一種新能源靜音發(fā)電機系統(tǒng)的設(shè)計

彭 昆

（中國鐵塔股份有限公司黔西南州分公司，貴州 興義 562400）

0 引 言

為克服現(xiàn)有應(yīng)急油機發(fā)電技術(shù)中的缺點，設(shè)計了一種新能源靜音發(fā)電系統(tǒng)。系統(tǒng)包括若干電池單元和逆變器，依次連接電池管理單元、傳輸單元、監(jiān)控平臺和監(jiān)控終端。若干電池單元相互并聯(lián)，且輸出端與逆變器的輸入端連接。逆變器的輸出端為供電端，逆變器將直流電變?yōu)榻涣麟姡部梢灾苯虞敵?8 V直流電。根據(jù)負(fù)載使用電的情況，進(jìn)行選擇性供電（直流/交流）。電池管理單元設(shè)置在電池單元內(nèi)，用于采集電池單元的用電數(shù)據(jù)，并通過傳輸單元將電池數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控平臺，而監(jiān)控平臺將電池數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控終端。

1 系統(tǒng)組成

設(shè)計的靜音發(fā)電系統(tǒng)，是將若干電池并聯(lián)直接進(jìn)行直流供電，再通過逆變器，將電池的直流電轉(zhuǎn)化為交流電進(jìn)行交流供電。同時，電池管理單元用于采集電池的用電量以及當(dāng)前的電池狀態(tài)，通過傳輸單元發(fā)送至監(jiān)控平臺，監(jiān)控平臺可在線監(jiān)控電池的用電量、電池狀態(tài)、位置、型號等基本信息，同時監(jiān)控終端可實時監(jiān)控電池的基本情況。系統(tǒng)連接如圖1所示，系統(tǒng)實物圖如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)連接示意圖

圖2 實物連接圖

系統(tǒng)由電池模組和逆變器組成，如圖2所示。箱體裝配有拉桿、滑輪，方便移動。箱體之間連接用電纜航空插頭，不僅防水，而且連接方便。

2 系統(tǒng)工作原理

便攜式新能源靜音發(fā)電機，主要是以鋰電池提供48 V基礎(chǔ)直流電源，通過逆變口變換成220 V/380 V的交流電。對負(fù)載可提供直流-48 V直流電源和220 V/380 V的交流電源，如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)工作原理圖

根據(jù)負(fù)載的大小選擇所需的48 V鋰電池模塊個數(shù)，通過電池并連的方式進(jìn)行連接，輸入到逆變器的輸入端，通過逆變器把48 V的直流電逆變成220 V/380 V的交流電輸給負(fù)載，也可從電池輸出端口直接接到48 V直流負(fù)載（如通信設(shè)備）。在供電過程中，通過鋰電池BMS控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)；經(jīng)過無線設(shè)備把數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺，在監(jiān)控終端PC機、手機APP上實時掌握鋰電池放電情況。逆變器安裝有數(shù)據(jù)采集模塊，可以采集逆變器相關(guān)數(shù)據(jù)。

3 電池模組

電池模組由電池箱體、鋰電池、GPS、鋰電池管理系統(tǒng)和無線設(shè)備組成，如圖4所示。

圖4 電池模組

在正常運行時，系統(tǒng)讀起鋰電池BMS電池管理數(shù)據(jù)，經(jīng)過無線設(shè)備傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺，通過監(jiān)控終端PC機及手機APP可以觀察電池的放電情況。GPS可以跟蹤設(shè)備運動軌跡，方便設(shè)備管理，以及設(shè)備防盜。

4 交流輸出

逆變器把48 V的直流電逆變成220 V/380 V交流電輸出提供負(fù)載供電，數(shù)據(jù)采集模塊實時監(jiān)控設(shè)備運行情況。系統(tǒng)的交流輸出如圖5所示，逆變器實物如圖6所示。

圖5 系統(tǒng)的交流輸出

圖6 逆變器實物圖

5 結(jié) 論

該靜音發(fā)電系統(tǒng)目前在黔西南州鐵塔已配發(fā)100臺給基站代維單位，在城區(qū)特殊環(huán)境發(fā)電取得了良好效果，已在貴州鐵塔全省推廣使用。系統(tǒng)使用鋰電池作為基礎(chǔ)發(fā)電單元，鋰電池循環(huán)使用壽命長（充放電次數(shù)3 000次以上），相對汽油、柴油發(fā)電機安全可靠，適用于多種場景且無須保養(yǎng)。該系統(tǒng)安裝GPS和無線系統(tǒng)，可以實時監(jiān)控設(shè)備，觀察設(shè)備運營情況，實時跟蹤設(shè)備運動軌跡，方便設(shè)備管理使用。此外，相對汽油、柴油發(fā)電機組，它的使用費用低，無碳排放，低耗節(jié)能。