一种应用于通信基站电源的削峰填谷方法与流程

本发明涉及电源管理领域，特别指一种应用于通信基站电源的削峰填谷方法。

背景技术：

为了保障通信不间断，除了需要通过电网对通信基站进行供电以外，在通信基站机房里还需配置应急储能电源，以便停电时基站能够连续工作。基站的应急储能电源主要采用铅酸电池或者锂电池，由于锂电池具有低污染、寿命长等优良性能，随着锂电池成本不断下降，其经济性开始凸显，新增基站越来越多的采用锂电池，并逐步替代已建基站的铅酸电池。

磷酸铁锂电池全生命周期可以充放电3000次左右，但现有基站在单纯备电的模式下，年平均只用到4至6次，对于锂电池的性能而言是极大的浪费。

因此，如何提供一种应用于通信基站电源的削峰填谷方法，实现充分利用锂电池性能，并提升通信基站电源可靠性，成为一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题，在于提供一种应用于通信基站电源的削峰填谷方法，实现充分利用锂电池性能，并提升通信基站电源可靠性。

本发明是这样实现的：一种应用于通信基站电源的削峰填谷方法，包括如下步骤：

步骤s10、设定一充电时段、一放电时段以及一第一阈值，储能变流器判断电网是否停电，若是，则储能变流器向电池管理器发送停电命令，并进入步骤s20；若否，则进入步骤s70；

步骤s20、电池管理器接收到所述停电命令后，锂电池通过二极管给直流负载供电，并检测继电器是否吸合，若是，则提示继电器已吸合故障，并结束流程；若否，则进入步骤s30；

步骤s30、判断锂电池电量的百分比是否小于所述第一阈值，若是，则提示锂电池过放故障，并结束流程；若否，则向电池分路器发送吸合继电器的命令，并进入步骤s40；

步骤s40、判断继电器是否吸合，若是，则进入步骤s50；若否，则提示继电器未吸合故障，并进入步骤s30；

步骤s50、锂电池通过继电器给直流负载供电，储能变流器判断电网是否来电，若否，则进入步骤s60；若是，则进入步骤s70；

步骤s60、判断锂电池电量的百分比是否小于所述第一阈值，若是，则提示锂电池过放故障，并结束流程；若否，则进入步骤s50；

步骤s70、判断当下的时间属于充电时段还是放电时段，若属于充电时段，则进入步骤s80；若属于放电时段，则进入步骤s90；

步骤s80、储能变流器将电网的交流电转换为直流电后，给锂电池充电；

步骤s90、储能变流器将锂电池的直流电转换为交流电后，将电能输送至电网。

进一步地，所述充电时段为电费低于平均价的时段；所述放电时段为电费高于平均价的时段。

进一步地，所述步骤s80具体包括：

步骤s81、设定一第二阈值；电池管理器向储能变流器发送充电命令；

步骤s82、电池管理器判断储能变流器是否执行所述充电命令，若是，则进入步骤s83；若否，则进入步骤s81；

步骤s83、判断锂电池电量的百分比是否超过所述第二阈值，若是，则则提示锂电池过充故障，并结束流程；若否，则进入步骤s84；

步骤s84、储能变流器将电网的交流电转换为直流电后，给锂电池充电，判断当下时段是否为充电时段，若是，则进入步骤s85；若否，则电池管理器向储能变流器发送停止充电命令，并进入步骤s86；

步骤s85、判断锂电池电量的百分比是否大于所述第二阈值，若是，则停止充电并结束流程；若否，则进入步骤s84；

步骤s86、电池管理器判断锂电池是否还在充电，若是，则提示储能变流器故障告警；若否，则结束流程。

进一步地，所述步骤s90具体包括：

步骤s91、电池管理器向储能变流器发送放电命令；

步骤s92、电池管理器判断储能变流器是否执行所述放电命令，若是，则进入步骤s93；若否，则进入步骤s91；

步骤s93、判断锂电池电量的百分比是否低于所述第一阈值，若是，则则提示锂电池过放故障，并结束流程；若否，则进入步骤s94；

步骤s94、储能变流器将锂电池的直流电转换为交流电后，将电能输送至电网，判断当下时段是否为放电时段，若是，则进入步骤s95；若否，则电池管理器向储能变流器发送停止放电命令，并进入步骤s96；

步骤s95、判断锂电池电量的百分比是否小于所述第一阈值，若是，则停止放电并结束流程；若否，则进入步骤s94；

步骤s96、电池管理器判断锂电池是否还在放电，若是，则提示储能变流器故障告警；若否，则结束流程。

本发明的优点在于：

通过设置所述充电时段以及放电时段，当电网未停电的前提下，若处于所述充电时段，且锂电池未过充，则储能变流器将电网的交流电转换为直流电后，给锂电池充电；所处于所述放电时段，且锂电池未过放，则储能变流器将锂电池的直流电转换为交流电后，将电能输送至电网，即进行削峰填谷，充分利用锂电池性能；通过设置所述第一阈值以及第二阈值，时刻监控锂电池是否过充或者过放，极大的提升了通信基站电源可靠性。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种应用于通信基站电源的削峰填谷方法的流程图。

