福建省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 許亮鵬

為解決基站市電引入費(fèi)用高、耗電量大的問題，在對(duì)移動(dòng)通信基站電源現(xiàn)狀及需求分析的基礎(chǔ)上（牛威.太陽能供電系統(tǒng)及其在通信行業(yè)中的應(yīng)用研究[D].重慶:重慶郵電大學(xué),2012），對(duì)原有的基站供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，實(shí)現(xiàn)了以最小化能源成本投入和最低的環(huán)境影響切實(shí)解決偏遠(yuǎn)地區(qū)、無電地區(qū)、市電引電困難地區(qū)和市電不穩(wěn)地區(qū)的通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題，保證基站的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。

1 項(xiàng)目概述

1.1 項(xiàng)目背景

根據(jù)中國(guó)鐵塔[2017]248號(hào)文件，《關(guān)于推廣應(yīng)用光伏基站的通知》，中國(guó)鐵塔總部前期在全國(guó)八個(gè)地市開展試點(diǎn)項(xiàng)目，因試點(diǎn)基站投產(chǎn)以來經(jīng)濟(jì)效益較好，鐵塔總部要求全國(guó)范圍內(nèi)推廣應(yīng)用光伏基站。福建鐵塔公司在漳州試點(diǎn)第一個(gè)光伏基站項(xiàng)目，針對(duì)因轉(zhuǎn)供電成本過高的存量基站，通過疊加光伏和儲(chǔ)能進(jìn)行供電能力擴(kuò)容的方式來解決能源費(fèi)用高的難題。

1.2 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)

以最小化能源成本投入和最低的環(huán)境影響切實(shí)解決偏遠(yuǎn)地區(qū)、無電地區(qū)、轉(zhuǎn)供電、市電引電困難地區(qū)和市電不穩(wěn)地區(qū)的通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題，保證基站的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。

1.3 項(xiàng)目存在的難題

（1）安裝場(chǎng)地的制約：由于部分基站沒有建筑物，或建筑物朝向不是正南，另有部分建筑物被附近樹木或其他建筑物遮擋，造成不具備光伏基礎(chǔ)安裝條件。

（2）承重安全的制約：有部分基站建筑物不能承重負(fù)載，強(qiáng)行安裝會(huì)造成安全隱患。

表1 太陽能電池板容量參數(shù)取值

2 供電系統(tǒng)解決方案

2.1 太陽能電池板容量配置

單獨(dú)使用太陽電池與蓄電池構(gòu)成的半浮充制供電電源系統(tǒng)中，即獨(dú)立光伏電源系統(tǒng)中，太陽電池方陣總?cè)萘靠砂聪率接?jì)算（中訊郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司.GB51194-2016通信電源設(shè)備安裝工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2017）：

式中各符號(hào)含義及實(shí)際取值按表1進(jìn)行選取。

根據(jù)太陽能電池方陣公式計(jì)算得出，需配置太陽能電池方陣總?cè)萘繛?050W，本次工程需要配置24塊295W/塊（共7080W）的太陽能電池組件。（周輝,成曦,孔繁俊,蔡浩,張亮.惡劣環(huán)境下基站建設(shè)的解決方案分析[J].江蘇通信,2014,30(2): 59-61）

2.2 蓄電池容量配置

蓄電池組總?cè)萘繎?yīng)按下式計(jì)算：

式中各符號(hào)含義及實(shí)際取值按表2進(jìn)行選取。

表2 蓄電池容量參數(shù)取值

根據(jù)蓄電池容量公式計(jì)算得出，需配置的蓄電池組總?cè)萘坎恍∮?76Ah，又由于本機(jī)房原配置的2組300AH蓄電池老化，所以本次工程需要替換配置2組300AH蓄電池。

3 項(xiàng)目特點(diǎn)

3.1 光伏通信基站安裝方式

（1）利用基站建筑物屋頂，在不破壞屋頂架構(gòu)及防水，朝南按傾角安裝，保證光伏板處的太陽輻射最大，達(dá)到最佳發(fā)電效果。

（2）施工方式：膨脹螺絲+混凝土反梁+鍍鋅鋼結(jié)構(gòu)支架，實(shí)現(xiàn)不受外界干擾快速建設(shè)項(xiàng)目的目的。

3.2 光伏通信基站核心供電系統(tǒng)

（1）光伏發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)先供電：光照充足時(shí)，將太陽能組件吸收的太陽能轉(zhuǎn)化成直流電能（全國(guó)一級(jí)建造師執(zhí)業(yè)資格考試用書編寫委員會(huì).2018年版全國(guó)一級(jí)建造師執(zhí)業(yè)資格考試用書 機(jī)電工程管理與實(shí)務(wù)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2018:17-18），一部分給通信設(shè)備供電，多余的電能儲(chǔ)存在蓄電池中。

（2）蓄電池補(bǔ)充供電：在晚上或出現(xiàn)連續(xù)陰雨天等光照條件不好時(shí)，由蓄電池給負(fù)載進(jìn)行供電。太陽能控制器對(duì)蓄電池的充放電進(jìn)行控制與管理（童輝志.基于能量獲取基站的移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)資源分配研究[D].廣東:廣東工業(yè)大學(xué),2017），能有效的防止蓄電池的過充。

（3）油機(jī)發(fā)電備用供電：長(zhǎng)期陰雨天氣時(shí)，光伏發(fā)電不能保障負(fù)載供電，可采用油機(jī)發(fā)電，通過整流器給蓄電池充電保障基站的后備供電能力。

4 結(jié)束語

本供電系統(tǒng)改造方案已經(jīng)過全網(wǎng)最終驗(yàn)收合格，各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。為偏遠(yuǎn)地區(qū)、無電地區(qū)、轉(zhuǎn)供電、市電引電困難和市電不穩(wěn)地區(qū)的通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題提供了解決方案，為今后鐵塔集團(tuán)推廣應(yīng)用光伏基站積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。