一种通讯基站和铁铬液流电池集成的系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术提供一种通讯基站和铁铬液流电池集成的系统及其运行方法。所述系统包括：通讯基站、双向逆变器和铁铬液流电池系统；所述铁铬液流电池系统包括电池堆，电池管理系统，电解液储罐，防泄露储槽；电池堆和电解液储罐以管道相连，管道上设置有动力泵，所述防泄露储槽位于电解液储罐的下方。本发明专利技术利用储能系统的大容量特点，代替移动油机、铅酸电池UPS，在通信基站故障时保障直流系统供电；利用储能系统长寿命特点，将夜间较便宜的市电储存，将白天较昂贵的市电节省，用储能系统代替供电。用储能系统代替供电。用储能系统代替供电。

【技术实现步骤摘要】
一种通讯基站和铁铬液流电池集成的系统及其运行方法


[0001]本专利技术属于通讯
，具体涉及一种通讯基站及电源的集成系统和该系统的应用。

技术介绍

[0002]通信基站是一种无线电收发电台，在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递。电池是通讯基站供电系统的重要组成部分，供电系统的安装和维护要围绕通信基站的覆盖面、投资效益、建设难易、维护方便等要素进行。通讯基站电源的主要供电方式包括备用电源式供电，即基站连接电网，电池通常为浮充状态；另一种供电方式为储能式供电，与太阳能、风能联合，电池循环充放电。
[0003]现有的通信基站采用的储能的电源一般是铅酸电池，铅酸电池的技术成熟，安全性好。但是铅酸电池寿命短，在实际的使用条件下，铅酸电池的寿命只有6
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7年，如果在温度较高的环境下，铅酸电池的寿命会更短。铅酸电池的效率低，给铅酸电池输入的电能量，放电时并没有全部放出来。因为蓄电池也有些损失，输出的能量总是比输入的能量少一些，额定4小时的铅酸电池可能需要20小时才能充完电。因此铅酸电池需要更多的储能容量和空间，重量也就会更重。
[0004]液流电池因为是以液体电解液为活性物质，不存在容量效率损失的问题；尤其是铁铬液流电池，单个电池的充放电电压窗口在0.7～1.2V之间，没有析氢副反应；温度适应区间大，甚至可以在哎零下的温度环境中工作；在较热的环境里，在55℃以上仍不会有电解质析出。这些特点使铁铬液流电池尤为适于通讯基站的使用，可以在野外等地安装和运行。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足之处，本专利技术的第一个目的是提出一种通讯基站和铁铬液流电池集成的系统，。
[0006]本专利技术的第二个目的是提供所述系统的运行方法。
[0007]实现本专利技术上述目的的技术方案为：
[0008]一种通讯基站和铁铬液流电池集成的系统，包括：通讯基站、双向逆变器和铁铬液流电池系统；所述铁铬液流电池系统包括电池堆，电池管理系统(BMS)，电解液储罐，防泄露储槽；所述电池堆和电解液储罐以管道相连，管道上设置有动力泵，所述防泄露储槽位于电解液储罐的下方；
[0009]所述电池管理系统(BMS)包括位于电池堆外的电脑，和连接所述电脑的数据采集元件，
[0010]所述电池管理系统(BMS)通过双向逆变器连接于光伏系统和外部电网，所述双向逆变器的输出端连接所述通讯基站；
[0011]其中，所述铁铬液流电池系统为8kW/5～7hr规模或15～60kW/5～7hr规模的电池系统中的一种，所述电池堆由多个单电池串联和/或并联而成，单电池的电极面积1000平方
厘米，额定电压1V。
[0012]其中，所述电池管理系统的数据采集元件包括设置在电池堆电极上的电压传感器、电流传感器，设置在电池堆出口处和电解液储罐内的温度传感器，设置在管道上的流量计、设置在电池堆各单体电池电解液进出口处的压力传感器。
[0013]温度传感器在电池堆的出口处可测电池堆电解液的进出口温度。
[0014]本专利技术的一种优选技术方案为，所述电池管理系统(BMS)的通讯接口采用MODBUS数字化通讯协议和RS485接口。
[0015]在储能电站系统中，需要和调度监控系统进行通讯，上传数据和执行指令。数字化通讯协议MODBUS简单高效，支持传统的RS
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232、RS
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422、RS
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485和TCP以太网设备，因此可以和其他控制设备可以连成工业网络。
[0016]进一步地，所述系统设置有保护电路，具体地：
[0017]所述电池堆的正极和负极之间设置有电压传感器，连接传感器的电路上设置有保险元件；在所述双向逆变器(PCS)和电池管理系统(BMS)之间设置有断路器。
[0018]更进一步地，在所述双向逆变器和电池管理系统之间设置有断路器和电动控制器；铁铬液流电池系统和所述双向逆变器连接的线路上设置有保险元件。