图2是本发明充电时段的流程图。

图3是本发明放电时段的流程图。

图4是本发明一种应用于基站的直流储能后备电源的电路原理框图。

图5是本发明锂电池组的电路原理框图。

图6是本发明电流分路器的电路图。

图7是本发明一种应用于基站的直流储能后备电源的应用示意图。

标记说明：

100-一种应用于基站的直流储能后备电源，1-断路器，2-交流配电设备，3-储能变流器，4-通信模块，5-云服务器，6-开关电源，7-直流配电设备，8-电流采集器，9-电流分路器组，10-锂电池组，11-直流负载，12-交流负载，13-电网，91-电流分路器，911-端口a，912-端口b，913-二极管，914-继电器，101-电池包，1011-锂电池，1012-电池管理器。

具体实施方式

本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：设定一充电时段、一放电时段、一用于判断锂电池1011是否过放的第一阈值以及一用于判断锂电池1011是否过充的第二阈值，当电网13停电时，电池管理器1012控制锂电池1011给直流负载11供电，当锂电池1011的电量百分比小于所述第一阈值或者电网13来电时停止放电；当电网13来电时，若处于所述充电时段，且锂电池1011的电量百分比未超过所述第二阈值，则储能变流器3将电网13的交流电转换为直流电后，给锂电池1011充电；若处于放电时段，且锂电池1011的电量百分比未低于所述第一阈值，则储能变流器3将锂电池1011的直流电转换为交流电后，将电能输送至电网13。

请参照图1至图7所示，本发明需用到如下一种应用于基站的直流储能后备电源100，包括一断路器1、一交流配电设备2、一储能变流器(pcs)3、一通信模块4、一云服务器5、一开关电源6、一直流配电设备7、一电流采集器8、一电流分路器组9以及一锂电池组10；

所述断路器1用于通断后备电源100与电网13；所述交流配电设备2用于对交流电进行分配；所述储能变流器3用于控制锂电池组10的充电和放电过程，并进行交直流的变换；所述通信模块4用于将串口数据和ip数据进行转换，并通过无线方式进行传输，在具体实施时，所述通信模块4可为gprs通信模块或者wifi通信模块；所述云服务器5用于远程接收储能变流器3的运行数据、运行状态、远程开关机所述储能变流器3等；所述开关电源6用于将交流电转换为直流电；所述直流配电设备7用于对直流电进行分配；所述电流采集器8用于采集从电流分路器组9输出至直流配电设备7的电流，并发送给所述储能变流器3，用于判断所述锂电池组10的工作模式，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的电流采集器即可，并不限于何种型号，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的；所述电流分路器组9用于将所述锂电池组10输出的电流进行分路，一路输出至所述储能变流器3，另一路输出至所述直流配电设备7；所述锂电池组10用于存储电网13的电能，给直流负载11和交流负载12供电，或者把存储的电能输送给电网13；

所述交流配电设备2的一端与断路器1连接，另一端与所述储能变流器3以及开关电源6连接；所述通信模块4的一端分别与储能变流器3以及锂电池组10连接，另一端与所述云服务器5连接；所述电流采集器8、电流分路器组9以及锂电池组10均分别与储能变流器3连接；所述电流分路器组9的一端与锂电池组10连接，另一端分别与所述电流采集器8、开关电源6以及直流配电设备7连接。

所述锂电池组10包括复数个电池包101；各所述电池包均包括一锂电池1011以及一电池管理器(bms)1012；所述电池管理器1012用于对锂电池1011进行管理，提高所述锂电池1011的利用率，并避免过充和过放，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的电池管理器即可，并不限于何种型号，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的；

所述所述通信模块4与锂电池组10连接具体为通信模块4与电池管理器1012连接，云服务器5依次通过通信模块4以及电池管理器1012获取锂电池1011的参数信息。

所述锂电池1011的一端与电流分路器组9连接，另一端与所述电池管理器1012连接；所述电池管理器1012分别与电流分路器组9以及储能变流器3连接。

所述锂电池组10与储能变流器3连接具体为：

锂电池组10通过can总线与储能变流器3连接；can属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。

所述电流分路器组9包括复数个电流分路器91；所述电流分路器91包括一端口a911、一端口b912、一二极管913以及一继电器914；所述二极管913用于防止电流逆流；所述继电器914用于导通锂电池组10和直流配电设备7，并受所述电池管理器1012控制；

所述端口a911的一端与锂电池组10的正极连接，另一端分两路分别与所述储能变流器3以及直流配电设备7连接；所述端口b912的一端与锂电池组10的负极连接，另一端分两路，一路与所述储能变流器3连接，另一路通过所述二极管913与直流配电设备7连接；所述二极管913的输出端与端口b912连接；所述继电器914并联在二极管913上，并与所述锂电池组10连接。

