本發明涉及并聯供電，尤其涉及一種鐵塔協同供電方法及系統。

背景技術：

1、并聯供電技術領域包含多個電源同時向負載供電的技術方案，其核心內容涉及多個電源間的協同管理、能量分配以及電壓、電流控制，以確保系統穩定運行。該技術領域主要涵蓋電源并聯拓撲結構、電能傳輸方式、負載共享控制、供電系統保護機制等方面。在應用中，并聯供電技術可用于提升供電可靠性、提高電能利用率、增強負載適應能力，廣泛應用于電力系統、通信基站、數據中心以及各類工業設備供電場景。針對不同應用需求，該技術領域涉及恒壓供電、恒流供電、自適應負載調節等方法，并且通常結合功率調節電路、電流均衡控制策略和智能管理系統實現電源的高效協同工作。

2、其中，鐵塔協同供電方法是指利用通信鐵塔等基礎設施，通過并聯供電技術實現電能的合理分配和共享。該專利主題主要涵蓋基于鐵塔架設的電力傳輸線路、電能調度與控制方法、供電節點選擇策略、電流均衡機制以及斷電切換方案。其供電方式通常采用多個鐵塔站點的電源進行能量互補，利用電能管理設備調節供電路徑，并通過負載分配算法優化電流分配，確保各站點負載平衡。同時，系統引入電力調控裝置以協調鐵塔電網與公共電網之間的能量傳輸，結合供電故障檢測方法和快速切換技術，提高電力分配的穩定性。

3、并聯供電方式缺乏對負載波動趨勢的實時感知，導致負載突變時，部分節點過載，部分節點電力閑置，供電調配不均衡。供電調整依賴固定規則，難以根據實時需求優化調度，影響負載變化下的供電適應性。機械繼電器切換速度較慢，易造成短時供電不連續，影響設備運行。諧波處理依賴固定濾波方式，難以精準補償動態諧波畸變，導致供電質量受損。缺乏動態調控機制，難以有效協調不同供電節點的能量分配，導致供電效率低，穩定性不足。

技術實現思路

1、本發明的目的是解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種鐵塔協同供電方法及系統。

2、為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：一種鐵塔協同供電方法，包括以下步驟：

3、s1：獲取鐵塔逆變電源輸出端的電流、電壓及總諧波畸變率數據，調用光伏控制模塊記錄多鐵塔節點的電流輸出值及負載狀態，在固定周期內使用滑動窗口均值計算多通訊負載設備的電流波動趨勢，調用監控模塊分析負載變化速率，判斷當前負載狀態，生成鐵塔負載波動趨勢值；

4、s2：基于所述鐵塔負載波動趨勢值，計算多鐵塔節點的供電裕量，調用電流傳感器監測電流變化速率，與設定的供電均衡閾值進行比較，分析是否存在供電超載或冗余情況，調用繼電器控制單元篩選具備分流或接收電力能力的相鄰鐵塔節點，獲取供電均衡調整量；

5、s3：根據所述供電均衡調整量，篩選相鄰鐵塔節點中的電力裕量最大節點，調用低損耗固態繼電器切換供電路徑，計算該節點的供電調整范圍，調用功率電子切換模塊對鐵塔負載設備進行逐步增量調整，分配負載至新供電路徑，調用監控模塊記錄調整后的電流分布，分析負載調整后鐵塔節點的供電均衡狀態，生成拓撲調整分布值；

6、s4：基于所述拓撲調整分布值，調用光伏控制模塊和監控模塊計算每個鐵塔節點的總諧波畸變率，調用逆變電源諧波分析單元分析當前諧波成分，篩選具備補償能力的鐵塔逆變電源，計算目標諧波分量的相位偏移，獲取諧波補償偏移值；

7、s5：基于所述諧波補償偏移值，調用逆變電源有源濾波單元調整輸出電壓相位，生成補償波形，調用頻譜追蹤分析模塊計算補償后的總諧波畸變率，調用監控模塊記錄諧波變化情況，生成諧波補償優化量。

