通信電源系統(tǒng)效率提升方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通信電源系統(tǒng)效率提升方法，包括以下步驟：通過AD 轉換模塊采集電池組電流，判斷電池充電狀態(tài)為浮充；通過AD 轉換模塊采集開關電源模塊實際輸出電流，得到系統(tǒng)開關電源模塊最大理論輸出電流，計算得出電源系統(tǒng)當前負載率；計算當前所需開啟模塊數(shù)量，延時一段時間后進入輪休狀態(tài)；監(jiān)控模塊下發(fā)指令到控制模塊開關，調整模塊開啟數(shù)量為上述步驟3計算得到的所需開啟模塊數(shù)量，并開啟延時；延時時間到，開啟一臺新模塊，然后關閉一臺原有模塊，并開啟新的延時，實時計算負載率，重新計算需開啟的模塊數(shù)量。達到降低通信電源能耗的目的。
【專利說明】通信電源系統(tǒng)效率提升方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信電源領域，具體地，涉及一種通信電源系統(tǒng)效率提升方法。

【背景技術】
[0002]通信電源通過近幾十年的發(fā)展，從相控電源、硬開關高頻開關電源，到零電壓零電流切換的軟開關高頻開關電源，再到現(xiàn)在新型拓撲電路的高效率高頻開關電源，通信電源的效率一路提升，從早期70%~80%的效率提升到近期的90%再到現(xiàn)在96%的系統(tǒng)效率，節(jié)能效果顯著，為節(jié)能減排做出杰出貢獻。近年來，運營商在通信基站中開始批量使用高效率通信電源。
[0003]目前，我國的通信網(wǎng)絡中有上萬百臺交換機、幾十萬個移動基站，隨著通信業(yè)的不斷發(fā)展，通信網(wǎng)絡設備數(shù)量不斷增長，所需的電力等能源需求也日益增長。在通信機房中，通信設備用電量最大，其次是空調用電，作為直流通信電源用電量約占10%。通信機房來講要進行節(jié)能減排，最核心部分是通信主設備，通信主設備能耗降低，直流供電系統(tǒng)的供電量也隨之降低，空調的用電量隨著機房整體發(fā)熱量下降而隨之降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種通信電源系統(tǒng)效率提升方法，以降低通信電源能耗的優(yōu)點。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
一種通信電源系統(tǒng)效率提升方法，包括以下步驟:
步驟1、通過AD轉換模塊采集電池組電流，判斷電池充電狀態(tài)為浮充；
步驟2、通過AD轉換模塊采集開關電源模塊實際輸出電流，得到系統(tǒng)開關電源模塊最大理論輸出電流，計算得出電源系統(tǒng)當前負載率；
步驟3、調整模塊數(shù)量，使負載率調整到40% — 80%之間，計算當前所需開啟模塊數(shù)量，延時一段時間后進入輪休狀態(tài)；
步驟4、監(jiān)控模塊下發(fā)指令到控制模塊開關，調整模塊開啟數(shù)量為上述步驟3計算得到的所需開啟模塊數(shù)量，并開啟延時；
步驟5、延時時間到，開啟一臺新模塊，然后關閉一臺原有模塊，并開啟新的延時，重復執(zhí)行步驟5直到負載率超出40% — 80%區(qū)間；
步驟6、實時計算負載率，如超出40% — 80%區(qū)間，則重新計算需開啟的模塊數(shù)量，然后在新的模塊數(shù)量的條件下，繼續(xù)以上述步驟4至步驟5的工作，實現(xiàn)輪休。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述步驟5中開啟一臺新模塊，然后關閉一臺原有模塊需要遵守先開后關原則，即在輪休狀態(tài)下要關閉I臺本來開啟的模塊前，必須先開啟I臺本來關閉的模塊，并通過單獨采集新開啟模塊的電壓，來判斷該模塊確實開啟后，才能關閉原有t吳塊。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，上述步驟I至步驟6中必須遵守模塊故障跳出的原則、最少模塊數(shù)原則、充電狀態(tài)轉換原則和交流異常保護原則。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述故障跳出的原則，發(fā)現(xiàn)模塊上傳故障，或判斷模塊通訊故障，都要立即結束輪休狀態(tài)恢復模塊浮充狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)故障解除則重新倒計時進入新的輪休狀態(tài)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述最少模塊數(shù)原則，不論何時都要保證處于開啟狀態(tài)的模塊數(shù)不少于2臺。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述充電狀態(tài)轉換原則，輪休只有在浮充狀態(tài)下才進行，當充電狀態(tài)從浮充轉為均充時，立即跳出輪休狀態(tài)，當充電狀態(tài)重新轉為浮充狀態(tài)后，重新倒計時進入新的輪休狀態(tài)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述交流異常保護原則，實時監(jiān)測交流供電狀況，當發(fā)現(xiàn)交流出現(xiàn)超限、缺相等異常狀態(tài)時，立即跳出輪休狀態(tài)。當檢測交流電恢復正常，重新倒計時進入新的輪休狀態(tài)。
