CN211089487U - 一种5g基站高压直流远程供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种5G基站高压直流远程供电系统，包括交流配电单元、整流电源设备、直流配电单元、远程供电电缆和远端通信电源。利用该系统，只需在有三相交流电的地方引入交流电源，就可解决数个5G基站的供电问题，既解决了基站的供电问题，又降低了引电成本。同时，通过直接由交流电源转换为高压直流电源和后备锂电池对远端设备进行供电，减少了中间升降压转换环节，系统简单、成本降低、大大降低5G基站的全生命周期成本，同时并大大提高了系统可靠性。同时，该远程供电系统对远端的供电功率，由于不受转换电路功率的限制，可以达到5KW、10KW等供电要求，满足5G基站需求。

Description

一种5G基站高压直流远程供电系统

技术领域

本实用新型涉及供电技术，具体涉及一种5G基站高压直流远程供电系统。

背景技术

传统的混合基站(2G/3G/4G)，功耗大多只有几千瓦，采用单相交流引电基本都能满足供电。但引入5G设备后，基站功耗增加了很多，每个基站基本都要求在10千瓦以上，单相交流电源难以满足要求，需要引入三相电源。在实际通信建设中，通信基站的引电有“直供电”和“转供电”两种，受场地条件和资源限制，很多基站站点都难以保证能够引入足够的交流电源供应，尤其是转供电方式，三相交流电源更难引入。这给5G基站建设和协调带来很大的压力。

为了解决这个供电问题，高压远程供电(HVDC)是一个可以推荐采用的方案。但是，传统的通信高压远程供电技术，基本是沿袭直流-48V的通信电源供应系统。远程供电时，用升压模块将直流48V升压到高压电源(如：90～400V等)，然后对外输出；当外部交流断电时，由备用电池(-48V)继续向升压模块供电，维持远端设备的电源供应。

这种传统的通信高压远程供电技术有如下问题：

1、系统经过从交流到48V直流、再由48V直流到高压直流的二次转换，不仅提高了系统的复杂性和成本，而且降低了系统可靠性；

2、经过二次转换，产生了额外的电能转换损失，并减少了电池的有效备电时间；

3、因为技术原因，常规的升压模块功率为0.5～3KW，超过3KW之后，因低压侧(-48V)电流太大，产品的性能较难保证、产品的性价比也显著降低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种5G基站高压直流远程供电系统，以解决传统的通信高压远程供电技术复杂性高、可靠性低、电能转换损耗大、性能低的问题。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种5G基站高压直流远程供电系统，包括：

交流配电单元，用于接入和分配交流电；

整流电源设备，与所述交流配电单元连接，用于从所述交流配电单元接入所述交流电，并将所述交流电转换为高压直流电；

直流配电单元，与所述整流电源设备连接，用于接入和分配所述高压直流电；

远程供电电缆，与所述直流配电单元连接，用于传输所述高压直流电；

远端通信电源，与所述远程供电电缆连接，用于将所述高压直流电转换为-48V直流电，并将所述-48V直流电输送给5G设备。

进一步地，所述整流电源设备包括串联锂电池组和整流电源组，所述串联锂电池组包括顺次串联的若干锂电池，所述整流电源组包括顺次串联的若干整流电源，各整流电源与所述交流配电单元连接以接入所述交流电，各整流电源与各锂电池一一对应，各整流电源与各自对应的锂电池连接，以为各自对应的锂电池充电；

所述串联锂电池组的正极连接所述直流配电单元的正输入端，所述串联锂电池组的负极连接所述直流配电单元的负输入端；

所述整流电源组的正极连接所述直流配电单元的正输入端，所述整流电源组的负极连接所述直流配电单元的负输入端。

进一步地，每个锂电池包括相互并联的若干锂电池单元。

进一步地，每个整流电源包括相互并联的若干整流模块。

进一步地，每个整流电源包括相互并联的若干整流模块，每个锂电池包括相互并联的若干锂电池单元。

进一步地，所述整流电源设备包括直流不间断电源组，所述直流不间断电源包括相互串联的若干直流不间断电源，所述直流不间断电源包括与所述交流配电单元连接的整流电源和与所述整流电源连接的锂电池，所述直流不间断电源组的正极连接所述直流配电单元的正输入端，所述直流不间断电源组的负极连接所述直流配电单元的负输入端。