8、作為本發明的進一步方案，所述鐵塔負載波動趨勢值包括電流波動率、電壓波動率、通訊負載設備波動率，所述鐵塔節點供電裕量包括備用電流裕量、備用電壓裕量、備用功率裕量，所述供電均衡調整量包括目標供電節點、電流調整值、電壓調整值，所述拓撲調整分布值包括調整后電流分布、調整后電壓分布、調整后功率分布，所述諧波補償偏移值包括諧波頻率偏移量、諧波相位偏移量、諧波幅值偏移量，所述諧波補償優化量包括優化后諧波頻率、優化后諧波相位、優化后諧波幅值。

9、作為本發明的進一步方案，所述鐵塔負載波動趨勢值的獲取步驟具體為：

10、s101：獲取鐵塔逆變電源的電流、電壓及總諧波畸變率數據，調用光伏控制模塊記錄鐵塔節點負載數據，對記錄數據進行歸集并按時間序列排序，生成鐵塔節點負載序列；

11、s102：基于所述鐵塔節點負載序列，采用滑動窗口方法計算通訊負載設備的波動幅度，選取窗口內負載變化的最大值、最小值和變化速率，對比差異化時間窗口內的波動情況，獲取通訊負載設備波動特征值；

12、s103：采用所述通訊負載設備波動特征值，依據滑動窗口內負載變化幅度，計算鐵塔負載波動趨勢值，采用公式：；

13、運算獲取窗口內負載變化的平均絕對差值，并結合波動方差計算波動趨勢，得到鐵塔負載波動趨勢值；

14、其中，代表鐵塔負載波動趨勢值，代表第i個時間點的負載值，代表滑動窗口內的負載均值，代表滑動窗口內的時間點數量，代表第個時間點的負載值。

15、作為本發明的進一步方案，所述供電均衡調整量的獲取步驟具體為：

16、s201：基于所述鐵塔負載波動趨勢值，計算鐵塔多節點的供電裕量，同時提取多節點當前供電功率，計算其與最大負載需求值的差值，獲取多節點的初始供電裕量，并進行歸一化，得到歸一化供電裕量；

17、s202：調用電流傳感器監測速率，獲取多節點當前電流變化率，計算相鄰節點間電流變化的數值偏差，同時將偏差與供電均衡閾值比對，確定供電不均衡的節點對，篩選滿足供電不均衡條件的相鄰鐵塔節點，得到不均衡相鄰節點對；

18、s203：基于所述不均衡相鄰節點對，結合對應節點的所述歸一化供電裕量，計算多相鄰節點間的供電均衡調整量，采用公式：；

19、運算獲取多個不均衡相鄰節點間的供電調整需求值，并綜合多個相鄰節點的供電能力，獲取供電均衡調整量；

20、其中，代表節點與節點之間的供電均衡調整量，、分別代表節點和節點的歸一化供電裕量，代表節點與節點之間的物理距離，代表所有相鄰節點對之間的參考物理距離，代表節點的實時電流速率，代表所有節點的參考電流速率，代表所有監測的鐵塔節點總數。

21、作為本發明的進一步方案，所述拓撲調整分布值的獲取步驟具體為：

22、s301：基于所述供電均衡調整量，篩選相鄰鐵塔節點中的電力裕量最大節點，獲取相鄰節點的實時負載數據，并計算供電負荷占比，提取供電能力最高且負載占比最低的節點，得到電力裕量最大節點；

23、s302：調用低損耗固態繼電器切換供電路徑，基于所述電力裕量最大節點采集供電狀態數據，并對節點供電狀態進行計算，采用公式：

24、；

25、運算獲取調整范圍特征，得到供電調整范圍；

26、其中，代表節點供電調整范圍結果，代表電力裕量最大節點最大可供電功率，代表電力裕量最大節點當前負載功率，代表節點電壓測量值中第項數據，代表節點電壓測量值平均值，代表節點到負載中心的距離數據，代表節點實時電流值，代表節點電流平均值，代表節點電壓測量數據項總數；

27、s303：基于所述供電調整范圍，調用功率電子切換模塊調整鐵塔負載設備的供電狀態，同時調用監控模塊檢測調整后的電流分布，計算整體電流分布變化量，獲取拓撲調整分布值。

