CN218301264U - 一种高速公路机电设备多电源供电系统 - Google Patents

Abstract

一种高速公路机电设备多电源供电系统，包括电性连接的电源管理模块、储能模块、光伏发电模块、风力发电模块、DC/DC转换模块、DC/AC转换模块、DC/DC输出模块、DC/AC输出模块、电源切换模块。本实用新型整体系统采用模块化设计，系统输出的模块数量及模块输出电压等级根据现场机电设备布置情况可随意组合，灵活可靠；所有输出模块均由外围电路和主电路组成，主电路为插拔式模块设计，发生故障插拔更换，缩短故障时间，同时，该系统充分利用了太阳光和风资源，实现多电源模式的供电，节能环保。在太阳光和风资源匮乏时，储能模块可以作为备用电源使用，提高了整个系统供电的可靠性。基于上述，本实用新型具有好的应用前景。

Description

一种高速公路机电设备多电源供电系统

技术领域

本实用新型涉及高速公路供电设备技术领域，特别是一种高速公路机电设备多电源供电系统。

背景技术

随着智慧高速公路的大规模建设，其应用的机电设备也越来越多，高速公路上监控、ETC收费设备（如摄像头、爆闪灯、监控视频传输设备、气象监测、收费系统和情报板等）和智能监测装置等布置分散、对供电稳定性要求较高，目前，采用传统供电方案一般通过单一的供电线路供电，其存在抗干扰能力差、供电可靠性低和效率低等缺点。另外，高速公路沿线太阳光、风资源丰富，在国家政策大力提倡碳中和，碳达峰背景下，如果能充分利用自然资源可达到事半功倍的效果，因此，有必要提出一种高速公路机电设备多电源供电系统，来解决传统供电方案的弊端。

发明内容

为了克服现有高速公路机电设备供电系统因技术所限，存在抗干扰能力差、供电可靠性低和效率低等弊端，本实用新型提供了一种基于多种供电方式供电，供电方式更为灵活且能实现节能目的，并为高速路沿线用电设备正常工作起到了有利技术支持的一种高速公路机电设备多电源供电系统

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高速公路机电设备多电源供电系统，其特征在于包括电源管理模块、储能模块、光伏发电模块、风力发电模块、DC/DC转换模块、DC/AC转换模块、DC/DC输出模块、DC/AC输出模块、电源切换模块；所述光伏发电模块、风力发电模块的电源输出端和储能模块的第一路及第二路电源输入端分别电性连接，储能模块的电源输出端和电源管理模块的第一路电源输入端电性连接，电源管理模块的第一路电源输出端和DC/DC转换模块的第一路电源输入端电性连接；所述DC/DC转换模块的第二路电源输入端和电源切换模块的第一路电源输出端电性连接，DC/DC转换模块的电源输出端和储能模块的第三路电源输入端电性连接，远端直流电源和电源切换模块的电源输入端以及电源管理模块的第二路电源输入端分别电性连接；所述DC/DC输出模块有多路，多路DC/DC输出模块及DC/AC输出模块的电源输入端和电源切换模块的第二路电源输出端分别电性连接，电源管理模块的多路控制电源输出端和多路DC/DC输出模块及DC/AC输出模块的电源输入端分别电性连接。

进一步地，所述多路DC/DC输出模块输出的电压不同，DC/AC输出模块输出电压是交流220V。

进一步地，所述电源切换模块的电源输入端还可以和远端交流电源连接，对应的多路DC/DC输出模块采用多路AC/DC输出模块，DC/DC转换模块采用AC/DC转换模块，还可采用AC/DC/AC输出模块。

进一步地，所述多路DC/DC输出模块、DC/AC输出模块的电源输出端分别和不同用电电压的直流用电设备及交流用电设备的电源输入端电性连接。

进一步地，所述电源切换模块的电源输入端连接的是交流电源时，对应的AC/DC输出模块分别和不同用电电压的直流用电设备及交流用电设备的电源输入端电性连接，AC/DC转换模块和储能模块的电源输入端电性连接。

