[发明专利]一种高可靠性无线供能系统及方法

权利要求书

1.一种高可靠性无线供能系统，其特征在于，包括无线取能单元与无线充电平台单元，所述无线取能单元包括电流互感器、整流器、高频逆变器、送电线圈(1.2)和受电线圈(1.1)，所述电流互感器、整流器、高频逆变器、送电线圈(1.2)依次连接；所述无线充电平台单元包括无线充电线圈(2.2)和蓄电池组，所述受电线圈(1.1)的输出端分别与蓄电池组的输入端、整流逆变控制箱(2.3)的输入端连接，所述蓄电池组的输出端与整流逆变控制箱(2.3)的输入端连接；所述电流互感器将输电线路高压侧的高压交流电转换为低压交流电，所述低压交流电通过整流器转换为直流电，所述高频逆变器将直流电转换为高频共振交流电并输出至送电线圈(1.2)，所述送电线圈(1.2)与受电线圈(1.1)在共振频率下产生共振磁耦合作用并将电能传送给受电线圈(1.1)，所述受电线圈(1.1)为蓄电池组提供电能，所述受电线圈(1.1)的电能或/和蓄电池组的电能通过整流逆变控制箱(2.3)激励无线充电线圈(2.2)与无人机(3)上的无人机受电线圈发生磁耦合共振，为无人机(3)上的储电池充电。

2.如权利要求1所述的一种高可靠性无线供能系统，其特征在于：所述电流互感器、整流器、高频逆变器及送电线圈(1.2)安装在绝缘子串远离电力铁塔(4)的一端，所述受电线圈(1.1)安装在绝缘子串靠近电力铁塔的一端。

3.如权利要求1所述的一种高可靠性无线供能系统，其特征在于：所述无线充电平台单元还包括固定在电力铁塔(4)上的支架(2.1)，所述无线充电线圈(2.2)和蓄电池组设置在支架(2.1)底部构成无线充电平台，所述整流逆变控制箱(2.3)固定在位于支架(2.1)下方的电力铁塔(4)上；所述支架(2.1)上还安装有超声波驱鸟器(2.4)，所述电力铁塔(4)上还安装有无线续传基站(2.5)，所述蓄电池组为超声波驱鸟器(2.4)、无线续传基站(2.5)提供电能。

4.一种高可靠性无线供能方法，其特征在于，采用权利要求1-3中任一项所述的高可靠性无线供能系统，其包括以下步骤：

步骤1)：所述电流互感器将输电线路高压侧的高压交流电转换为低压交流电，所述低压交流电通过整流器转换为直流电，所述高频逆变器将直流电转换为高频共振交流电并输出至送电线圈(1.2)，所述送电线圈(1.2)与受电线圈(1.1)在共振频率下产生共振磁耦合作用并将电能传送给受电线圈(1.1)；

步骤2)：检测无线充电平台是否有无人机(3)需要充电，若没有，则受电线圈(1.1)的电能通过导线传输至蓄电池组，若有，则跳转至步骤3)；

步骤3)：判断高压母线电流大小，若高压母线电流≥300A时，则跳转至步骤4)，若高压母线电流＜100A时，则跳转至步骤5)，若高压母线电流的范围为100-300A，则跳转至步骤6)；

步骤4)：先检测蓄电池组的SOC值，若SOC值小于100％，受电线圈(1.1)中的部分电能将对蓄电池组进行充电，受电线圈(1.1)中的剩余电能通过整流逆变控制箱(2.3)以100kHz以上高频交流电激励无线充电线圈(2.2)与无人机(3)上的无人机受电线圈发生磁耦合共振，为无人机3上的储电池充电；若SOC值等于100％，受电线圈(1.1)中的全部电能通过整流逆变控制箱(2.3)以100kHz以上高频交流电激励无线充电线圈(2.2)与无人机(3)上的无人机受电线圈发生磁耦合共振，为无人机(3)上的储电池充电；

步骤5)：检测蓄电池组的SOC值，若SOC值大于等于10％，蓄电池组的电能通过整流逆变控制箱(2.3)以100kHz以上高频交流电激励无线充电线圈(2.2)与无人机(3)上的无人机受电线圈发生磁耦合共振，为无人机3上的储电池充电；若SOC值小于10％，受电线圈(1.1)中的电能先对蓄电池组进行充电，待蓄电池组的SOC值大于等于10％后，蓄电池组的电能通过整流逆变控制箱(2.3)以100kHz以上高频交流电激励无线充电线圈(2.2)与无人机(3)上的无人机受电线圈发生磁耦合共振，为无人机上的储电池充电；

步骤6)：检测蓄电池组的SOC值，若SOC值大于等于10％，蓄电池组和受电线圈1.1的电能通过整流逆变控制箱(2.3)在共振磁耦合作用下激励无线充电线圈(2.2)与无人机(3)上的无人机受电线圈发生磁耦合共振，为无人机3上的储电池充电；若SOC值小于10％，受电线圈(1.1)的电能通过整流逆变控制箱(2.3)在共振磁耦合作用下激励无线充电线圈(2.2)与无人机(3)上的无人机受电线圈发生磁耦合共振，为无人机(3)上的储电池充电；其中，共振磁耦合作用是输电线路高压侧激励送电线圈(1.2)与受电线圈(1.1)在共振频率下共振产生的。