提高通信電源交流電網適應性的控制方法及控制設備的製作方法

2023-07-22 13:43:36

專利名稱：：提高通信電源交流電網適應性的控制方法及控制設備的製作方法
技術領域：
：本發明涉及移動通信電源領域，尤其涉及一種提高通信電源交流電網適應性的控制方法及控制設備。
背景技術：
：通信基站多數建設在電網結構複雜、交流供電條件簡陋的偏遠地區，遠離供電中心，使得通信基站的交流供電條件進一步惡化低壓線路長距離傳輸引起的交流電壓大幅跌落，受到幹擾時交流電壓寬幅振蕩，相角偏移引起的交流三相不對稱，由於輸電線路較長、線纜逐級復接引起的零線電阻增大等。通信電源的整流模塊是用於完成從AC到DC的能量變換功能，近年來，各通信電源廠家紛紛研發寬電壓輸入範圍的整流模塊，以提高通信電源對交流電網電壓大幅3失落、交流電壓寬幅振蕩的適應能力。放寬整流模塊的電壓輸入範圍，很大程度上解決了交流電網電壓大幅跌落、交流電壓寬幅振蕩的適應能力，但是，卻不能有效解決交流三相電壓相角偏移引起的交流三相不對稱，由於輸電線路較長、線纜逐級復接引起的零線電阻增大等實際問題。尤其是在交流停電後來電的瞬間，蓄電池的放電電壓較低，整流模塊輸出的能量一部分給負載供電，一部分給蓄電池充電，此時整流模塊的輸出電流最大，整流模塊經常面臨不能啟動的難題。在實際應用中，某通信基站機房交流進線約2公裡。交流零線中間有連接點，且連接線材為鋁線和銅線混合纏繞連接，零線電阻達10歐姆。零線電阻的存在，導致整流模塊在交流三相電壓不對稱，或整流模塊重載啟動時輸入交流電壓波動，整流模塊不斷進入保護狀態，通信電源沒有輸出。傳統的控制方法是在交流啟動時，整流模塊輸出電壓以蓄電池當前的電壓值+Vi(V)為啟調點，以較陡的斜率向上增加；該整流模塊輸出電壓曲線如圖l所示。圖1中，Tl時刻交流停電；T2時刻交流供電恢復；Vbat表明交流停電後電池放電的最低電壓；Vbat+Vi表明交流供電恢復後，整流模塊輸出電壓控制以交流停電後電池放電的最低電壓+Vi(V)為啟調點；以及53.5V為通信電源浮充電壓。並且該方法對交流電網供電質量、設備應用條件有嚴格的要求。
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種提高通信電源交流電網適應性的控制方法及控制設備，解決現有技術中整流模塊在交流三相電壓不對稱，或整流模塊重載啟動時輸入交流電壓波動的問題。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種提高通信電源交流電網適應性的控制方法，該方法包括以下步驟確定一個預回調電壓Vj(V)，以及一個預上調電壓Vi(V);在交流啟動時，將整流模塊的輸出電壓在當前蓄電池電壓Vbat的基礎上回調一個Vj(v)電壓；以回調後的電壓作為啟調點，平穩的將輸出電壓逐漸上升至Vbat+Vi(V);從Vabt+Vi開始，快速將電壓上升至通信電源浮充電壓。所述平穩的將輸出電壓上升至Vbat+Vi(V)的步驟，是以預設步長△V,逐漸向上增加。在電壓平穩上升過程中，進一步包括實時監測蓄電池充電電流，並與允許的最大蓄電池充電電流做比較，根據比較結果，在下一個調整周期內修改AV,以防止蓄電池過充。所述預回調電壓Vj(V)和所述預上調電壓Vi(V)是分別根據通信基站的交流供電情況和整流模塊配置調整的。本發明還提供了一種提高通信電源交流電網適應性的控制設備，該控制設備包括回調模塊，用於在交流啟動時，將整流模塊的輸出電壓在當前蓄電池電壓Vbat的基礎上回調一個預設電壓Vj(v);慢啟動才莫塊，用於以回調後的電壓作為啟調點，平穩的將輸出電壓逐漸上升至Vbat+Vi(V);快啟動模塊，用於從Vabt+Vi開始，快速將電壓上升至通信電源浮充電壓。所述慢啟動模塊，以預設步長AV，逐漸向上增加輸出電壓。