进一步地，所述远程供电电缆为光纤电力混合电缆或单纯的电力电缆。

与现有技术相比，本实用新型提供的5G基站高压直流远程供电系统，包括交流配电单元、整流电源设备、直流配电单元、远程供电电缆和远端通信电源。利用该系统，只需在有三相交流电的地方引入交流电源，就可解决数个5G基站的供电问题，既解决了基站的供电问题，又降低了引电成本。同时，通过直接由交流电源转换为高压直流电源和后备锂电池对远端设备进行供电，减少了中间升降压转换环节，系统简单、成本降低、大大降低5G基站的全生命周期成本，同时并大大提高了系统可靠性。同时，该远程供电系统对远端的供电功率，由于不受转换电路功率的限制，可以达到5KW、10KW等供电要求，满足5G基站需求。

附图说明

图1为本实用新型实施例5G基站高压直流远程供电系统的组成原理示意图；

图2为本实用新型实施例基于整流电源和通信锂电池的5G基站高压直流远程供电系统组成原理示意图；

图3为本实用新型实施例基于直流不间断电源的5G基站高压直流远程供电系统组成原理示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型实施例提供的5G基站高压直流远程供电系统，包括：

交流配电单元1，用于接入和分配交流电；

整流电源设备2，与交流配电单元1连接，用于从交流配电单元1接入交流电，并将交流电转换为高压直流电；

直流配电单元3，与整流电源设备2连接，用于接入和分配高压直流电；

远程供电电缆4，与直流配电单元3连接，用于传输高压直流电；

远端通信电源6，与远程供电电缆4连接，用于将高压直流电转换为-48V直流电，并将-48V直流电输送给5G设备7。

交流配电单元1主要用于起到接入交流电和电力分配的作用，将交流电分配后输入整流电源设备2。一般在有三相电源的地方，将20KVA-100KVA的大功率交流电接入本系统，交流电经交流配电单元1接入后，进入整流电源设备2。整流电源设备2主要用于将交流电转换为高压直流电，整流电源设备2的功率转换模块全部由传统的48V通信电源模块组成，一般可将交流电转换为92V至768V的高压直流电电压。直流配电单元3主要用于对高压直流电进行分配和输送，通过远程供电电缆4输送到远端5G基站5。远程供电电缆4可以是光纤电力混合电缆或单纯的电力电缆。直流配电单元3内置有开关、过流、短路和漏电保护等装置，开关可以手动控制，也可以电动控制。远端5G基站5包括远端通信电源6和与远端通信电源6连接的5G设备7。远端通信电源6与远程供电电缆4连接，并内置有DC/DC变压模块，能够将通过远程供电电缆4接收到的高压直流电转换为通信用的-48V直流电，并将-48V直流电输送到后级的5G设备7，以驱动其工作。

整流电源设备2直接将交流电源转换为高压直流电对远端5G基站5进行供电，减少了中间升压转换环节，系统简单、成本降低、大大降低5G基站5的全生命周期成本，同时大大提高了系统可靠性。同时，整流电源设备2对远端5G基站5的供电功率，由于不受转换电路功率的限制，可以达到5KW、10KW等供电要求，满足5G基站5的需求。整流电源设备2是远程供电系统的重要组成部分。

整流电源设备2可以采用两种方案实现。如图2所示，在整流电源设备2的第一种方案中，整流电源设备2包括串联锂电池组和整流电源组，串联锂电池组包括顺次串联的若干锂电池202，整流电源组包括顺次串联的若干整流电源201，各整流电源201与交流配电单元1连接以接入交流电，各整流电源201与各锂电池202一一对应，各整流电源201与各自对应的锂电池202连接，以为各自对应的锂电池202充电。串联锂电池组的正极连接直流配电单元3的正输入端，串联锂电池组的负极连接直流配电单元3的负输入端。同时，整流电源组的正极连接直流配电单元3的正输入端，整流电源组的负极连接直流配电单元3的负输入端，以将转换的高压直流电接入直流配电单元3，直流配电单元3再通过远程供电电缆4向远端5G基站5输电。通过这种方式，整流电源设备2在通过高压直流电对外供电的同时，还同时对内置各锂电池202进行充电，当发生交流停电时，可以通过锂电池组对远端的5G基站5进行供电，而无需经过其他功率转换设备，没有转换损失，延长了锂电池202的有效备电时间。通过调节串联的整流电源201和锂电池202的组数可以调节转换成的高压直流电的电压大小，以适应各种功率和距离的要求，距离远、功率大，则采用较高电压值，距离近、功率小，则采用较低的电压值。