[0012]本發(fā)明的技術方案具有以下有益效果:
本發(fā)明的技術方案通過電池組電流的采集，并依次為依據(jù)控制通信系統(tǒng)中各個模塊的休眠和開啟，從而降低了直流電量的消耗，達到降低通信電源能耗的目的。
[0013]達到提尚開關電源效率的目的。
[0014]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實施例所述的通信電源系統(tǒng)效率提升方法流程圖；
圖2本發(fā)明實施例所述的通信電源系統(tǒng)硬件的原理框圖。

【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]如圖1所示，一種通信電源系統(tǒng)效率提升方法，包括以下步驟:
步驟1、通過AD轉換模塊采集電池組電流，判斷電池充電狀態(tài)為浮充；
步驟2、通過AD轉換模塊采集開關電源模塊實際輸出電流，得到系統(tǒng)開關電源模塊最大理論輸出電流，計算得出電源系統(tǒng)當前負載率；
步驟3、調整模塊數(shù)量，使負載率調整到40% — 80%之間，計算當前所需開啟模塊數(shù)量，延時一段時間后進入輪休狀態(tài)；
步驟4、監(jiān)控模塊下發(fā)指令到控制模塊開關，調整模塊開啟數(shù)量為上述步驟3計算得到的所需開啟模塊數(shù)量，并開啟延時；
步驟5、延時時間到，開啟一臺新模塊，然后關閉一臺原有模塊，并開啟新的延時，重復執(zhí)行步驟5直到負載率超出40% — 80%區(qū)間；
步驟6、實時計算負載率，如超出40% — 80%區(qū)間，則重新計算需開啟的模塊數(shù)量，然后在新的模塊數(shù)量的條件下，繼續(xù)以上述步驟4至步驟5的工作，實現(xiàn)輪休。
[0018]步驟5中開啟一臺新模塊，然后關閉一臺原有模塊需要遵守先開后關原則，即在輪休狀態(tài)下要關閉I臺本來開啟的模塊前，必須先開啟I臺本來關閉的模塊，并通過單獨采集新開啟模塊的電壓，來判斷該模塊確實開啟后，才能關閉原有模塊。
[0019]步驟I至步驟6中必須遵守模塊故障跳出的原則、最少模塊數(shù)原則、充電狀態(tài)轉換原則和交流異常保護原則。
[0020]故障跳出的原則，發(fā)現(xiàn)模塊上傳故障，或判斷模塊通訊故障，都要立即結束輪休狀態(tài)恢復模塊浮充狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)故障解除則重新倒計時進入新的輪休狀態(tài)。
[0021]最少模塊數(shù)原則，不論何時都要保證處于開啟狀態(tài)的模塊數(shù)不少于2臺。
[0022]充電狀態(tài)轉換原則，輪休只有在浮充狀態(tài)下才進行，當充電狀態(tài)從浮充轉為均充時，立即跳出輪休狀態(tài)，當充電狀態(tài)重新轉為浮充狀態(tài)后，重新倒計時進入新的輪休狀態(tài)。
[0023]交流異常保護原則，實時監(jiān)測交流供電狀況，當發(fā)現(xiàn)交流出現(xiàn)超限、缺相等異常狀態(tài)時，立即跳出輪休狀態(tài)。當檢測交流電恢復正常，重新倒計時進入新的輪休狀態(tài)。
[0024]通信機房開關電源系統(tǒng)通過整流模塊的并聯(lián)輸出，為通信設備提供穩(wěn)定可靠的能量。出于通信電源系統(tǒng)的安全、可靠性考慮，系統(tǒng)容量采取整流模塊冗余配置。開關電源系統(tǒng)容量配置的一般原則主要是根據(jù)通信站點現(xiàn)有負載的大小、后備蓄電池容量的大小并考慮系統(tǒng)安全等因數(shù)采取N+1來進行系統(tǒng)容量的配置即整流模塊的數(shù)量。我們以移動通信基站為例說明通信直流電源系統(tǒng)現(xiàn)狀:目前移動現(xiàn)有負載一般在10至45A之間，配置兩組500AH蓄電池，蓄電池的充電限流值因供應商不同，其充電電流值也不同，一般為蓄電池組容量的0.1-0.15倍，那么開關電源的最大輸出電流約在195A，并考慮通信站點通信開關電源整流模塊N+1配置原則，大部分通信站點的開關電源系統(tǒng)配置4至6個容量為50A的整流模塊。但是，通信站點開關電源給蓄電池充電(均衡充電)的時間占整個運行時間的比例很小，絕大部分時間整流模塊是處于僅給負載供電和補充蓄電池浮充運行所消耗的自放電。此時每個整流模塊的輸出電流很小，長期運行在低效率狀態(tài)，開關電源自身的能耗比例增大，造成極大的能源浪費。開關電源整流模塊的輸出電流在其額定電流的40%-80%區(qū)間時，能量轉換效率最高。利用開關電源整流模塊休眠技術，根據(jù)系統(tǒng)當前的輸出電流大小，自動調整整流模塊的實際工作模塊數(shù)量，使“在工作”的整流模塊模塊運行在效率高的區(qū)間，提高整流模塊的能量轉換效率，降低自身能量消耗，達到開關電源系統(tǒng)總體工作效率提尚的目的。
