小型化储能型稳压电源的制作方法

    专利2022-07-09  76


    本实用新型属于不间断电源产品领域,尤其是涉及一种小型化储能型稳压电源。



    背景技术:

    随着国家天网工程及5g智慧杆的建设,越来越多的摄像头分布在城市、郊区、乡镇的各个角落,但由于配电网络建设的滞后,其配电末端的电压较低或波动较大,甚至常常断电。天网工程又要求摄像头24小时不间断工作,由于电源不稳定等问题,导致摄像头经常性重启或停止工作,不能满足客户对摄像头运行的要求,对运维工作也带来了很大的麻烦。监控系统功率较小,摄像头、交换机、补光灯所有负荷总功率不到200w,但其对电源的质量又要求较高。

    总的来说,客户要求该电源需具备稳压、备电、监控、削峰填谷等功能,且需要体积小,重量轻,便于安装在监控杆的背包箱里。但目前市场上的不间断电源,无论在体积上或功能上均不能完全满足客户的需求。



    技术实现要素:

    有鉴于此,本实用新型提出一种小型化储能型稳压电源,具体为,其包括:

    电源主回路,其包括智能计量断路器、锂电池充电器、24v电源稳压模块、12电源稳压模块、24v磷酸铁锂电池包;智能计量断路器的输入端连接至市电,智能计量断路器的输出端连接至锂电池充电器的输入端,锂电池充电器的输出端经直流母线分别与24v电源稳压模块的输入端、12v电源稳压模块的输入端和24v磷酸铁锂电池包的输出端电连接;24v电源稳压模块的输出端为外部的负载供电;

    通信回路,其包括智能计量断路器的通信模块、24v磷酸铁锂电池包的保护板的通信模块、4gdtu无线通信模块;智能计量断路器的通信模块和24v磷酸铁锂电池包的保护板的通信模块的rs485接口分别通过屏蔽双绞线并接于4gdtu无线通信模块的同一个rs485接口上;

    12电源稳压模块的输出端为4gdtu无线通信模块供电。

    本实用新型的电源主回路主要解决了电能质量差及市电停电时导致负荷无法正常工作的问题,起到了稳压和备电的作用;通信回路可将市电的电压、电流、功率、电量和电池的电压、电流、soc、soh、温度以及单节电芯的电压等信息通过无线网络将数据传送到运维监控平台。运维人员可实时监控系统运行状况,及时准确地定位故障信息。通过这一系统的搭建可降低运维成本,提高工作效率、减少故障率。同时该监控平台还可为客户提供负荷变化曲线,电量统计报表等高级应用功能,便于客户对设备用电情况进行分析和统计。主回路和通信回路配合使用,可通过监控平台对电源设备进行运方控制,通过对断路器的控制实现削峰填谷的控制策略。

    附图说明

    构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:

    图1为本实用新型的小型化储能型稳压电源的电路原理图;

    图2为在市电正常时本实用新型的能量流动示意图;

    图3为在市电波动时本实用新型的能量流动示意图;

    图4为在市电断电时本实用新型的能量流动示意图;

    图5为削峰填谷控制策略中,本实用新型在谷时段的能量流动示意图;

    图6为本实用新型在峰时段的能量流动示意图。

    具体实施方式

    需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

    下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

    如图1所示,本实用新型的小型化储能型稳压电源,包括电源主回路(能量流)和通信回路(信息流)两大部分;其中,

    电源主回路,其包括智能计量断路器1、锂电池充电器2、24v电源稳压模块3、12电源稳压模块4、24v磷酸铁锂电池包5;智能计量断路器1的输入端连接至市电,智能计量断路器1的输出端连接至锂电池充电器2的输入端,锂电池充电器2的输出端经直流母线分别与24v电源稳压模块3的输入端、12v电源稳压模块4的输入端和24v磷酸铁锂电池包5的输出端电连接;24v电源稳压模块3的输出端为外部的负载供电;

    通信回路,其包括智能计量断路器1的通信模块、24v磷酸铁锂电池包5的保护板的通信模块、4gdtu无线通信模块6;智能计量断路器1的通信模块和24v磷酸铁锂电池包5的保护板的通信模块的rs485接口分别通过屏蔽双绞线并接于4gdtu无线通信模块6同一个rs485接口上;12电源稳压模块4的输出端为4gdtu无线通信模块供电。