该整流电源设备2可以实现扩容。扩容包括整流电源组的扩容和串联锂电池组的扩容。在串联锂电池组的扩容方面，可以设置每个锂电池202包括相互并联的若干锂电池单元204，以增加整流电源设备2的备电容量，延长其备电时间。在整流电源组的扩容方面，可以设置每个整流电源201包括相互并联的若干整流模块203，以提高整流电源设备2的直流输出能力。这两种扩容方式可以结合使用，以同时增加整流电源设备2的备电容量和提高整流电源设备2的直流输出能力。

如图3所示，在整流电源设备2的第二种方案中，整流电源设备2包括直流不间断电源组，直流不间断电源包括相互串联的若干直流不间断电源，直流不间断电源包括与交流配电单元1连接的整流电源201和与整流电源201连接的锂电池202，直流不间断电源组的正极连接直流配电单元3的正输入端，直流不间断电源组的负极连接直流配电单元3的负输入端，以将转换的高压直流电接入直流配电单元3，直流配电单元3再通过远程供电电缆4向远端5G基站5输电。通过调节串联的直流不间断电源的数量可以调节转换成的高压直流电的大小。各直流不间断电源的整流电源201是相互串联的，各整流电源201将经交流配电单元1接入的交流电转换为高压直流电，高压直流电经直流配电单元3分配后经远程供电电缆4输送到远端5G基站5。同时，各整流电源201在对外供电的同时，对与其连接的锂电池202进行充电。当发生交流停电时，可以通过各直流不间断电源中的锂电池202对远端的5G基站5进行供电。

上述实施例仅为优选实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围。在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种5G基站高压直流远程供电系统，其特征在于，包括：

交流配电单元，用于接入和分配交流电；

整流电源设备，与所述交流配电单元连接，用于从所述交流配电单元接入所述交流电，并将所述交流电转换为高压直流电；

直流配电单元，与所述整流电源设备连接，用于接入和分配所述高压直流电；

远程供电电缆，与所述直流配电单元连接，用于传输所述高压直流电；

远端通信电源，与所述远程供电电缆连接，用于将所述高压直流电转换为-48V直流电，并将所述-48V直流电输送给5G设备。

2.如权利要求1所述的5G基站高压直流远程供电系统，其特征在于，所述整流电源设备包括串联锂电池组和整流电源组，所述串联锂电池组包括顺次串联的若干锂电池，所述整流电源组包括顺次串联的若干整流电源，各整流电源与所述交流配电单元连接以接入所述交流电，各整流电源与各锂电池一一对应，各整流电源与各自对应的锂电池连接，以为各自对应的锂电池充电；

所述串联锂电池组的正极连接所述直流配电单元的正输入端，所述串联锂电池组的负极连接所述直流配电单元的负输入端；

所述整流电源组的正极连接所述直流配电单元的正输入端，所述整流电源组的负极连接所述直流配电单元的负输入端。

3.如权利要求2所述的5G基站高压直流远程供电系统，其特征在于，每个锂电池包括相互并联的若干锂电池单元。

4.如权利要求2所述的5G基站高压直流远程供电系统，其特征在于，每个整流电源包括相互并联的若干整流模块。

5.如权利要求2所述的5G基站高压直流远程供电系统，其特征在于，每个整流电源包括相互并联的若干整流模块，每个锂电池包括相互并联的若干锂电池单元。

6.如权利要求1所述的5G基站高压直流远程供电系统，其特征在于，所述整流电源设备包括直流不间断电源组，所述直流不间断电源包括相互串联的若干直流不间断电源，所述直流不间断电源包括与所述交流配电单元连接的整流电源和与所述整流电源连接的锂电池，所述直流不间断电源组的正极连接所述直流配电单元的正输入端，所述直流不间断电源组的负极连接所述直流配电单元的负输入端。

7.如权利要求1所述的5G基站高压直流远程供电系统，其特征在于，所述远程供电电缆为光纤电力混合电缆或单纯的电力电缆。

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