分级负载优先级的户外机柜供储电能管理方法及系统与流程

本发明属于机柜供电管理，具体为分级负载优先级的户外机柜供储电能管理方法及系统。

背景技术：

1、随着5g通信网络、物联网和边缘计算的快速发展，户外机柜（如通信基站机柜、智能交通控制机柜、环境监测机柜等）的部署数量急剧增加，这类机柜通常安装在偏远地区或户外环境中，市电供应不稳定，频繁面临断电风险。

2、目前，户外机柜普遍采用ups（不间断电源）作为备用电源，在市电断电时为机柜内设备提供临时供电，然而，现有ups供电管理方案存在以下不足：首先，当ups电量有限时，所有负载平等地共享剩余电量，缺乏优先级区分，导致关键通信设备与非关键辅助设备同时耗尽电能；其次，现有方案通常在ups电量极低时才突然切断全部负载，缺乏分级、有序的负载切除机制，无法最大化关键设备的续航时间；再次，切载过程缺乏详细的事件记录与远程上报功能，维护人员难以及时掌握机柜供电状态并做出有效响应。

3、因此，亟需一种能够对户外机柜内负载进行分级管理、按优先级智能切载的供储电能管理方法及系统，以在有限电池容量下最大限度地延长关键负载的供电时间，提升户外机柜的整体供电保障能力。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供分级负载优先级的户外机柜供储电能管理方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：分级负载优先级的户外机柜供储电能管理方法，包括以下步骤：

3、步骤一：在控制器中预先存储负载优先级清单，将所述户外机柜内的负载划分为高重要度负载、中重要度负载和低重要度负载三个优先级等级，每一等级对应至少一个可独立控制的供电回路；

4、步骤二：通过电压检测模块实时监测市电输入状态，通过电量检测模块实时采集ups的剩余电量信息，并将所述市电输入状态和剩余电量信息传输至所述控制器；

5、步骤三：所述控制器判断市电是否断电，若检测到市电正常供电，则维持所有负载正常供电；若检测到市电断电，则进入步骤四；

6、步骤四：所述控制器判断ups剩余电量是否低于第一预设阈值，若低于所述第一预设阈值，则按照优先级由低到高的顺序，依次切断所述低重要度负载对应的供电回路，并进入步骤五；

7、步骤五：所述控制器判断ups剩余电量是否低于第二预设阈值，若低于所述第二预设阈值，则切断所述中重要度负载对应的供电回路，并进入步骤六；

8、步骤六：仅保留所述高重要度负载由ups持续供电，直至ups电量耗尽自动关机或市电恢复供电后重新接入所有负载；

9、其中，所述控制器在每次执行切载操作时，记录切载事件的时间戳、被切断负载的优先级等级及当时的ups剩余电量，并将所述切载事件存储于本地存储器或通过通信模块上传至远程监控平台。

10、优选地，步骤一中所述负载优先级清单的划分依据包括以下至少一项：负载所连接设备的关键程度、负载额定功率大小、负载所属业务类型、以及用户自定义配置参数；所述负载优先级清单支持通过本地配置接口或远程管理平台进行动态调整。

11、优选地，步骤二中所述电量检测模块包括电压传感器和电流传感器，所述电量检测模块通过采样ups输出端电压和电流，计算ups的实时剩余电量，所述剩余电量以百分比形式表示；所述第一预设阈值为ups总容量的20%至40%，所述第二预设阈值为ups总容量的10%至20%。

12、优选地，步骤四中所述依次切断低重要度负载的供电回路，具体包括：当低重要度负载包含多个独立负载时，所述控制器按照预设的子优先级顺序，逐个延迟切断各低重要度负载的供电回路，相邻两次切断操作之间间隔预设延时时间，以避免瞬时电流冲击。

13、优选地，在步骤五与步骤六之间，还包括：当ups剩余电量低于第二预设阈值时，所述控制器在切断中重要度负载之前，先向远程监控平台发送电量预警信号，并启动本地声光报警装置，提示维护人员及时处置。

14、优选地，步骤六中所述仅保留高重要度负载由ups持续供电，还包括：所述控制器实时监测高重要度负载的总功率消耗，当高重要度负载总功率超过ups额定输出功率的预设比例时，进一步按照子优先级对高重要度负载内部进行选择性切断。

15、分级负载优先级的户外机柜供储电能管理系统，包括：

16、控制器，所述控制器内部预存有负载优先级清单，用于将户外机柜内的负载划分为高重要度负载、中重要度负载和低重要度负载三个优先级等级；

17、电压检测模块，连接于市电输入端，用于实时监测市电输入电压状态并将检测结果传输至所述控制器；

18、电量检测模块，连接于ups输出端，用于实时采集ups的剩余电量信息并将检测结果传输至所述控制器；

19、多个可独立控制的供电回路，每一供电回路对应一个优先级等级的负载，各供电回路均受所述控制器的开关控制；

20、本地存储器，连接于所述控制器，用于记录每次切载事件的时间戳、被切断负载的优先级等级及当时的ups剩余电量；

21、通信模块，连接于所述控制器，用于将所述切载事件上传至远程监控平台；

22、其中，所述控制器被配置为：当检测到市电断电且ups剩余电量低于第一预设阈值时，依次切断低重要度负载对应的供电回路；当ups剩余电量低于第二预设阈值时，切断中重要度负载对应的供电回路；仅保留高重要度负载由ups持续供电。

23、优选地，所述控制器还连接有一本地配置接口，所述本地配置接口支持维护人员现场修改负载优先级清单、调整第一预设阈值和第二预设阈值的数值、以及查看切载事件记录日志。

24、优选地，所述系统还包括一环境监测模块，所述环境监测模块用于采集户外机柜内部的温度、湿度和烟雾浓度信息，并将所述温度、湿度和烟雾浓度信息传输至所述控制器；当所述控制器判断环境温度超出预设安全工作范围时，优先切断非温控类负载以降整机功耗。

25、本发明的有益效果如下：

26、1、本发明通过三级负载优先级划分与两级电量阈值协同设计，构建了有序渐进的智能切载策略，在户外机柜遭遇市电断电且ups电量有限的极端场景下，控制器依据预设的高、中、低重要度清单，优先保障核心通信设备、安全监控设备等高重要度负载持续供电，从根本上显著延长了关键业务的断电续航时间；同时，借助第一阈值切除低重要度负载、第二阈值切除中重要度负载的分级机制，实现负载的渐进式剥离，有效避免了传统方案一次性全负载断电导致的业务瞬时中断冲击，大幅提升了断电保障过程的平滑性与系统整体运行可靠性。

27、2、本发明建立了切载事件的全生命周期管理机制，每次负载切除操作均被控制器详细记录并支持远程上报至运维平台，使维护人员能够实时掌握机柜供电状态、精准回溯断电事件成因，并基于历史数据持续优化负载配置策略，有效降低运维盲区与人工巡检成本。

28、3、本发明支持负载优先级清单的灵活动态调整，用户可依据实际部署需求随时增删或修改负载的重要度等级划分，无需更换硬件即可完成策略重构；该特性使系统能够自适应通信基站、边缘计算节点、智能交通管控等多类户外应用场景的差异化供电保障诉求，针对不同站点核心设备构成的变化快速匹配最优切载逻辑，显著增强了管理方案的工程适用性与场景扩展能力，降低了跨场景部署的二次开发成本。