變換器模塊主導控制dc375v母線的電壓;
19、當光伏發電功率小于負荷功率時,由儲能雙向dc/dc變換器模塊通過放電主導控制dc375v母線的電壓;
20、當光伏發電功率小于負荷功率且儲能電池組電量低于預設閾值時,由ac/dc柔性雙向變換器模塊工作于整流模式主導控制dc375v母線的電壓;
21、當光伏發電功率大于負荷功率且小于負荷功率與儲能充電功率之和時,由儲能雙向dc/dc變換器模塊通過充電主導控制dc375v母線的電壓。
22、在一實施方式中,所述光儲直柔通信基站電源系統還包括:市電接入模塊和應急柴油發電機電源接入模塊;
23、所述交流電源包括市電和/或應急柴油發電機;
24、其中,ac/dc柔性雙向變換器模塊的交流側通過市電接入模塊與市電連接;
25、和/或,ac/dc柔性雙向變換器模塊的交流側通過應急柴油發電機電源接入模塊與應急柴油發電機連接。
26、在一實施方式中,所述光儲直柔通信基站電源系統還包括:光伏陣列接入模塊;
27、光伏dc/dc變換器模塊的低壓側通過所述光伏陣列接入模塊與光伏發電裝置連接。
28、在一實施方式中,所述光儲直柔通信基站電源系統還包括:儲能電池組接入模塊;
29、儲能雙向dc/dc變換器模塊的低壓側通過儲能電池組接入模塊與儲能電池組連接。
30、在一實施方式中,所述光儲直柔通信基站電源系統還包括:機房直流照明饋出端口和機房直流空調饋出端口;
31、dc375v母線通過機房直流照明饋出端口與配套照明設備連接,dc375v母線通過機房直流空調饋出端口與配套制冷設備連接;
32、dc375v母線耦合ac/dc柔性雙向變換器模塊、光伏dc/dc變換器模塊、儲能雙向dc/dc變換器模塊的電能,并通過機房直流照明饋出端口向配套照明設備、通過機房直流空調饋出端口向配套制冷設備以及通過-48vdc/dc變換器模塊向通信設備柔性配電。
33、在一實施方式中,所述光儲直柔通信基站電源系統還包括:通信設備饋出端口,所述通信設備饋出端口通過-48vdc/dc變換器模塊與dc375v母線連接;
34、dc375v母線依次通過-48vdc/dc變換器模塊和通信設備饋出端口向通信設備供電。
35、在一實施方式中,所述-48vdc/dc變換器模塊的高壓側輸入端適應dc375v母線的寬電壓范圍。
36、根據本申請提供的具體實施例,本申請具有以下技術效果:
37、本申請公開了一種光儲直柔通信基站電源系統,通過構建以dc375v母線為核心的一體化直流架構,將ac/dc柔性雙向變換器、光伏dc/dc變換器和儲能雙向dc/dc變換器直接掛載于同一母線上,實現了光伏、儲能與電網電能的高效耦合與直用,省去了傳統方案中多級交直變換環節,顯著提升了系統能效;同時,利用儲能模塊根據母線電壓自主響應的特性和三個變換器的協同控制,實現了母線電壓的分級穩定調節,在不同工況下由不同模塊自動主導電壓穩定,簡化了控制邏輯,增強了系統的可靠性與動態響應能力;此外,ac/dc柔性雙向變換器具備雙向能量流動功能,使基站不僅能從電網取電,還能將冗余光伏電能或儲能電能饋入電網,從而將傳統剛性負載轉變為柔性可控的分布式能源節點,為電網提供調峰、調頻等雙向互動支持,從根本上解決了現有補丁式架構效率低、控制復雜、無法靈活互動的問題。
1.一種光儲直柔通信基站電源系統,其特征在于,所述光儲直柔通信基站電源系統包括:ac/dc柔性雙向變換器模塊、光伏dc/dc變換器模塊、儲能雙向dc/dc變換器模塊、dc375v母線以及-48vdc/dc變換器模塊;
2.根據權利要求1所述的光儲直柔通信基站電源系統,其特征在于,當光伏發電功率大于負荷功率與儲能充電功率之和時,所述ac/dc柔性雙向變換器模塊工作于逆變模式,將dc375v母線上的直流電饋入交流電源。
3.根據權利要求1所述的光儲直柔通信基站電源系統,其特征在于,所述ac/dc柔性雙向變換器模塊工作于整流模式包括以下任一情形:
4.根據權利要求1所述的光儲直柔通信基站電源系統,其特征在于,所述分級穩定控制,具體包括:
5.根據權利要求1所述的光儲直柔通信基站電源系統,其特征在于,所述光儲直柔通信基站電源系統還包括:市電接入模塊和應急柴油發電機電源接入模塊;
6.根據權利要求1所述的光儲直柔通信基站電源系統,其特征在于,所述光儲直柔通信基站電源系統還包括:光伏陣列接入模塊;
7.根據權利要求1所述的光儲直柔通信基站電源系統,其特征在于,所述光儲直柔通信基站電源系統還包括:儲能電池組接入模塊;
8.根據權利要求1所述的光儲直柔通信基站電源系統,其特征在于,所述光儲直柔通信基站電源系統還包括:機房直流照明饋出端口和機房直流空調饋出端口;
9.根據權利要求8所述的光儲直柔通信基站電源系統,其特征在于,所述光儲直柔通信基站電源系統還包括:通信設備饋出端口,所述通信設備饋出端口通過-48vdc/dc變換器模塊與dc375v母線連接;
10.根據權利要求1所述的光儲直柔通信基站電源系統,其特征在于,所述-48vdc/dc變換器模塊的高壓側輸入端適應dc375v母線的寬電壓范圍。