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CN106169745A - 太阳能直流并网发电专用控制方法 - Google Patents

太阳能直流并网发电专用控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种太阳能直流并网发电专用控制方法。其技术方案是包含防雷系统、控制系统、检测系统，在光伏电源输入端串联防雷系统，所述的控制系统包括供电系统控制开关和防通信电源供电逆流系统，检测系统包括光伏供电检测与控制系统，光伏供电检测与控制系统包括DC/DC控制电源、通信电压采集、光伏电压采集、电压比较电路，将采集到的通信电源电压、光伏电压、通信电源的最高电压门限值进行比较，输出控制信号控制直流供电继电器的开关，进而控制。有益效果是：解决了通信基站太阳能直流并网供电的问题，使得太阳能发电可以直流并网，可以节约基站的市电用电量，达到利用新能源、节能减排的目的，另外还可以节约基站的日常运行成本。

Description

太阳能直流并网发电专用控制方法
技术领域
本发明涉及一种通讯基站供电控制设备及方法，特别涉及一种通讯基站太阳能直流并网发电DC-DC专用控制设备及方法。
背景技术
在通信系统中，通信行业的供电系统绝大部分采用交流电转直流电的逆变供电系统，通信设备所用电源电压普遍限制在60v-40v范围内的直流电。
目前通信基站太阳能供电方式分为三种，第一种交流并网型光伏系统；第二种离网型光伏系统 ；第三种与市电相结合的太阳能供电系统。
太阳能离网系统是利用蓄电池进行储能的与电网脱离的太阳能发电系统，主要控制设备为太阳能离网控制器，是将太阳能电力转换为蓄电池充电的主要设备。该设备只能离网运行，不能并网发电。
其中，太阳能并网系统是太阳能所发出的直流电直接经逆变器逆变并入当地电网的太阳能发电系统，主要控制设备是太阳能并网逆变器，该设备只能并网运行，不能离网运行。
与市电相结合的太阳能系统有两种工作模式，其一市电优先模式，负载优先使用市电，市电停电的时候使用太阳能电力，太阳能电力为市电补充；其二太阳能电力优先模式，负载优先使用太阳能所发电力，当太阳能电力不足或太阳能不发电时使用市电，切换频繁，系统造价较贵，市电为太阳能电力的补充。主要控制设备为市电互补控制器，太阳能为离网运行状态，在无市电或不用市电时太阳能工作，需要较大容量的储能系统。
另外，原太阳能通信基站供电系统的控制设备或为并网逆变器或为离网控制器，其只能工作在一种工作状态，有市电时或无市电时。以上方式太阳能能源利用受限制较多，能源利用效率较低、浪费多。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种通讯基站太阳能直流并网发电DC-DC专用控制设备及方法。
一种通讯基站太阳能直流并网发电DC-DC专用控制设备，包含防雷系统、控制系统、检测系统，在光伏电源输入端串联防雷系统，
所述的控制系统包括供电系统控制开关和防通信电源供电逆流系统，供电系统控制开关采用直流供电继电器，直流供电继电器的输入端连接到检测系统的输出端，直流供电继电器的输出端连接防逆流器，防逆流器采用单向二极管，将单向二极管串接入供电电路；防逆流器的输出端连接光伏电源输出端；
所述的检测系统包括光伏供电检测与控制系统，光伏供电检测与控制系统包括DC/DC控制电源、通信电压采集、光伏电压采集、电压比较电路，将采集到的通信电源电压、光伏电压、通信电源的最高电压门限值进行比较，输出控制信号控制直流供电继电器的开关，进而控制。
上述的检测系统的输出端并联信号反相器的输入端，信号反相器的输出端连接放静电继电器和放静电电路。
一种本发明提到的通讯基站太阳能直流并网发电DC-DC专用控制方法，包括以下步骤：
（1）光伏太阳能供电组件的供电线路的正负两极串接至防雷系统的正负两端，防雷系统内部引线接入供电系统的控制开关直流供电继电器；
（2）将采集到的通信电源电压、光伏电压、通信电源的最高电压门限值通过电压比价器进行比较，当满足光伏电压大于通信电压，通信电源电压小于通信电源门限值参考电压条件时，输出高电压控制信号，否则输出低电压控制信号；
最高电压的设定：以通信电源储能设备（蓄电池）浮充电压的最高门限电压为基准，将最高门限电压的上浮1%后，设定为参考电压；
（3）当电压比较器输出的信号为高电压，大于5v时，该控制信号启动直流供电继电器，光伏电源开始供电；当该信号为低电压小于5v时，该控制信号关闭直流供电继电器，光伏电源关闭供电；
（4）电压比较器输出的信号经信号反相器转换后，生成放电电路继电器控制信号，用于控制放电电路；当电压比较器输出信号为高电压时，该信号为低电压，关闭放电电路继电器，减少光伏电能损耗；当电压比较器输出信号为低电压时，该信号为高电压，开启放电电路继电器，降低光伏电源侧因开路造成的开路电压过高问题；
上述的步骤（3）中直流供电继电器的输出端连接防逆流器，防逆流器采用单向二极管，将单向二极管串接入供电电路；防逆流器的输出端连接光伏电源输出端。
本发明的有益效果是：解决了通信基站太阳能直流并网供电的问题，使得太阳能发电可以直流并网，可以节约基站的市电用电量，达到利用新能源、节能减排的目的，另外还可以节约基站的日常运行成本。
附图说明
附图1是本发明的原理图；
附图2是本发明的电路连接框图。
具体实施方式
结合附图，对本发明作进一步的描述：
一种通讯基站太阳能直流并网发电DC-DC专用控制设备，包含防雷系统、控制系统、检测系统，在光伏电源输入端串联防雷系统，
所述的控制系统包括供电系统控制开关和防通信电源供电逆流系统，供电系统控制开关采用直流供电继电器，直流供电继电器的输入端连接到检测系统的输出端，直流供电继电器的输出端连接防逆流器，防逆流器采用单向二极管，将单向二极管串接入供电电路；防逆流器的输出端连接光伏电源输出端；
所述的检测系统包括光伏供电检测与控制系统，光伏供电检测与控制系统包括DC/DC控制电源、通信电压采集、光伏电压采集、电压比较电路，将采集到的通信电源电压、光伏电压、通信电源的最高电压门限值进行比较，输出控制信号控制直流供电继电器的开关，进而控制。
上述的检测系统的输出端并联信号反相器的输入端，信号反相器的输出端连接放静电继电器和放静电电路。
一种本发明提到的通讯基站太阳能直流并网发电DC-DC专用控制方法，包括以下步骤：
（1）光伏太阳能供电组件的供电线路的正负两极串接至防雷系统的正负两端，防雷系统内部引线接入供电系统的控制开关直流供电继电器；
（2）将采集到的通信电源电压、光伏电压、通信电源的最高电压门限值通过电压比价器进行比较，当满足光伏电压大于通信电压，通信电源电压小于通信电源门限值参考电压条件时，输出高电压控制信号，否则输出低电压控制信号；
最高电压的设定：以通信电源储能设备（蓄电池）浮充电压的最高门限电压为基准，将最高门限电压的上浮1%后，设定为参考电压；
（3）当电压比较器输出的信号为高电压，大于5v时，该控制信号启动直流供电继电器，光伏电源开始供电；当该信号为低电压小于5v时，该控制信号关闭直流供电继电器，光伏电源关闭供电；
（4）电压比较器输出的信号经信号反相器转换后，生成放电电路继电器控制信号，用于控制放电电路；当电压比较器输出信号为高电压时，该信号为低电压，关闭放电电路继电器，减少光伏电能损耗；当电压比较器输出信号为低电压时，该信号为高电压，开启放电电路继电器，降低光伏电源侧因开路造成的开路电压过高问题；
上述的步骤（3）中直流供电继电器的输出端连接防逆流器，防逆流器采用单向二极管，将单向二极管串接入供电电路；防逆流器的输出端连接光伏电源输出端。
本发明的要求与解释如下：
a、 光伏太阳能供电组件的组合要求，由于通信供电系统对-48V直流电源的电压范围要求为-40V~-57V，所以光伏太阳能电池组件所组成的串联系统的负载电压参数要求为<70V。
b、光伏太阳能供电组件串联系统露天设置，在阴雨天极易受到雷电影响，为保证通信设备安全，本发明在光伏太阳能供电转换系统增添了防雷保护功能，该部分功能能够很好的对太阳能电池组件的因遭受雷击而引入到通信供电系统的过载电流、过载电压进行隔离和阻断。
c、 为有效检测光伏太阳能供电组件的供电条件是否满足通信系统电源需求，该方法设计了光伏太阳能供电组件的供电检测功能，该供电检测功能即能检测光伏组件的供电条件是否满足要求，又能消减因光伏组件供电系统开路而在光伏组件电源正负两极形成的瞬间的开路高电压。当光伏组件进行供电时，该系统能检测光伏组件的供电条件是否满足持续供电要求，检测异常时，切断光伏组件与通信电源之间的连接；同时在确保满足通信供电条件时，开通供电开关。
d、在光伏太阳能供电组件不具备供电的条件下，为防止室内通信供电系统的电力反馈至光伏太阳能供电组件系统中，该方法设计了防通信电源逆流光伏太阳能供电组件的功能，该功能能够有效防止电流反馈至光伏太阳能供电组件系统。

