一种通信电源系统和应用方法

技术领域

本发明涉及电力通信电源技术领域，尤其涉及一种通信电源系统和应用方法。

背景技术

通信电源作为电力系统通信的基础设施，是通信设备高效、安全、稳定工作的重要保障。传统的通信电源需要每年定检对蓄电池进行现场核对性放电检测，但传统的通信电源仅是对负载进行供电，并无法对蓄电池进行放电检测。

近年来，在电力系统中，会在原通信高频开关电源与蓄电池间之间设置独立的蓄电池远程核容装置，且同步在电网调度机构部署一套远程核容主站，实现蓄电池在线远程核对性放电，可以有效降低传统现场核容设备的作业风险。

但是，传统的蓄电池远程核容装置只能进行远程核容放电，导致在应用过程中仍存在运行实际的问题，由于通信电源与蓄电池远程核容装置之间的控制互不统属，蓄电池远程核容装置不能全面掌握通信电源系统的运行状态，难以有效地进行充放电统筹安排，容易影响电力系统的安全运行。

发明内容

本发明提供了一种通信电源系统和应用方法，解决了现有技术中通信电源与蓄电池远程核容装置之间的控制互不统属，蓄电池远程核容装置不能全面掌握通信电源系统的运行状态，难以有效地进行充放电统筹安排，容易影响电力系统的安全运行的技术问题。

有鉴于此，本发明第一方面提供了一种通信电源系统，包括：电源模块，所述电源模块用于对负载进行供电，还包括：核容模块、监控器和蓄电池组，所述电源模块和所述核容模块均与所述监控器电连接，所述监控器与所述蓄电池组电连接；

所述电源模块还用于对所述蓄电池组进行充电；

所述监控器用于监测所述蓄电池组的充放电工况状态，基于所述蓄电池组的充放电工况状态生成具有充放电工况标志的充放电反馈信号，将所述充放电反馈信号反馈至所述核容模块；

所述核容模块用于响应预先获取的核容放电指令，基于所述充放电反馈信号判断是否执行所述核容放电指令，若判断执行所述核容放电指令，则对所述蓄电池组进行放电。

优选地，所述电源模块还用于响应预先获取的具有预置充电模式的充电指令对所述蓄电池组进行充电。

优选地，所述电源模块还用于响应预先获取的均充请求指令，生成均充反馈信号并发送至所述监控器；

所述监控器还用于基于所述均充反馈信号生成中断信号并发送至所述核容模块；

所述核容模块还用于当对所述蓄电池组进行放电时，根据所述中断信号对所述蓄电池组的放电操作进行中断。

优选地，本系统还包括电源监测模块，所述电源监测模块用于监测通信电源系统的运行状态，还用于当监测到所述通信电源系统向负载出现供电异常时，则生成电源供电异常反馈信号并反馈至所述监控器；

所述监控器还用于将所述电源供电异常反馈信号发送至所述核容模块；

所述核容模块还用于基于所述电源供电异常反馈信号确定不执行所述核容放电指令。

优选地，所述核容模块还用于当对所述蓄电池组进行放电时，根据所述电源供电异常反馈信号对所述蓄电池组的放电操作进行中断。

优选地，本系统还包括电池监测模块，所述电池监测模块用于监测所述蓄电池组的电池状态，还用于当监测到所述蓄电池组的电池状态异常时，则生成电池异常反馈信号并反馈至所述监控器；