本实用新型有益效果是：本实用新型整体系统采用模块化设计，系统输出的模块数量及模块输出电压等级根据现场机电设备布置情况可随意组合，灵活可靠；所有输出模块均由外围电路和主电路组成，主电路为插拔式模块设计，发生故障插拔更换，缩短故障时间，同时，该系统充分利用了太阳光和风资源，实现多电源模式的供电，节能环保。在太阳光和风资源匮乏时，储能模块可以作为备用电源使用，提高了整个系统供电的可靠性。基于上述，本实用新型具有好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型远端直流输入系统图（配置光伏发电模块和风力发电模块）。

图2是本实用新型远端直流输入系统图（未配置光伏发电模块和风力发电模块）。

图3是本实用新型远端交流输入系统图（配置光伏发电模块和风力发电模块）。

图4是本实用新型远端交流输入系统图（未配置光伏发电模块和风力发电模块）。

具体实施方式

图1、2、3、4所示，一种高速公路机电设备多电源供电系统，其特征在于包括电源管理模块、储能模块、光伏发电模块、风力发电模块、DC/DC转换模块、DC/AC转换模块、DC/DC输出模块、DC/AC输出模块、电源切换模块；所述光伏发电模块、风力发电模块的电源输出端和储能模块的第一路及第二路电源输入端分别电性连接，储能模块的电源输出端和电源管理模块的第一路电源输入端电性连接，电源管理模块的第一路电源输出端和DC/DC转换模块的第一路电源输入端电性连接；所述DC/DC转换模块的第二路电源输入端和电源切换模块的第一路电源输出端电性连接，DC/DC转换模块的电源输出端和储能模块的第三路电源输入端电性连接；所述远端直流电源和电源切换模块的电源输入端以及电源管理模块的第二路电源输入端分别电性连接；所述DC/DC输出模块有多路，多路DC/DC输出模块及DC/AC输出模块的电源输入端和电源切换模块的电源输出端第二路电源输出端分别电性连接，电源管理模块的多路控制电源输出端和多路DC/DC输出模块及DC/AC输出模块的电源输入端分别电性连接。

图1、2、3、4所示，多路DC/DC输出模块输出的电压不同，DC/AC输出模块输出电压是交流220V。电源切换模块的电源输入端还可以和远端交流电源连接，对应的多路DC/DC输出模块采用多路AC/DC输出模块，DC/DC转换模块采用AC/DC转换模块。多路DC/DC输出模块、DC/AC输出模块的电源输出端分别和不同用电电压的直流用电设备及交流用电设备的电源输入端电性连接。电源切换模块的电源输入端连接的是交流电源时，对应的AC/DC输出模块分别和不同用电电压的直流用电设备及交流用电设备的电源输入端电性连接，AC/DC转换模块和储能模块的电源输入端电性连接。

图1、2、3、4所示，电源管理模块用于采集、控制各模块工作状态；储能模块用于存储光伏发电模块和风力发电模块所发的电能，并输出存储的电能为机电设备供电，同时可作为远端输入外电失电后的备用电源使用；光伏发电模块用于将太阳能转化为电能；风力发电模块用于将风能转化为电能；DC/DC转换模块用于将储能模块输出转换为系统直流输入；DC/AC转换模块用于将储能模块输出转换为系统交流输入；DC/DC输出模块用于将系统直流输入转化为现场机电设备所需的直流24V、12V、5V和-48V；AC/DC输出模块用于将系统交流输入转化为现场机电设备所需的直流24V、12V、5V和-48V；DC/AC输出模块用于将系统直流输入转化为现场机电设备所需的交流220V；AC/DC/AC模块用于将系统交流输入转化为现场机电设备所需的交流220V；电源切换模块用于储能模块供电回路与系统远端供电回路间的切换，保证系统工作中有一个供电回路来供电。电源管理模块是整个系统的控制管理核心，用于采集各个模块中实时信息并显示，并对各个模块根据控制策略进行控制。中储能模块，如配置存储光伏发电模块、风力发电模块，用于存储光伏发电模块和风力发电模块所发的电能，如未配置存储光伏发电模块、风力发电模块，用于远端输入失电后的备用电源。系统远端输入为直流电时，系统中储能模块输出端应配置DC/DC模块，系统输出应配置DC/DC输出模块、DC/AC输出模块，系统输出的模块数量及模块输出电压等级根据现场机电设备布置情况可随意组合。系统远端输入为交流电时，系统中储能模块输出端应配置AC/DC模块，系统输出应配置AC/DC输出模块、AC/DC/AC输出模块，系统输出的模块数量及模块输出电压等级根据现场机电设备布置情况可随意组合。多路DC/DC输出模块电压为直流24V、直流12V、直流5V、直流-48V，DC/AC输出模块输出的电压是交流220V。输出模块、转换模块均由外围电路和主电路组成，主电路为插拔式模块设计，发生故障直接插拔更换模块，避免大面积更换，缩短故障时间。系统配置光伏发电模块、风力发电模块时，储能模块作为系统供电的主回路，远端外电输入作为备用电源，当电源管理模块采集到的储能模块电量低于阈值时，通过电源管理模块控制电源切换模块切换到远端外电输入。