28、作為本發明的進一步方案，所述諧波補償偏移值的獲取步驟具體為：所述諧波補償偏移值的獲取步驟具體為：

29、s401：基于所述拓撲調整分布值，對系統節點的電壓幅值和相位角進行修正，計算調整后多節點的電壓諧波含量，獲取多節點的諧波分布特性，得到諧波分布特性參數；

30、s402：調用光伏控制模塊，基于所述諧波分布特性參數計算系統總諧波畸變率，同時比較多節點的諧波畸變率，篩選畸變率高于設定閾值的節點，得到諧波畸變率篩選節點；

31、s403：調用監控模塊，對所述諧波畸變率篩選節點進行補償策略計算，依據節點諧波畸變情況確定補償量，采用公式：

32、；

33、調整多節點的諧波補償方案，得到諧波補償偏移值；

34、其中，代表諧波補償偏移值，代表第個節點的諧波電壓值，代表第個節點的目標諧波電壓值，代表第個節點的總諧波畸變率，代表補償強度因子，代表第個節點的電流諧波含量，代表第個節點的補償權重，代表諧波畸變率篩選節點的總數量。

35、作為本發明的進一步方案，所述諧波補償優化量的獲取步驟具體為：

36、s501：基于所述諧波補償偏移值，調用逆變電源有源濾波單元，調整輸出電壓相位，并計算調整后的電壓相位誤差與目標相位的偏差值，得到相位誤差校正值；

37、s502：調用頻譜追蹤分析模塊，基于所述相位誤差校正值計算補償后諧波畸變率，并提取差異化諧波階次對應的畸變系數，采用公式：

38、；

39、計算得到諧波畸變偏差量；

40、其中，代表諧波畸變偏差率，代表第階次諧波的畸變系數，代表第階次的參考諧波畸變系數，代表諧波階次總數，代表補償前第階次的諧波畸變系數，代表前一補償周期第階次的諧波畸變系數；

41、s503：基于所述諧波畸變偏差量，篩選畸變變化顯著的諧波階次，并計算與參考畸變水平的偏差值，生成諧波補償優化量。

42、一種鐵塔協同供電系統，所述鐵塔協同供電系統用于執行上述鐵塔協同供電方法，所述系統包括：

43、鐵塔負載監測單元獲取鐵塔逆變電源電流、電壓、總諧波畸變率數據，調用光伏控制模塊記錄鐵塔節點負載，采集通訊負載設備的電流波動值，使用滑動窗口方法計算負載波動趨勢，篩選出負載波動幅度超過設定閾值的鐵塔節點，調用監控模塊記錄對應的時間序列波動曲線，計算鐵塔節點的負載波動趨勢值，基于負載波動趨勢值計算鐵塔供電裕量值；

44、供電均衡計算單元基于所述鐵塔供電裕量值，調用電流傳感器監測速率，獲取相鄰鐵塔節點的供電狀態，計算供電均衡閾值，篩選出滿足供電調整條件的鐵塔節點，計算供電均衡調整量；

45、供電路徑調整單元根據所述供電均衡調整量，篩選相鄰鐵塔節點中電力裕量最大的節點，調用低損耗固態繼電器切換供電路徑，計算該節點供電調整范圍，調用功率電子切換模塊調整鐵塔負載設備，調用監控模塊檢測電流分布，生成拓撲調整分布值；

46、諧波補償計算單元基于所述拓撲調整分布值，調用光伏控制模塊計算總諧波畸變率，調用監控模塊篩選補償節點，計算得到諧波補償偏移值；

47、諧波優化調整單元基于所述諧波補償偏移值，調用逆變電源有源濾波單元調整輸出電壓相位，調用頻譜追蹤分析模塊計算補償后諧波畸變，計算諧波補償優化量。

48、與現有技術相比，本發明的優點和積極效果在于：

49、本發明中，通過獲取電流、電壓、負載數據，并結合滑動窗口計算負載波動趨勢，實現供電需求動態預測。基于供電裕量計算和電流監測篩選相鄰節點，調整電力分配，優化供電均衡性，避免單節點過載或電力浪費。采用低損耗固態繼電器切換供電路徑，提高調整效率，減少切換損耗。結合功率調整優化負載適配性，確保供電協調。依據拓撲調整分布優化電流分布，減少調整引起的波動。通過計算諧波畸變率，進行補償優化，提高電能質量，降低諧波干擾對設備的影響。該方式提升了供電調控的精細度，增強負載適應性，提高供電穩定性和能量利用率。