所述监控器还用于将所述电池异常反馈信号发送至所述核容模块；

所述核容模块还用于基于所述电池异常反馈信号确定不执行所述核容放电指令。

优选地，所述核容模块还用于当对所述蓄电池组进行放电时，根据所述电池异常反馈信号对所述蓄电池组的放电操作进行中断。

优选地，所述核容模块还用于当结束对所述蓄电池组进行放电时，生成放电结束反馈信号并发送至所述监控器；

所述监控器还用于所述放电结束反馈信号发送至所述电源模块；

所述电源模块还用于基于所述放电结束反馈信号生成均充指令，还用于根据所述均充指令对所述蓄电池组进行均充。

优选地，所述电源模块、所述核容模块、所述监控器和所述蓄电池组均集成于通信电源机柜内。

优选地，所述通信电源机柜设有散热风道和风扇，所述散热风道与所述风扇的出风方向相对设置。

第二方面，本发明还提供了一种通信电源系统的应用方法，应用上述的通信电源系统，包括以下步骤：

通过电源模块对所述蓄电池组进行充电；

获取蓄电池组的充放电工况状态，基于所述蓄电池组的充放电工况状态生成具有充放电工况标志的充放电反馈信号，将所述充放电反馈信号反馈至核容模块；

通过所述核容模块响应预先获取的核容放电指令，基于所述充放电反馈信号判断是否执行所述核容放电指令，若判断执行所述核容放电指令，则对所述蓄电池组进行放电。

第三方面，本发明还提供了一种通信电源系统的应用方法，应用上述的通信电源系统，包括以下步骤：

获取蓄电池组的充放电工况状态，基于所述蓄电池组的充放电工况状态生成具有充放电工况标志的充放电反馈信号，将所述充放电反馈信号反馈至核容模块；

通过所述核容模块响应预先获取的核容放电指令，基于所述充放电反馈信号判断是否执行所述核容放电指令，若判断执行所述核容放电指令，则对所述蓄电池组进行放电。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明通过将通信电源系统与核容模块进行功能融合，并使电源模块和核容模块利用同一监控器对蓄电池组进行充放电监测，并根据蓄电池组的充放电工况状态生成具有充放电工况标志的充放电反馈信号并向核容模块进行反馈，使核容模块可以依据充放电反馈信号判断是否执行核容放电指令，从而优化了核容放电管理，实现了对蓄电池组的充放电进行统筹管理，解决了通信电源与核容装置之间的控制互不统属的问题，保障了电力系统的安全运行。

附图说明

图1为现有技术中通信电源加装蓄电池远程核容装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种通信电源系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的对通信电源系统的充放电统筹管理的逻辑流程图；

图4为本发明实施例提供的通信电源机柜的集成结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种通信电源系统的应用方法的流程图；

图6为本发明又一实施例提供的一种通信电源系统的应用方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

传统的通信电源系统需要定期对蓄电池进行现场核对性放电检测，这涉及到大量的人工现场操作，如投切熔丝、更换备用电池和全程值守监护等，这导致作业风险高、强度大且效率低。

如图1所示，图1示意了现有技术中通信电源加装蓄电池远程核容装置的示意图，其是在原通信高频开关电源直流输出侧与蓄电池间加装一套独立的蓄电池远程核容装置且同步在电网调度机构部署一套远程核容主站，实现蓄电池在线远程核对性放电。有效降低传统现场核容的系统、设备、作业风险。

目前，远程核容技术在应用过程中，仍存在运行实际的问题，由于通信电源与蓄电池远程核容装置之间的控制互不统属，蓄电池远程核容装置不能全面掌握通信电源系统的运行状态，难以有效地进行充放电统筹安排，容易影响电力系统的安全运行。

为此，本发明提供了一种通信电源系统，如图2所示，图2示意了本发明提供的一种通信电源系统的结构，通信电源系统包括：电源模块10，电源模块10用于对负载进行供电。本系统还包括：核容模块20、监控器30和蓄电池组40，电源模块10和核容模块20均与监控器30电连接，监控器30与蓄电池组40电连接；

电源模块10还用于对蓄电池组40进行充电。

在实际应用中，负载可以为系统外部负载或系统内部负载，在此不作限制。

电源模块10负责对蓄电池组40进行充电，常态运行状态下，电源模块10为蓄电池组40进行浮充电，并根据用户需求对蓄电池组40进行均充或限流充电。

在一个可以实现的方式中，电源模块10还用于根据预先获取的具有预置充电模式的充电指令对蓄电池组40进行充电。

其中，具有预置充电模式的充电指令可以是基于用户即时输入所生成的指令，也可以是基于预先设置的充电计划并触发相应的充电模式的充电程序所生成的指令，在此不作限制。

预置充电模式包括但不限于浮充电、均充（均衡充电）和限流充电。

监控器30用于监测蓄电池组40的充放电工况状态，基于蓄电池组40的充放电工况状态生成具有充放电工况标志的充放电反馈信号，将充放电反馈信号反馈至核容模块20。

其中，蓄电池组40的充放电工况状态用于描述蓄电池组40的充放电工况类型以及工况状态。

充放电工况类型包括但不限于浮充电、均充（均衡充电）、限流充电和放电，则蓄电池组40的充放电工况状态包括但不限于浮充电开始、浮充电中、浮充电结束、均充开始、均充中、均充结束、限流充电开始、限流充电中、限流充电结束、放电开始、放电中和放电结束。