所述的裝置進一步包括監測模塊，用於在電壓平穩上升過程中，實時監測蓄電池充電電流，並與允許的最大蓄電池充電電流做比較，根據比較結果，在下一個調整周期內^^改AV，以防止蓄電池過充。因此，本發明在不增加系統成本的前提下，降低通信電源對交流電網供電質量的要求，提高通信電源在惡劣交流供電條件下的適應性。圖1為現有技術中整流模塊輸出電壓曲線圖2為本發明一種提高通信電源交流電網適應性的控制方法的流程圖3為利用本發明方法後整流模塊輸出電壓曲線圖4為現有技術和本發明控制方法下整流才莫塊輸出電壓曲線對比圖。具體實施例方式本發明的主要思想是通過提供一種通信電源交流電網適應性的控制方法及控制設備，在通信電源交流啟動時增加一個過渡階段，該階段的啟動控制點是一個低於蓄電池當前電壓值的逆向調節電壓Vj，然後再以AV為步長緩慢調節輸出給定，以控制整流模塊可靠開啟並穩定輸出功率，從而降低了通信電源對交流電網三相不對稱、零線電阻的敏感度，提高通信電源的交流電網適應能力。下面通過附圖和實施例，對本發明實施例的技術方案做進一步的詳細描述。如圖2所示、為本發明一種提高通信電源交流電網適應性的控制方法的流程圖，該控制方法包括如下步驟步驟201，確定一個預回調電壓Vj(V)也稱之為逆向調節電壓，以及一個預上調電壓Vi(V);其中該Vj、Vi的大小可以設計為控制參數，該控制參數在設備開通時根據通信基站的交流供電情況、整流模塊配置，由用戶任意調整，以提高該方法的通用性。步驟202,在交流啟動時，將整流模塊的輸出電壓在當前蓄電池電壓Vbat的基礎上回調一個Vj(v)電壓；步驟203，以回調後的電壓作為啟調點，平穩的將輸出電壓逐漸上升至Vbat+Vi(V);其中平穩的將輸出電壓逐漸上升至Vbat+Vi(V)，是以AV為步長，逐漸向上增加，確保整流模塊在不帶負載且沖擊最小的前提下，緩慢啟動並穩定輸出，直至達到Vbat+Vi(V),此時整流模塊完成從不帶負載到穩定輸出加載的過渡過程。在電壓平穩上升過程中，還包括實時監測蓄電池充電電流，並與允許的最大蓄電池充電電流作比較，根據比較結果，在下一個調整周期內修改AV,以防止蓄電池過充；步驟204，從Vabt+Vi開始，快速將電壓上升至通信電源浮充電壓。因此，交流啟動時，整流模塊進入開啟狀態；調整整流模塊的輸出控制，以蓄電池當前的電壓值-Vj(V)為啟調點，以AV為步長，逐漸向上增加；實時監測蓄電池充電電流，並與允許的最大蓄電池充電電流作比較，在下一個調整周期內修改AV，以防止蓄電池過充；直至整流器輸出電壓上升至Vbat+Vi(V),此時整流模塊完成從不帶負載到穩定輸出加載的過渡過程。即，在通信電源交流啟動時增加一個過渡階段，該階段的啟動控制點是一個低於蓄電池當前電壓值的逆向調節電壓Vj,而利用該方法的整流模塊輸出電壓曲線如圖3所示，交流停電後來電，整流模塊輸出電壓以蓄電池當前的電壓值-Vj(V)為啟調點，逐漸向上增加；圖3中Tl時刻交流停電；T2時刻交流供電恢復；T3時刻過渡階段結束，過渡階段完成整流模塊的緩啟動控制；Vbat表明交流停電後電池放電的最低電壓；Vbat-Vj表明交流供電恢復後，整流模塊輸出電壓控制以交流停電後電池放電的最低電壓-Vj(V)為啟調點；Vbat+Vi表明整流模塊輸出電壓控制達到交流停電後電池放電的最低電壓+Vi(V),此時整流模塊完成從不帶負載到穩定輸出加載的過渡過程；53.5V為通信電源浮充電壓。為了更加明顯地顯示本發明的優點，參見圖4，為現有技術和本發明控制方法下整流模塊輸出電壓曲線對比圖。圖4中，現有技術曲線為1，本發明曲線為2;Tl時刻交流停電；T2時刻交流供電恢復；T3時刻過渡階段結束，過渡階段完成整流模塊的緩啟動控制；Vbat表明交流停電後電池放電的最低電壓；Vba-Vj表明交流供電恢復後，整流模塊輸出電壓控制以交流停電後電池放電的最低電壓-Vj(V)為啟調點；Vbat+Vi表明整流模塊輸出電壓控制達到交流停電後電池放電的最低電壓+Vi(V)，此時整流模塊完成從不帶負載到穩定輸出加載的過渡過程；53.5V為通信電源浮充電壓。