數(shù)字分布式供電系統(tǒng)
直流供電系統(tǒng)是電子半導(dǎo)體器件,綜合自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)(微處理器)技術(shù)、電磁技術(shù)和通訊技術(shù)的多學(xué)科邊緣交叉技術(shù),在保證通訊系統(tǒng),電力系統(tǒng)的正常工作起著關(guān)鍵作用.低成本、低功耗、低污染、高效率、高可靠性、易于維護(hù)等要求促使供電系統(tǒng)不斷在技術(shù)上有新的改進(jìn). 一個(gè)典型的供電系統(tǒng)包括開關(guān)電源模塊、電源饋出單元、系統(tǒng)信息采集與控制單元、系統(tǒng)監(jiān)控單元和其他智能設(shè)備(如接地選線與蓄電池在線監(jiān)測(cè)裝置等), 對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行數(shù)字化改進(jìn)并且應(yīng)用分布式方式重新整合個(gè)單元的功能適應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的手段之一.


        (一)開關(guān)電源模塊:目前的開關(guān)電源模塊多為模擬信號(hào)控制,會(huì)產(chǎn)生不利于智能控制、信號(hào)的畸變失真、雜散信號(hào)的干擾,不易于故障自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)等的發(fā)展.采用數(shù)字信號(hào)處理為基礎(chǔ)的DSP系統(tǒng)與傳統(tǒng)的模擬信號(hào)處理系統(tǒng)相比較有以下優(yōu)點(diǎn): 第一,接口簡(jiǎn)單、方便.由于數(shù)字信號(hào)的電氣特性簡(jiǎn)單,不同的DSP系統(tǒng)相互連接時(shí),在硬件接口上容易實(shí)現(xiàn).在數(shù)據(jù)流接口上,各系統(tǒng)間只要遵循特定的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議即可,利于實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)監(jiān)控單元等多的信息交流,實(shí)現(xiàn)全面的四遙功能,可以對(duì)模塊采用實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程診斷,另外采用數(shù)字通訊避免了采用模擬遙調(diào)方式控制線引入的各種干擾,有利于提高模塊本身工作的穩(wěn)定度.第二,精度高,穩(wěn)定性好.數(shù)字信號(hào)處理僅受到量化誤差和有限字長(zhǎng)的影響,處理過程不引入其它噪聲,因此具有較高的信噪比,而模擬系統(tǒng)的性能受到元器件參數(shù)性能影響比較大,在數(shù)字系統(tǒng)中模塊本身的遙調(diào)遙控信號(hào)來(lái)自于監(jiān)控單元提供的數(shù)字信號(hào),能夠有效避免外界的串?dāng)_,實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)流和穩(wěn)壓的更高精度.第三,編程方便,容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的算法.在DSP系統(tǒng)中,DSP芯片提供了一個(gè)高速計(jì)算平臺(tái),系統(tǒng)功能依賴于軟件編程實(shí)現(xiàn),基于可控軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)更大的靈活性、更高的智能化程度,不僅可控制電源,而且還能提供諸如智能故障管理、數(shù)字電流共享與激活沖擊控制等功能.第四,集成方便.現(xiàn)代DSP芯片都是將DSP芯核及其外圍電路綜合集成在單一芯片上,這種結(jié)構(gòu)為減小體積,簡(jiǎn)化復(fù)雜的控制系統(tǒng)提供了基礎(chǔ).目前的DSP芯片已達(dá)到90億次浮點(diǎn)運(yùn)算/秒(9000MFLOPS),按照CMOS的發(fā)展趨勢(shì),DSP的運(yùn)算速度再提高100倍是完全有可能的,能有效的提高模塊的瞬態(tài)響應(yīng).第五,采用統(tǒng)一的DSP處理方式可以有效的減少元器件數(shù)量,提高穩(wěn)定性,降低成本.
        (二)系統(tǒng)信息采集與控制單元與系統(tǒng)監(jiān)控單元:傳統(tǒng)的監(jiān)控是將信息采集與系統(tǒng)管理的功能合而為一,在無(wú)人值守的情況下無(wú)法滿足系統(tǒng)的運(yùn)行需要,把信息采集作用分離出來(lái),并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,組成信息采集模塊是很有效的解決方式,如充放電電流、電池組電壓、系統(tǒng)電壓、交流輸入切換、短路器開關(guān)狀況、溫度、濕度以至于空調(diào)控制、煙感等;監(jiān)控單元的的作用就可以作為系統(tǒng)級(jí)的控制、數(shù)據(jù)分析并兼有后臺(tái)的功能,如故障告警、部分故障分析、均/浮控制、信息后傳等功能,方便與系統(tǒng)維護(hù)、調(diào)試.
       (三)分布式供電:現(xiàn)代大型通信系統(tǒng)、電力變電所等場(chǎng)合,設(shè)備多而且距離較遠(yuǎn).傳統(tǒng)的集中式供電系統(tǒng)在供電的可靠性、靈活性方面面臨挑戰(zhàn).如果集中式供電電源產(chǎn)生故障就會(huì)形成整個(gè)局、站的停電事故;電源到負(fù)載的距離越大,配電電線的寄生電感在負(fù)載電流高速變化時(shí)所導(dǎo)致的電壓波動(dòng)也就越大,另外一方面,各負(fù)載的電源在供電端是并聯(lián)在同一段母線上的,如果某負(fù)載的啟動(dòng)沖擊電流或者是寄生干擾過大就會(huì)返回到電源系統(tǒng)中形成疊加.最理想的做法,便是每塊板或每一類相關(guān)設(shè)備有一個(gè)獨(dú)立的電源進(jìn)行供電,但是它的缺點(diǎn)是成本較高,折衷的辦法是采用單元供電方式, 將眾多的負(fù)載分成易于單獨(dú)供電的負(fù)載單元,為各個(gè)單元單獨(dú)建立獨(dú)立的供電電源,然后通過集中監(jiān)控單元對(duì)子供電系統(tǒng)的信息管理與控制進(jìn)行整合.在通訊局站中低電壓、大電流已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì),減少電源與負(fù)載間的供電距離,是提高穩(wěn)定性和減少干擾的必然選擇,采用分布式電源不僅能滿足以上的要求,而且在未來(lái)系統(tǒng)擴(kuò)容、電源更換方面有明顯的優(yōu)勢(shì).


        數(shù)字分布式開關(guān)電源系統(tǒng)有著許多顯而易見的優(yōu)點(diǎn),是供電系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì),可以分用戶提供易維護(hù)、高可靠性的電源解決方案,同時(shí)建立數(shù)字開發(fā)平臺(tái)可以有效的減少新產(chǎn)品開發(fā)中的成本、提高開發(fā)速度、同時(shí)形成的遠(yuǎn)程維護(hù)能力使系統(tǒng)易于調(diào)試,有效控制系統(tǒng)售后服務(wù)的成本.