其中，还可以基于蓄电池组40的充放电工况状态生成具有充放电工况标志的充放电反馈信号，充放电反馈信号的上传形式可以为字符串和报文中的一种或两种形式组合，在此不作限制。

充放电工况状态与充放电工况标志之间的映射关系可以预先设计，充放电工况标志可以采用中文、英文和数字中的一种或多种组合，在此不作限制。

示例性的，充放电工况状态为浮充电中，所生成的充放电工况标志为“Fcz”，充放电工况状态为浮充电结束，所生成的充放电工况标志为“Fce”，充放电工况状态为均充开始，所生成的充放电工况标志为“Jck”，充放电工况状态为均充中，所生成的充放电工况标志为“Jcz”，充放电工况状态为均充结束，所生成的充放电工况标志为“Jce”，充放电工况状态为放电开始，所生成的充放电工况标志为“Fdk”，充放电工况状态为放电中，所生成的充放电工况标志为“Fdz”，充放电工况状态为放电结束，所生成的充放电工况标志为“Fde”。

核容模块20用于响应预先获取的核容放电指令，基于充放电反馈信号判断是否执行核容放电指令，若判断执行核容放电指令，则对蓄电池组40进行放电。

其中，核容放电指令可以是基于用户即时输入所生成的指令，也可以是基于预先设置的核容放电计划并触发相应的核容放电程序所生成的指令，在此不作限制。

其中，核容模块20负责为蓄电池组40进行活化放电，并可以监测蓄电池组40的电池性能参数，如电压、电池单体电压和内阻等，从而对蓄电池组40的健康状况进行评估，并给出蓄电池组40能否继续承担后备电源任务的数据支撑。

在本实施例中，核容模块20在接收到用户发出的核容放电指令后，并不是直接对蓄电池组40进行放电，而是考虑监控器30所反馈的蓄电池组40的充放电工况状态，从而依据充放电反馈信号判断是否执行核容放电指令，从而统筹充放电管理。

在实际应用中，基于对蓄电池组40的充放电进行统筹管理，核容模块20依据充放电反馈信号判断是否执行核容放电指令的判断规则包括但不限于：

若充放电反馈信号为浮充电开始、浮充电中、浮充电结束、均充结束或限流充电结束，则可以执行核容放电指令。

若充放电反馈信号为均充开始、均充中、限流充电开始、限流充电中、放电开始、放电中或放电结束，则不可以执行核容放电指令，从而避免抵消均充或限流充电的效果，同时，还避免损伤蓄电池组40的容量以及使用寿命。

需要说明的是，本方法通过将通信电源系统与核容模块进行功能融合，并使电源模块和核容模块利用同一监控器对蓄电池组进行充放电监测，并根据蓄电池组的充放电工况状态生成具有充放电工况标志的充放电反馈信号并向核容模块进行反馈，使核容模块可以依据充放电反馈信号判断是否执行核容放电指令，从而优化了核容放电管理，实现了对蓄电池组的充放电进行统筹管理，解决了通信电源与核容装置之间的控制互不统属的问题，保障了电力系统的安全运行。

以下为在第一个实施例提供的一种通信电源系统的基础上提出了对蓄电池组的充放电管理统筹进一步的改进的第二个实施例。

本实施例在上一个实施例的基础上进行了如下改进：

在一个可以实现的方式中，电源模块还用于响应预先获取的均充请求指令，生成均充反馈信号并发送至监控器；

其中，预先获取的均充请求指令可以是基于用户即时输入所生成的指令，也可以是基于预先设置的充电计划并触发相应的均充程序所生成的指令，在此不作限制。

监控器还用于基于均充反馈信号生成中断信号并发送至核容模块；

核容模块还用于当对蓄电池组进行放电时，根据中断信号对蓄电池组的放电操作进行中断。

可以理解的是，通信电源系统需要定期对蓄电池组进行均充维护，此时，核容模块不应对蓄电池组的放电。为此，电源模块在响应用户输入的均充请求，生成均充反馈信号，监控器基于均充反馈信号生成中断信号并发送至核容模块。

示例性的，中断信号可以通过I/O串口方式发送至核容模块，核容模块以最高优先级处理方式对中断信号进行处理，若核容模块正在对蓄电池组进行放电时，则需要对蓄电池组的放电操作进行立即中断，从而为对蓄电池均充做准备。