[0025]整流模塊硬件方案如圖2所示，通過在整流模塊內(nèi)增設直流側輔助電源，使整流模塊在休眠時完全關閉主電路，保留控制電路工作，使整個模塊處于休眠待機狀態(tài)從而達到最佳的節(jié)能狀態(tài)。采用休眠技術的整個模塊內(nèi)AC/DC模塊，DC/DC模塊全部處于關閉狀態(tài)。因此，整個模塊休眠后，休眠狀態(tài)下的模塊總能耗只有5~15W，節(jié)能效果可提高30%。
[0026]最后應說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種通信電源系統(tǒng)效率提升方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、通過AD轉換模塊采集電池組電流，判斷電池充電狀態(tài)為浮充； 步驟2、通過AD轉換模塊采集開關電源模塊實際輸出電流，得到系統(tǒng)開關電源模塊最大理論輸出電流，計算得出電源系統(tǒng)當前負載率； 步驟3、調整模塊數(shù)量，使負載率調整到40% — 80%之間，計算當前所需開啟模塊數(shù)量，延時一段時間后進入輪休狀態(tài)； 步驟4、監(jiān)控模塊下發(fā)指令到控制模塊開關，調整模塊開啟數(shù)量為上述步驟3計算得到的所需開啟模塊數(shù)量，并開啟延時； 步驟5、延時時間到，開啟一臺新模塊，然后關閉一臺原有模塊，并開啟新的延時，重復執(zhí)行步驟5直到負載率超出40% — 80%區(qū)間； 步驟6、實時計算負載率，如超出40% — 80%區(qū)間，則重新計算需開啟的模塊數(shù)量，然后在新的模塊數(shù)量的條件下，繼續(xù)以上述步驟4至步驟5的工作，實現(xiàn)輪休。
2.根據(jù)權利要求1所述的通信電源系統(tǒng)效率提升方法，其特征在于，所述步驟5中開啟一臺新模塊，然后關閉一臺原有模塊需要遵守先開后關原則，即在輪休狀態(tài)下要關閉I臺本來開啟的模塊前，必須先開啟I臺本來關閉的模塊，并通過單獨采集新開啟模塊的電壓，來判斷該t吳塊確實開啟后，才能關閉原有t吳塊。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的通信電源系統(tǒng)效率提升方法，其特征在于，上述步驟I至步驟6中必須遵守模塊故障跳出的原則、最少模塊數(shù)原則、充電狀態(tài)轉換原則和交流異常保護原則。
4.根據(jù)權利要求3所述的通信電源系統(tǒng)效率提升方法，其特征在于，所述故障跳出的原則，發(fā)現(xiàn)模塊上傳故障，或判斷模塊通訊故障，都要立即結束輪休狀態(tài)恢復模塊浮充狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)故障解除則重新倒計時進入新的輪休狀態(tài)。
5.根據(jù)權利要求3所述的通信電源系統(tǒng)效率提升方法，其特征在于，所述最少模塊數(shù)原則，不論何時都要保證處于開啟狀態(tài)的模塊數(shù)不少于2臺。
6.根據(jù)權利要求3所述的通信電源系統(tǒng)效率提升方法，其特征在于，所述充電狀態(tài)轉換原則，輪休只有在浮充狀態(tài)下才進行，當充電狀態(tài)從浮充轉為均充時，立即跳出輪休狀態(tài)，當充電狀態(tài)重新轉為浮充狀態(tài)后，重新倒計時進入新的輪休狀態(tài)。
7.根據(jù)權利要求3所述的通信電源系統(tǒng)效率提升方法，其特征在于，所述交流異常保護原則，實時監(jiān)測交流供電狀況，當發(fā)現(xiàn)交流出現(xiàn)超限、缺相等異常狀態(tài)時，立即跳出輪休狀態(tài)； 當檢測交流電恢復正常，重新倒計時進入新的輪休狀態(tài)。
【文檔編號】H04L12/10GK104468134SQ201410716466
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月2日 優(yōu)先權日:2014年12月2日
【發(fā)明者】靳丹, 劉曉光, 宋曦, 馬樂, 蘇斌, 張帆, 洪衛(wèi), 任超 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)甘肅省電力公司, 國網(wǎng)甘肅省電力公司信息通信公司