[0019]传统断路器上设置有接触器，能耗较大；本保护电路是在断路器上一体安装电动控制器，根据BMS里的设置，在超压、超流等情况下执行信号，吸合或断开。本保护电路的设置可以对于电池的过压、欠压、过流等故障情况，采取自动切断回路的方式进行保护。对瞬间的短路的过流状态，过流保护的延时时间一般至少要几百微秒至毫秒，而本电路保护的延时时间是微秒级的，几乎是短路的瞬间就切断了回路，可以避免短路对电池带来的巨大损伤。
[0020]本专利技术所述通讯基站和铁铬液流电池集成的系统的运行方法，包括操作：
[0021]该型号储能系统可应用于通讯基站故障状态下应急供电，除为通讯基站应急提供2
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4小时备用电源以外，还可以代替移动柴油机，满足8小时检修时间以内的不间断供电。
[0022]或，在无故障状态下，利用夜间电力价格优势对铁铬液流电池系统充电，白天利用铁铬液流电池系统对通讯基站用电设备供电。
[0023]其中，电池控制系统采集的数据包括：电池堆电压、电池堆温度、充放电电流，系统流量，电解液储罐温度，电解液储罐压力，单体电池堆进出口压力。
[0024]所述电池控制系统控制电池堆内部运行温度
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20℃～75℃。环境温度最高可在55℃。
[0025]其中，所述电池堆充放电方式为：浮充：储能系统在泵停止时，随即进入浮充状态，浮充采用恒压限流的方式或恒流限压的方式，其中恒压限流要求电压为60V；恒流浮充的电流3～5mA/cm2，浮充至电压60V。
[0026]其中，所述电池系统循环使用时的充放电策略为：循环使用时的充电方式为恒流限压，放电采用恒压限流；循环使用时控制电压不高于60V，不低于35V。用电压传感器定时检测电池堆的电压，没有循环使用时开路电压低于42～48V时启动浮充，所述浮充采用恒流浮充，电流3
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5mA/cm2。
[0027]所述的定时检测可以是间隔7200～86400秒进行一次检测。充放电是软件控制，硬件是通过PCS。
[0028]以上运行模式优势在于，利用储能系统的大容量特点，代替移动油机，代替铅酸电池UPS，在通信基站故障时保障直流系统供电；利用储能系统长寿命特点，将夜间较便宜的市电储存，将白天较昂贵的市电节省，用储能系统代替供电。
[0029]本专利技术的有益效果在于：
[0030]本专利技术提出的通讯基站和铁铬液流电池集成的系统，
[0031]1.效率高，单循环能量转化效率DC/DC端可达85％以上；
[0032]2.运行稳定，单循环容量衰减小于0.2％(具备容量可自我再恢复功能)；循环寿命可达10000次以上；
[0033]3.运行维护简单；
[0034]4.可实现200％充放电；
[0035]5.对温度要求的范围更宽，内部运行温度
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20℃～75℃，环境温度最高可在55℃。
附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通讯基站和铁铬液流电池集成的系统，其特征在于，包括：通讯基站、双向逆变器和铁铬液流电池系统；所述铁铬液流电池系统包括电池堆，电池管理系统，电解液储罐，防泄露储槽；所述电池堆和电解液储罐以管道相连，管道上设置有动力泵，所述防泄露储槽位于电解液储罐的下方；所述电池管理系统包括位于电池堆外的电脑、和连接所述电脑的数据采集元件，所述铁铬液流电池系统通过双向逆变器连接于光伏系统和外部电网，所述双向逆变器的输出端连接所述通讯基站。2.根据权利要求1所述的通讯基站和铁铬液流电池集成的系统，其特征在于，所述铁铬液流电池系统为8kW/5～7hr规模、或15～60kW/5～7hr规模的电池系统中的一种，所述电池堆由多个单电池串联和/或并联而成，单电池的电极面积1000平方厘米，额定电压1V。3.根据权利要求1所述的通讯基站和铁铬液流电池集成的系统，其特征在于，所述电池管理系统的数据采集元件包括设置在电池堆上的电压传感器、电流传感器，设置在电池堆出口处和电解液储罐内的温度传感器，设置在管道上的流量计、设置在电池堆各单体电池电解液进出口处的压力传感器。4.根据权利要求1所述的通讯基站和铁铬液流电池集成的系统，其特征在于，所述电池管理系统的通讯接口采用MODBUS数字化通讯协议和RS485接口。5.根据权利要求1所述的通讯基站和铁铬液流电池集成的系统，其特征在于，所述电池堆的正极和负极之间设置有电压传感器，连接传感器的电路上设置有保险元件；在所述双向逆变器和电池管理系统之间设置有断路器。6.根据权利要求5所述的通讯基站和铁铬液...

【专利技术属性】
技术研发人员：王屾，徐泉，曾建华，牛迎春，杨子骥，
申请(专利权)人：中海储能科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：