图1、2、3、4所示，本发明中光伏发电模块、风力发电模块可根据现场太阳光和风资源情况进行选配，输出的模块数量及模块输出电压等级可根据现场机电设备布置情况随意组合，输出模块、转换模块均由外围电路和主电路组成。具体工作时，若系统中配置了光伏发电模块、风力发电模块时，电源切换模块的开关K2闭合，开关K1打开，储能模块作为系统供电的主回路，远端外电直流输入作为备用电源，当电源管理模块采集到的储能模块电量低于阈值时，通过电源管理模块控制开关K1闭合，由远端外电交流输入供电，同时储能模块通过DC/DC转换模块进行充电。若系统中未配置光伏发电模块、风力发电模块时，通过电源管理模块控制开关K1闭合，远端外电交流输入作为系统供电的主回路，储能模块根据储能情况由电源管理模块控制开关K2通过DC/DC转换模块为储能模块充电，当电源管理模块采集到远端外电交流输入失电时，通过电源管理模块控制开关K2闭合切换到储能模块通过DC/DC转换模块转换后进行供电。电路中，AC/DC输出模块型号是MKA/D24、AC/DC输出模块型号是MKA/D12、AC/DC输出模块型号是MKA/D5、AC/DC输出模块型号是MKA/D-48、AC/DC/AC输出模块型号是MKA/A220、电源管理模块型号是GMK18-2、DC/AC转换模块型号是ZMK/800-3000、储能模块型号是DBSHV50S、光伏发电模块型号是GF 1mw、风力发电模块型号是FD18。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种高速公路机电设备多电源供电系统，其特征在于包括电源管理模块、储能模块、光伏发电模块、风力发电模块、DC/DC转换模块、DC/AC转换模块、DC/DC输出模块、DC/AC输出模块、电源切换模块；所述光伏发电模块、风力发电模块的电源输出端和储能模块的第一路及第二路电源输入端分别电性连接，储能模块的电源输出端和电源管理模块的第一路电源输入端电性连接，电源管理模块的第一路电源输出端和DC/DC转换模块的第一路电源输入端电性连接；所述DC/DC转换模块的第二路电源输入端和电源切换模块的第一路电源输出端电性连接，DC/DC转换模块的电源输出端和储能模块的第三路电源输入端电性连接，远端直流电源和电源切换模块的电源输入端以及电源管理模块的第二路电源输入端分别电性连接；所述DC/DC输出模块有多路，多路DC/DC输出模块及DC/AC输出模块的电源输入端和电源切换模块的第二路电源输出端分别电性连接，电源管理模块的多路控制电源输出端和多路DC/DC输出模块及DC/AC输出模块的电源输入端分别电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种高速公路机电设备多电源供电系统，其特征在于，多路DC/DC输出模块输出的电压不同，DC/AC输出模块输出电压是交流220V。

3.根据权利要求1所述的一种高速公路机电设备多电源供电系统，其特征在于，电源切换模块的电源输入端还可以和远端交流电源连接，对应的多路DC/DC输出模块采用多路AC/DC输出模块，DC/DC转换模块采用AC/DC转换模块，还可采用AC/DC/AC输出模块。

4.根据权利要求1所述的一种高速公路机电设备多电源供电系统，其特征在于，多路DC/DC输出模块、DC/AC输出模块的电源输出端分别和不同用电电压的直流用电设备及交流用电设备的电源输入端电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种高速公路机电设备多电源供电系统，其特征在于，电源切换模块的电源输入端连接的是交流电源时，对应的AC/DC输出模块分别和不同用电电压的直流用电设备及交流用电设备的电源输入端电性连接，AC/DC转换模块和储能模块的电源输入端电性连接。

Images