【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,人們的日常生活已越來越無法離開手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備,為了保障大家的日常通信交流,需要大量的通信基站來支撐這一通信網(wǎng)絡(luò)。對(duì)無法正常獲得市電供給的偏遠(yuǎn)地區(qū)通信基站,設(shè)計(jì)符合基站電源基本供電指標(biāo)要求的高可靠性基站電源系統(tǒng)具有重要意義。相比于傳統(tǒng)的將柴油發(fā)電機(jī)作為主要供電電源的偏遠(yuǎn)地區(qū)基站供電系統(tǒng)解決方案,將可再生能源接入作為基站負(fù)荷供電電源可以極大地減少對(duì)不可再生能源的使用,降低對(duì)環(huán)境造成的污染。本文主針對(duì)含可再生能源供電的基站電源展開研究,圍繞著基站電源優(yōu)化設(shè)計(jì)、儲(chǔ)能單元可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)開展相關(guān)研究工作。首先,圍繞風(fēng)光柴儲(chǔ)基站電源展開設(shè)計(jì),對(duì)于基站電源設(shè)計(jì)的指標(biāo)要求進(jìn)行了描述,總結(jié)出基站主要負(fù)荷具有采用-48V的直流供電形式且對(duì)直流基礎(chǔ)電源電壓范圍要求較寬的特點(diǎn)。接著,在傳統(tǒng)風(fēng)光柴儲(chǔ)直流微網(wǎng)架構(gòu)下,基于基站負(fù)荷的特點(diǎn),提出了基站電源的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,采用蓄電池與直流母線直接并接的接線方式而省去了雙向變換器,闡述了光伏電池及風(fēng)機(jī)的相關(guān)輸出控制策略。設(shè)計(jì)了基于柴油發(fā)電機(jī)的調(diào)速充電控制方案,采用同步發(fā)電機(jī)的恒定勵(lì)磁工作模式,通過控制電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)蓄電池的階段充電�；贛atlab/Simulink仿真工具搭建了風(fēng)光柴儲(chǔ)混合供電系統(tǒng)仿真平臺(tái),對(duì)風(fēng)光柴儲(chǔ)基站電源中各分布式電源控制策略進(jìn)行驗(yàn)證。開展了基于HGM7110DC直流發(fā)電機(jī)組控制器的柴油發(fā)電機(jī)調(diào)速充電控制實(shí)驗(yàn),對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)的調(diào)速充電控制進(jìn)行驗(yàn)證。其次,從儲(chǔ)能蓄電池組可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的角度出發(fā),分析影響其可靠工作的諸多因素,然后圍繞蓄電池管理系統(tǒng)(Battery Management System,BMS)展開相關(guān)研究,進(jìn)行了蓄電池組連接拓?fù)浞桨高x擇、均衡方案選擇以及蓄電池壽命檢測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)。首先,通過對(duì)比不同的蓄電池組連接拓?fù)?基于供電可靠性及單體電池一致性的考量,選用先并后串的接線方式作為的蓄電池組連接拓?fù)?然后,對(duì)采用不同控制策略的均衡方案進(jìn)行比較分析,針對(duì)傳統(tǒng)電容主動(dòng)均衡方案中的不足,進(jìn)行了基于鉛酸蓄電池專用均衡芯片LTC3305的蓄電池組均衡方案設(shè)計(jì),通過相關(guān)的均衡實(shí)驗(yàn)對(duì)該均衡方案進(jìn)行了初步驗(yàn)證;最后,針對(duì)本文所設(shè)計(jì)的風(fēng)光柴儲(chǔ)基站電源,提出了一套蓄電池組壽命在線檢測(cè)及報(bào)警的設(shè)計(jì)方案,實(shí)現(xiàn)了蓄電池健康狀態(tài)(State of Health,SOH)的在線估算,同時(shí)在傳統(tǒng)安時(shí)積分法的基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)的參數(shù)校正,使得蓄電池剩余容量(State of Charge,SOC)的在線估算精確度得以提高。本文還對(duì)蓄電池壽命檢測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì),介紹了部分硬件電路的設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)軟件程序流程,初步完成了基于GPRS模塊SIM900A的短信報(bào)警功能開發(fā)設(shè)計(jì)。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM314;TM912
【圖文】：

在實(shí)際應(yīng)用部分，目前國(guó)內(nèi)外也有許多提供新能源基站電源解決方案的公司。例如意大利的 ASCOT 公司，它主要在電力能源領(lǐng)域開展國(guó)際業(yè)務(wù)，且致力于柴油發(fā)電機(jī)的生產(chǎn)、混合電源控制技術(shù)研究及動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)。如圖 1-1（a）所示為該公司提出的風(fēng)光柴儲(chǔ)混合獨(dú)立基站電源的示意圖，它包含一個(gè)高效的能量管理單元，能實(shí)現(xiàn)對(duì)基站負(fù)荷的可靠供電管理。與傳統(tǒng)的單獨(dú)使用柴油發(fā)電機(jī)供電相比，這種供電方案能節(jié)省 68%的燃油消耗。

第 2 章 風(fēng)光柴儲(chǔ)基站電源設(shè)計(jì)基站電源設(shè)計(jì)指標(biāo)要求中華人民共和國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) YD/T 1051-2010《通信局(站)電源系統(tǒng)總技》中的相關(guān)規(guī)定，通信基站基站電源應(yīng)保證穩(wěn)定、可靠、安全地供電。對(duì)于基站常用的混合供電方式電源系統(tǒng)，技術(shù)要求中提供了典型應(yīng)用示如圖 2-1 所示。

即可實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)系統(tǒng)中各單元的功率平衡，不需要考慮交流微網(wǎng)中定、無功功率等問題，各分布式電源之間易于實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制；）對(duì)于新能源混合獨(dú)立供電系統(tǒng)，光伏電池、儲(chǔ)能單元等分布式電電，采用直流微網(wǎng)架構(gòu)將省去部分交直流變換裝置，從而減小成[47]�？紤]到基站負(fù)荷主要為直流負(fù)荷，因此本文選擇直流微網(wǎng)架構(gòu)作組網(wǎng)架構(gòu)，來展開相關(guān)研究設(shè)計(jì)。型風(fēng)光柴儲(chǔ)直流微網(wǎng)架構(gòu)微網(wǎng)大多采用了風(fēng)、光等可再生能源的接入，而可再生能源供電機(jī)性會(huì)影響到供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此通常需要增加儲(chǔ)能模塊，率的供需平衡，保證微網(wǎng)可靠運(yùn)行。同時(shí)獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)還會(huì)配置為備用電源，以滿足可再生能源不足且蓄電池儲(chǔ)能不足時(shí)負(fù)荷的統(tǒng)獨(dú)立風(fēng)光柴儲(chǔ)直流微網(wǎng)架構(gòu)如圖 2-2 所示。

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本文編號(hào)：2801227