    通过4gdtu无线通信模块将智能计量断路器和24v磷酸铁锂电池包的数据传送到远端的监控平台上,监控平台也可通过4gdtu无线通信模块对智能计量断路器进行远程分合闸操作。

    智能计量断路器可监视输入市电的电压、电流及电量,并支持远程遥控功能,24v磷酸铁锂电池包的保护板具备过充、过放、过流、短路、被动均衡等保护功能。

    进一步,智能计量断路器1可采用速通电气的型号为stb1-125/rj/1p n/32a;

    锂电池充电器2可采用伊赛电子的型号为es360a-29.2v/10a;

    24v电源稳压模块3可采用蓝色星球的型号为bp18v-36v转24v10a;

    12电源稳压模块4可采用蓝色星球的型号为bp9~36v转12v3a;

    24v磷酸铁锂电池包采用五洲驭新的型号为25.6v/20ah;

    4gdtu无线通信模块6可采用汉枫的型号为eg41。

    本实用新型的工作原理:

    市电正常时:如图2所示,市电通过智能计量断路器接到锂电池充电器输入端,经锂电池充电器整流后给电池充电,同时通过24v电源稳压模块和12电源稳压模块给负载提供稳定的电源。

    市电波动时:如图3所示,充电器无法正常工作,无直流电压输出,锂电池不间断直接放电,平稳过度可起到稳压作用,保证市电不稳时,负载仍可稳定工作。

    市电断电时:如图4所示,市电停电时,电池系统可不间断直接给负载供电,供电时长根据据设计所配置电池容量确定。保证断电时间内,负载仍可以正常工作。

    削峰填谷:可通过监控平台设置时间,远程对智能计量断路器进行分合闸控制,以实现电价低时充电,电价高时放电的削峰填谷控制策略。需注意,放电时需保证电池有一定的余量,以防此时市电停电而影响负荷的工作。图5为谷时段,断路器合闸,给电池充电;图6为峰时段,远程遥控断路器分闸,电池放电。

    本实用新型为需要稳压和备电作用的应用场景提供了一种小型化储能型的结构方案,并且为运维人员能实时监控系统运行状况,及时准确地定位故障信息提供了结构基础。

    以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。


    技术特征:

    1.小型化储能型稳压电源,其特征在于,包括:

    电源主回路,其包括智能计量断路器、锂电池充电器、24v电源稳压模块、12电源稳压模块、24v磷酸铁锂电池包;智能计量断路器的输入端连接至市电,智能计量断路器的输出端连接至锂电池充电器的输入端,锂电池充电器的输出端经直流母线分别与24v电源稳压模块的输入端、12v电源稳压模块的输入端和24v磷酸铁锂电池包的输出端电连接;24v电源稳压模块的输出端为外部的负载供电;

    通信回路,其包括智能计量断路器的通信模块、24v磷酸铁锂电池包的保护板的通信模块、4gdtu无线通信模块;智能计量断路器的通信模块和24v磷酸铁锂电池包的保护板的通信模块的rs485接口分别通过屏蔽双绞线并接于4gdtu无线通信模块的同一个rs485接口上;

    12电源稳压模块的输出端为4gdtu无线通信模块供电。

    技术总结
    本实用新型的小型化储能型稳压电源,包括电源主回路和通信回路,电源主回路中,智能计量断路器的输入端连接至市电,智能计量断路器的输出端连接至锂电池充电器的输入端,锂电池充电器的输出端经直流母线分别与24V电源稳压模块的输入端、12V电源稳压模块的输入端和24V磷酸铁锂电池包的输出端电连接;24V电源稳压模块的输出端为外部的负载供电;通信回路中,智能计量断路器的通信模块和24V磷酸铁锂电池包的保护板的通信模块的RS485接口分别通过屏蔽双绞线并接于4G DTU无线通信模块的同一个RS485接口上;12电源稳压模块的输出端为4G DTU无线通信模块供电。本实用新型占用空间小,并且为实现运维人员能实时监控系统运行状况,及时准确地定位故障信息提供了结构基础。

    技术研发人员:延栋
    受保护的技术使用者:北京五洲驭新科技有限公司
    技术研发日:2020.08.03
    技术公布日:2021.03.12

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