[发明专利]一种DTU配电终端超级电容后备电源系统

说明书

本发明公开了一种DTU配电终端超级电容后备电源系统，通过降低后备电源系统所需超级电容模组的总容量，同时优化后备电源系统所需电源管理模块的功率配置，充分缩减超级电容后备电源系统的造价，提升现有DTU配电终端后备电源系统的可靠性和稳定性。本发明充放电管理单元组成模块状态信息均可实时上报，能持续跟踪系统内部电源模块运行状态，为后备电源系统维护和检修提供了极大便利，交流供电状态信息和超级电容模组状态信息融合到电源模块中，DTU配电终端仅与后备电源系统内各电源模块进行通信，后备电源系统工作状态可控、故障判别简单，造价低，能充分发挥超级电容器自身优势，为DTU配电终端提供更简省而有力的后备电源保障。

技术领域

本发明涉及一种配电终端后备电源系统，尤其涉及一种DTU配电终端超级电容后备电源系统。

背景技术

DTU配电终端是智能配电环节的关键设备，它的运行状况直接关系到万千用户的用电体验，更关系到整个配电网络的运营安全。在配电线路发生故障或者失电的状况下，可靠的DTU配电终端后备电源显得尤为重要。

当前多数DTU配电终端均采用铅酸蓄电池作为后备电源，然而铅酸蓄电池实际工作寿命并不理想，还需要配备专业技术人员进行定期针对性维护，给运维工作带来极大的不便。更为严重的是，随着时间的推移，铅酸蓄电池特性衰减显著，其放电能力大打折扣，在失电状态下造成部分高压操作开关动作不到位或卡死，需要耗费大量时间才能完成故障排查和检修工作，这显然违背了配电自动化改造的初衷。特别是在北方广大严寒地区，受铅酸蓄电池自身低温功率特性较差的影响，这一问题更为突出。

基于铅酸蓄电池后备电源的上述问题，已有部分厂家使用超级电容器作为高压操作开关专用后备电源，与铅酸蓄电池配合使用，但这仍无法完全弥补铅酸蓄电池后备电源的不足。若使用超级电容器完全替代铅酸蓄电池，在同样的后备时间下，超级电容后备电源系统自身造价明显偏高。为此，尽管超级电容器优势显著，但迟迟未得到全面推广应用。因此，需要设计一种能缩减DTU配电终端超级电容后备电源系统的整体造价，充分发挥超级电容器自身优势，为DTU配电终端提供更简省而有力的后备电源保障的系统。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种造价低，能充分发挥超级电容器自身优势，为DTU配电终端提供更简省而有力的后备电源保障的DTU配电终端超级电容后备电源系统。

为达到上述目的，本发明所采用的技术手段是：一种DTU配电终端超级电容后备电源系统，通过降低后备电源系统所需超级电容模组的总容量，同时优化后备电源系统所需电源管理模块的功率配置，充分缩减超级电容后备电源系统的造价，提升现有DTU配电终端后备电源系统的可靠性和稳定性。

进一步的，所述降低后备电源系统所需超级电容模组的总容量，同时优化后备电源系统所需电源管理模块的功率配置是指：一方面，实现后备电源系统与DTU核心单元的交互，由DTU配电终端根据自身工作状态来管理后备电源系统的输出功率，进而管控后备电源系统的功耗；另一方面，要通过合理的电源系统配置，提升超级电容模组自身的能量利用率，并降低后备电源系统自身的功耗。

更进一步的，所述DTU配电终端超级电容后备电源系统包含超级电容模组、充放电管理单元和电解电容组三部分，其中充放电管理单元由交流AC/DC电源、操作DC/DC电源和控制DC/DC电源共同构成，交流AC/DC电源共有两路输出，两路输出相互隔离，当交流在线时，一路给DTU配电终端内部各模块供电，另一路则给超级电容模组充电，同时，交流AC/DC电源具备自身状态信号输出功能，其输出状态信息为输入交流工作状态、输出回路I工作状态和输出回路II工作状态，通过输出状态信息供DTU配电终端核心单元实时监测交流AC/DC电源的工作状态。

更进一步的，所述交流AC/DC电源支持外部控制信号开关功能，通过DTU配电终端控制信号开通和断开任意回路。