在一个可以实现的方式中，本系统还包括电源监测模块，电源监测模块用于监测通信电源系统的运行状态，还用于当监测到通信电源系统向负载出现供电异常时，则生成电源供电异常反馈信号并反馈至监控器；

监控器还用于将电源供电异常反馈信号发送至核容模块；

核容模块还用于基于电源供电异常反馈信号确定不执行核容放电指令。

在一个示例中，当通信电源系统的交流输入或电源出现异常，例如过压、欠压、缺相或停电等，则会导致通信电源系统向负载出现供电异常，蓄电池组作为备用电源开始为负载供电，蓄电池组会进入放电状态，保证负载持续工作，此时，通过向核容模块反馈电源供电异常，并确定不执行核容放电指令，从而不对蓄电池组进行放电，从而避免缩短蓄电池组的供电时间，为运维人员尽可能延长运维时间。

在一个可以实现的方式中，核容模块当对蓄电池组进行放电时，则根据电源供电异常反馈信号对蓄电池组的放电操作进行中断。

可以理解的是，即使在对蓄电池组进行放电过程中，如出现通信电源系统向负载出现供电异常时，也需要对蓄电池组的放电操作进行中断，从而避免缩短蓄电池组向负载的供电时间，为运维人员尽可能延长运维时间。

在一个可以实现的方式中，本系统还包括电池监测模块，电池监测模块用于监测蓄电池组的电池状态，还用于当监测到蓄电池组的电池状态异常时，则生成电池异常反馈信号并反馈至监控器；

监控器还用于将电池异常反馈信号发送至核容模块；

核容模块还用于基于电池异常反馈信号确定不执行核容放电指令。

需要说明的是，若蓄电池组的电池状态出现异常，例如过压或欠压，从而影响到为负载进行供电的行为，则需要先查明蓄电池组的异常原因，并通过监控器向核容模块进行反馈电池异常，从而确保核容模块不执行核容放电指令，以避免减少蓄电池组的剩余容量，为运维人员查明异常原因做好运维准备。

在另一示例中，核容模块还用于当对蓄电池组进行放电时，根据电池异常反馈信号对蓄电池组的放电操作进行中断。

需要说明的是，即使在对蓄电池组进行放电过程中，如出现电池异常，则也需要对蓄电池组的放电操作进行中断，从而避免减少蓄电池组的剩余容量，为运维人员查明异常原因做好运维准备。

在一个可以实现的方式中，核容模块还用于当结束对蓄电池组进行放电时，生成放电结束反馈信号并发送至监控器；

监控器还用于放电结束反馈信号发送至电源模块；

电源模块还用于基于放电结束反馈信号生成均充指令，还用于根据均充指令对蓄电池组进行均充。

需要说明的是，核容模块结束对蓄电池组进行放电完成后，可以对蓄电池组进行稳流充电，从而防止蓄电池组放电后的电压太低，以及电源模块对蓄电池组进行的初始充电电流过大。在本实施例中，则通过监控器向电源模块反馈核容放电结束，并产生均充指令，以对蓄电池组进行均充，使蓄电池组的端口电压与通信电源系统的端口电压相齐平，从而更有利于延长蓄电池组的使用寿命。

以下为结合本实施例提供的通信电源系统的部分示例。

在本示例中，结合通信电源系统可以实现对蓄电池组的充放电进行统筹管理，请参见图3，图3示意了对通信电源系统的充放电统筹管理的逻辑流程，具体的统筹管理流程如下：

1）通信电源系统进行开机并初始化系统自检。

2）通信电源对蓄电池组进行浮充电。

3）通信电源根据预先设置的均充时间或用户发起的均充请求，对电源模块发送均充指令，以对蓄电池组进行均充。

4）通信电源根据根据预先设置的核容放电时间或用户发起的核容放电请求对核容模块发送核容放电指令；

5）通过监控器检查蓄电池组的当前的工作环境是否满足核容放电的要求，若蓄电池组的当前的工作环境满足核容放电的要求，则继续执行步骤6），若蓄电池组的当前的工作环境不满足核容放电的要求，则返回至步骤2），例如：