所述储能变流器3设有一触摸显示屏(未图示)，用于操作所述储能变流器3。

本发明一种应用于通信基站电源的削峰填谷方法的较佳实施例，包括如下步骤：

步骤s10、设定一充电时段、一放电时段以及一第一阈值，储能变流器判断电网是否停电，若是，则储能变流器向电池管理器发送停电命令，并进入步骤s20；若否，则进入步骤s70；所述第一阈值优选为15％；

步骤s20、电池管理器接收到所述停电命令后，锂电池通过二极管给直流负载供电，并检测继电器是否吸合，若是，则提示继电器已吸合故障，并结束流程；若否，则进入步骤s30；检测继电器是否吸合时需连续检测3次，若3次均吸合则提示继电器已吸合故障，以防误判；

步骤s30、判断锂电池电量的百分比是否小于所述第一阈值，若是，则提示锂电池过放故障，并结束流程；若否，则向电池分路器发送吸合继电器的命令，并进入步骤s40；

步骤s40、判断继电器是否吸合，若是，则进入步骤s50；若否，则提示继电器未吸合故障，并进入步骤s30；判断继电器是否吸合时需连续检测3次，若3次均未吸合则提示继电器未吸合故障，以防误判；

步骤s50、锂电池通过继电器给直流负载供电，储能变流器判断电网是否来电，若否，则进入步骤s60；若是，则进入步骤s70；即电网一停电，锂电池便不间断的通过二极管给直流负载供电，为避免二极管导通后发热过大，利用继电器旁路掉二极管，即通过继电器给直流负载进行供电；

步骤s60、判断锂电池电量的百分比是否小于所述第一阈值，若是，则提示锂电池过放故障，并结束流程；若否，则进入步骤s50；

步骤s70、判断当下的时间属于充电时段还是放电时段，若属于充电时段，则进入步骤s80；若属于放电时段，则进入步骤s90；

步骤s80、储能变流器将电网的交流电转换为直流电后，给锂电池充电；

步骤s90、储能变流器将锂电池的直流电转换为交流电后，将电能输送至电网。

所述充电时段为电费低于平均价的时段；所述放电时段为电费高于平均价的时段。

所述步骤s80具体包括：

步骤s81、设定一第二阈值；电池管理器向储能变流器发送充电命令；所述第二阈值优选为95％；通过设置所述第一阈值以及第二阈值，时刻监控锂电池是否过充或者过放，极大的提升了通信基站电源(一种应用于基站的直流储能后备电源100)的可靠性；

步骤s82、电池管理器判断储能变流器是否执行所述充电命令，若是，则进入步骤s83；若否，则进入步骤s81；电池管理器判断储能变流器是否执行所述充电命令时需连续判断3次，以防误判；

步骤s83、判断锂电池电量的百分比是否超过所述第二阈值，若是，则则提示锂电池过充故障，并结束流程；若否，则进入步骤s84；

步骤s84、储能变流器将电网的交流电转换为直流电后，给锂电池充电，判断当下时段是否为充电时段，若是，则进入步骤s85；若否，则电池管理器向储能变流器发送停止充电命令，并进入步骤s86；

步骤s85、判断锂电池电量的百分比是否大于所述第二阈值，若是，则停止充电并结束流程；若否，则进入步骤s84；

步骤s86、电池管理器判断锂电池是否还在充电，若是，则提示储能变流器故障告警；若否，则结束流程。电池管理器判断锂电池是否还在充电时需要连续检测3次，若检测3次均为还在充电，则提示储能变流器故障告警，以防误判。

所述步骤s90具体包括：

步骤s91、电池管理器向储能变流器发送放电命令；

步骤s92、电池管理器判断储能变流器是否执行所述放电命令，若是，则进入步骤s93；若否，则进入步骤s91；电池管理器判断储能变流器是否执行所述放电命令时需连续判断3次，以防误判；

步骤s93、判断锂电池电量的百分比是否低于所述第一阈值，若是，则则提示锂电池过放故障，并结束流程；若否，则进入步骤s94；

步骤s94、储能变流器将锂电池的直流电转换为交流电后，将电能输送至电网，判断当下时段是否为放电时段，若是，则进入步骤s95；若否，则电池管理器向储能变流器发送停止放电命令，并进入步骤s96；

步骤s95、判断锂电池电量的百分比是否小于所述第一阈值，若是，则停止放电并结束流程；若否，则进入步骤s94；

步骤s96、电池管理器判断锂电池是否还在放电，若是，则提示储能变流器故障告警；若否，则结束流程。电池管理器判断锂电池是否还在放电时需连续检测3次，若3次均为还在放电，则提示储能变流器故障告警，以防误判。

综上所述，本发明的优点在于：

通过设置所述充电时段以及放电时段，当电网未停电的前提下，若处于所述充电时段，且锂电池未过充，则储能变流器将电网的交流电转换为直流电后，给锂电池充电；所处于所述放电时段，且锂电池未过放，则储能变流器将锂电池的直流电转换为交流电后，将电能输送至电网，即进行削峰填谷，充分利用锂电池性能；通过设置所述第一阈值以及第二阈值，时刻监控锂电池是否过充或者过放，极大的提升了通信基站电源可靠性。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。