Claims (1)

1.一种通讯基站太阳能直流并网发电DC-DC控制方法，其特征是包括以下步骤：
（1）光伏太阳能供电组件的供电线路的正负两极串接至防雷系统的正负两端，防雷系统内部引线接入供电系统的控制开关直流供电继电器；
（2）将采集到的通信电源电压、光伏电压、通信电源的最高电压门限值通过电压比较器进行比较，当满足光伏电压大于通信电源电压，通信电源电压小于通信电源门限值参考电压条件时，输出高电压控制信号，否则输出低电压控制信号；
最高电压的设定：以通信电源储能设备的浮充电压的最高门限电压为基准，将最高门限电压上浮1%后，设定为参考电压，其中，通信电源储能设备采用蓄电池；
（3）当电压比较器输出的信号为高电压，大于5v时，该控制信号启动直流供电继电器，光伏电源开始供电；当该信号为低电压小于5v时，该控制信号关闭直流供电继电器，光伏电源关闭供电；
（4）电压比较器输出的信号经信号反相器转换后，生成放电电路继电器控制信号，用于控制放电电路；当电压比较器输出信号为高电压时，该信号为低电压，关闭放电电路继电器，减少光伏电能损耗；当电压比较器输出信号为低电压时，该信号为高电压，开启放电电路继电器，降低光伏电源侧因开路造成的开路电压过高问题；
所述的步骤（3）中直流供电继电器的输出端连接单向二极管，将单向二极管串接入供电电路；单向二极管的输出端连接光伏电源输出端。
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