若蓄电池组处于均充状态，则不能进入核容放电程序；

若通信电源系统的交流输入异常（过压、欠压、缺相或停电等等），则不能进入核容放电程序；

若通信电源系统的电源故障，则不能进入核容放电程序；

若蓄电池组的电压异常（过压或欠压等）时，则不能进入核容放电程序；

6）执行核容放电指令，对蓄电池组进行放电；

7）在放电过程中，通过监控器实时检查蓄电池组的工作环境是否遇到突发状况，若未遇到突发状况，则执行步骤8），若遇到突发状况，则会立即中断放电，例如：

若用户向蓄电池组发起均充指令，则应立即中断放电，并对蓄电池组进行均充；

若通信电源系统出现交流输入异常过压、欠压、缺相或停电等等），则应立即中断放电；

若通信电源系统的电源故障，则应立即中断放电；

若蓄电池组的电压异常（过压或欠压等）时，则应立即中断放电；

8）持续放电至放电结束后，通信电源对蓄电池组进行均充。

9）均充结束后，返回至步骤2）。

以上为本发明提供的一种通信电源系统的第二个实施例的详细描述，以下为本发明提供的一种通信电源系统的第三个实施例的详细描述。

目前，传统的方法若是在原通信高频开关电源（AC/DC）直流输出侧与蓄电池间加装一套独立的蓄电池远程核容装置，则存在的运行实际的问题还有：一是变电站通信机房空间受限，若加装独立的蓄电池远程核容装置的占地面积较大，容易出现出现通信机房空间不足的情况；二是加装设备作业风险较大，容易发生过在加装调试作业中直流短路导致单套电源停运，影响电力系统通信安全稳定的故障，甚至短路大电流可能导致作业人员人身触电的安全风险。

为此，本实施例是电源模块10、核容模块20、监控器30和蓄电池组40均集成于通信电源机柜100内，如图4所示，图4示意了通信电源机柜的集成结构示意图。

需要说明的是，独立的蓄电池核容装置需更改通信电源与电池组之间的连线，增加通信电源与蓄电池远程核容装置之间的连线，增加电池组与蓄电池远程核容装置之间的连线。且独立部署时设备间的连接电缆较长，大电流运行连接电缆线径规格较高。

为此，本实施例是可以将通信电源系统和核容装置进行功能融合，融合后设备间接线转为内部接线，可以去掉不必要的连接器，缩短大功率连线的长度，简化了工程接线，可以大大减少电缆用量，大幅节约线材成本，且消除了独立部署时工程接线调试，消除了电源现场作业风险，从而有效解决空间受限和制造成本高的问题。

同时，传统的通信电源系统因其大功率、高发热，易导致高温切负载等运行隐患。在本实施例中，本方案集成了蓄电池核容功能后，可以对通信电源机柜进行散热设计，在一个可以实现的方式中，通信电源机柜设有散热风道和风扇，散热风道与风扇的出风方向相对设置。

示例性的，以800AH的蓄电池组进行核容为例，核容期间，在放电电流0.1C

本发明还提供了一种通信电源系统的应用方法，应用了上述实施例中的通信电源系统，请参阅图5，图5示意了本实施例提供的一种通信电源系统的应用方法的流程，本方法包括以下步骤：

101、通过电源模块对蓄电池组进行充电。

102、获取蓄电池组的充放电工况状态，基于蓄电池组的充放电工况状态生成具有充放电工况标志的充放电反馈信号，将充放电反馈信号反馈至核容模块。

103、通过核容模块响应预先获取的核容放电指令，基于充放电反馈信号判断是否执行核容放电指令，若判断执行核容放电指令，则对蓄电池组进行放电。

以上为本发明提供的一种通信电源系统的应用方法的第一个实施例，以下为本发明提供的一种通信电源系统的应用方法的第二个实施例。

在本实施例中，本发明还提供了一种通信电源系统的应用方法，应用上述实施例中的通信电源系统，请参阅图6，图6示意了本实施例提供的一种通信电源系统的应用方法的流程，本方法包括以下步骤：

201、获取蓄电池组的充放电工况状态，基于蓄电池组的充放电工况状态生成具有充放电工况标志的充放电反馈信号，将充放电反馈信号反馈至核容模块；

202、通过核容模块响应预先获取的核容放电指令，基于充放电反馈信号判断是否执行核容放电指令，若判断执行核容放电指令，则对蓄电池组进行放电。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的一种通信电源系统的应用方法的具体过程，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以通过一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM）、随机存取存储器（英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。