與現有技術相比控制整流模塊可靠開啟並穩定輸出功率，從而降低了通信電源對交流電網三相不對稱、零線電阻的敏感度，提高通信電源的交流電網適應能力。下面以一臺由6臺50A/48V整流才莫塊構成的300A直流供電系統為例，結合附圖對技術方案進行實驗驗證，對該方案作詳細說明。實驗設備1、300A直流供電系統，50A/48V整流模塊6臺(分布在1#6#槽位)，直流輸出53.5V/115.7A，市電輸入，電池500AH—組，系統才幾架作聯合4妄地處理。2、零線中串入滑線變阻器，用於模擬現場交流供電系統中可能存在的零線電阻。實驗目的觀察交流停電後來電，整流模塊輸出電壓啟調點電壓、零線電阻對通信電源工作的影響。實驗方法先確定滑線變阻器阻值，再加電啟動系統的方法進行測試，以更加真實地4莫擬現場應用場景。實驗說明1、Vn-pe:零線與地線間電壓；測量點系統輸入接線端子。2、Rn:零線N線串入的電阻值(這裡僅測試滑線變阻器之間的電阻值，不考慮兩端的連接電纜)實驗一以蓄電池當前的電壓值+lV為啟調點實驗結果如表一所示表一以蓄電池當前的電壓值+lV為啟調點tableseeoriginaldocumentpage9實驗一結果分析1、交流供電的情況下，零線電阻Rn〈6歐姆時，整流模塊均能可靠開啟；2、交流供電的情況下，零線電阻Rn〉6歐姆時，整流模塊無法可靠開啟；3、零線電阻達6歐姆時，由於零線電阻的存在，致使整流模塊端電壓低於工作的最低電壓(80V)要求，整流模塊無法可靠開啟；4、此結果適用於交流三相供電平衡、交流三相負載配置均衡，由於整流模塊啟動的先後次序不同、零線電阻的存在對通信電源工作的影響。實驗二以蓄電池當前的電壓值-2V為啟調點實驗結果如表二所示表二以蓄電池當前的電壓值-2V為啟調點tableseeoriginaldocumentpage9實驗二結果分析1、交流供電的情況下，零線電阻Rn〈38歐姆時，整流模塊均能可靠開啟；2、交流供電的情況下，零線電阻Rn》38歐姆時，整流模塊無法可靠開啟；3、零線電阻達38歐姆時，由於零線電阻的存在，致使整流模塊端電壓低於工作的最低電壓(80V)要求，整流模塊無法可靠開啟；4、此結果適用於交流三相供電平衡、交流三相負載配置均衡，由於整流模塊啟動的先後次序不同、零線電阻的存在對通信電源工作的影響。實驗結論理論分析和實驗證明，採取適當的整流模塊啟動控制方法，以低於蓄電池電壓為整流模塊啟動時的電壓啟調點，減小整流^t塊啟動時的功率輸出，適當放大整流模塊從不帶負載到帶負載的過渡過程，可降低通信電源對交流供電系統三相不對稱、零線電阻的要求，提高通信電源在複雜、多樣交流供電系統的適應性。控制方法通過軟體算法實現對整流模塊啟調點的電壓控制，對通訊電源的工作電壓範圍、工作溫度、輸入頻率要求、防雷能力、直流壓降、電話衡重雜音、EMC等產品指標均不會產生影響。因此，本發明所描述的控制方法，解決了通信電源在複雜、惡劣交流電網無法啟動、不能工作的技術難題。與現有技術相比，降低了通信電源對交流電網供電質量的要求，拓寬了通信電源的使用範圍。並且，本發明所描述的控制方法，與傳統的放大交流輸入範圍的方法相比，並未帶來系統成本的增加。對於通訊電源生產廠家而言，在不增加系統成本的前提下，擴大了產品使用範圍，提升了產品竟爭力，提升了品牌價值；對於在網運行的通信電源產品，可以通過遠程下載的方式升級控制模塊，降低了在網運行產品技術整改的工程費用，為運營商節約了維護成本，具有重要的經濟價值。相應地，本發明還提供了一種提高通信電源交流電網適應性的控制設備，該設備包括回調模塊，用於在交流啟動時，將整流模塊的輸出電壓在當前蓄電池電壓Vbat的基礎上回調一個預設電壓Vj(v);慢啟動模塊，用於以回調後的電壓作為啟調點，平穩的將輸出電壓逐漸上升至Vbat+Vi(V);快啟動模塊，用於從Vabt+Vi開始，快速將電壓上升至通信電源浮充電壓。進一步地，所述慢啟動模塊，以預設步長AV，逐漸向上增加輸出電壓。並且該控制設備還包括監測模塊，用於在電壓平穩上升過程中，實時監測蓄電池充電電流，並與允許的最大蓄電池充電電流做比較，根據比較結果，在下一個調整周期內修改AV，以防止蓄電池過充。通過該控制設備可以調整整流模塊啟動時的功率輸出，適當放大整流模塊從不帶負載到帶負載的過渡過程，可降低通信電源對交流供電系統三相不對稱、零線電阻的要求，提高通信電源在複雜、多樣交流供電系統的適應性。最後所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案和權利要求的精神和範圍。權利要求1、一種提高通信電源交流電網適應性的控制方法，其特徵在於，包括如下步驟確定一個預回調電壓Vj(V)，以及一個預上調電壓Vi(V)；在交流啟動時，將整流模塊的輸出電壓在當前蓄電池電壓Vbat的基礎上回調一個Vj(v)電壓；以回調後的電壓作為啟調點，平穩的將輸出電壓逐漸上升至Vbat+Vi(V)；從Vabt+Vi開始，快速將電壓上升至通信電源浮充電壓。2、如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述平穩的將輸出電壓上升至Vbat+Vi(V)的步驟，是以預設步長AV，逐漸向上增加。3、如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在電壓平穩上升過程中，進一步包括實時監測蓄電池充電電流，並與允許的最大蓄電池充電電流做比較，根據比較結果，在下一個調整周期內^f'務改AV，以防止蓄電池過充。4、如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述預回調電壓Vj(V)和所述預上調電壓Vi(V)是分別根據通信基站的交流供電情況和整流模塊配置調整的。5、一種提高通信電源交流電網適應性的控制設備，其特徵在於，包括回調模塊，用於在交流啟動時，將整流模塊的輸出電壓在當前蓄電池電壓Vbat的基礎上回調一個預設電壓Vj(v);慢啟動模塊，用於以回調後的電壓作為啟調點，平穩的將輸出電壓逐漸上升至Vbat+Vi(V);快啟動模塊，用於從Vabt+Vi開始，快速將電壓上升至通信電源浮充電壓。6、如權利要求4所述的裝置，其特徵在於，所述慢啟動模塊，以預設步長AV，逐漸向上增加輸出電壓。7、如權利要求4所述的裝置，其特徵在於，進一步包括監測模塊，用於在電壓平穩上升過程中，實時監測蓄電池充電電流，並與允許的最大蓄電池充電電流做比較，根據比較結果，在下一個調整周期內^修改AV,以防止蓄電池過充。全文摘要本發明涉及一種提高通信電源交流電網適應性的控制方法，包括確定一個預回調電壓Vj(V)，以及一個預上調電壓Vi(V)；在交流啟動時，將整流模塊的輸出電壓在當前蓄電池電壓Vbat的基礎上回調一個Vj(v)電壓；以回調後的電壓作為啟調點，平穩的將輸出電壓逐漸上升至Vbat+Vi(V)；從Vabt+Vi開始，快速將電壓上升至通信電源浮充電壓。本發明還涉及一種提高通信電源交流電網適應性的控制設備。因此，本發明在不增加系統成本的前提下，降低通信電源對交流電網供電質量的要求，提高通信電源在惡劣交流供電條件下的適應性。文檔編號H02M1/36GK101436823SQ20081018726公開日2009年5月20日申請日期2008年12月19日優先權日2008年12月19日發明者劉明明,周保航,孟燕妮,韋樹旺申請人:中興通訊股份有限公司