论文部分内容阅读
【摘要】 现如今，移动通信已经普及，尤其是3G通信的发展速度更是无可比拟。3G基站的建设已经不仅限于城市内，城镇乡村，山区也随之发展起来。然而偏僻的山区的3G基站供电问题已成为亟待解决的重要问题。为了解决这一问题，风光互补供电技术诞生了，其主要是利用风能和太阳能之间互补的特性，因此是一种性价比较高的新型发电系统。本文通过对风光互补供电技术的原理及特点进行分析，从而提出了一套合理、可靠的3G基站供电系统设计方案。
【关键词】 风光互补 供电技术 3G基站
目前，那些偏远地区的基础设施条件不足，供电质量差，移动通信在偏远山区多使用太阳能辅助供电或者是风力发电方式解决对3G基站供电的问题。但是3G基站供电所使用的太阳能辅助供电只对有电网但是供电不可靠的问题有效，然而很多处于偏远山区的3G基站使用电网供电是需要很大成本的，并且处于我国西北部地区的太阳能电池板会经常被沙尘遮挡住阳光，因此这并不是一个能从根本上解决此问题的方法。并且我国大部分地区都是风和阳光不能并存的。所以，只有更好的利用风光互补型发电供电系统才能彻底的解决问题。
一、3G基站的电源种类
电源是通信系统的核心，是确保通信网络建设的基本保障。供应3G基站的电源种类有很多，其中主要有：市电、柴油汽油及燃气发电机、风能发电、太阳能光伏供电、风光互补供电等等。首先、市电在品质、电压波动范围、稳定性等方面都能符合基站供电的要求，是基站供电的首要选择。其次、汽油、柴油、燃气等发电系统在供电品质及稳定性等方面相对比较稳定，但是其弊病在于需要定期保养及加注燃料以确保供电的连续性，从环保上讲，此种方法存在一定的环境污染与噪音污染。第三风力发电系统能实现风能到电能的转化，其最大的优势在于无污染性及可再生性，因此在节能环保方面非常良好，但其弊病在于，当天气没有风或者风力不足时就会导致供电中断，此种方法主要适用拥有丰富风能资源的地区。第四、太阳能光伏供电系统。该系统具有很高的可靠性、耐用性、并且无噪音无污染，其主要是利用太阳能电池板将光能转化为电能，但是其也存在不稳定性，当阳光照射不充足时，就可能导致停止供电，同时其系统的转化效率非常低，此种方法主要适用于日照比较充足的地区。第五、风光互补供电系统。此系统是将风能发电系统与太阳能光伏发电系统相结合，发挥出两者的优点，并且将风能和光能供电中出现的问题一并解决，从而有效的提高了供电系统的连续性和稳定性。
二、风光互补型发电供电系统具有的优势
（1）独立型的风光发电互补系统向3G基站供电的成本远远低于太阳能辅助供电系统向3G基站供电的成本，因为，3G基站在使用太阳能辅助供电系统时必须要几十千瓦的供电设备才能完成。（2）风光互补发电系统对3G基站进行供电时可以不依靠电力系统，从而节约了用电，对环境也有保护作用。平均每个3G基站一年可以省掉一万元左右的电费。普通的一个省里大约存在1万个3G移动基站，按照每个基站每年节约1万元电费计算的话，一个省每年就可以节省1亿元人民币的电费，数目相当巨大。（3）稳定性。风光互补供电系统可以省略人力看守这一环节，并且3G系统就可以对其进行有效的必要的系统控制，从而大大的节省了人力资源以及维护费用。（4）该系统可以在任何条件下都能确保正常供电，克服了没光有风，有光没风就不能供电的缺点。
三、风光互补供电系统的主要组成部分及工作原理
风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池组、逆变器、交流直流负载等部分组成了风光互补供电系统，此项系统是将风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术融合为一体，通过智能控制技术进行控制的复合型可再生资源发电系统。其系统结构如图所示：
当在白天阳光充足的情况下，太阳能电池板的光伏效应可以有效的将光能转变为电能，从而完成对蓄电池的充电。风力发电部分则是通过风力机实现风能到机械能的转变，在利用风力发电机完成机械能到电能的转变，最后利用控制器完成对蓄电池的充电。而逆变系统的作用则是将蓄电池中存在的直流电转化成标准的交流电，从而确保交流电负载的正常运行。控制部分的作用则是以光照强度、风力大小以及负载变化为基础，对蓄电池组的运行状态不断的进行切换和调整，主要表现为一是将调整过后的电能输送给直流或者交流负载；二是对过多的电能输送到蓄电池组进行出巡。这样当发电量满足不了负载需要的情况发生时，控制器就可以将蓄电池内的电能输送到直流或者交流负载，从而确保整体系统运行的稳定性和连续性。
四、应用方案
为了解决3G基站的供电问题，并将节能减排政策落到实处，通信行业将风光互补发电系统很好的利用起来，并进行了试验、测试，为今后解决供电问题提供了良好的参考。
（1）实测数据分析在某个无遮挡物且资源较好地区的基站，其基站负载情况是：主设备为170瓦功率的ZXSDR，其他设备的功率为30瓦。采用8块12伏、200安时的蓄电池组成一个48伏、400安时的电池组，其可在无风，无光的情况下运行72小时。在市电断开的情况下，基站正常运行所需电流值为4A，大约200瓦，而风光互补发电系统的发电量完全可以满足此电流值，因此得出结论，风光互补设备在通常情况下提供的电流都能确保基站设备的正常运行。数据显示，风光互补发电设备每天输出功率大约在368瓦左右，经测试统计实际平均每天发电为6.16千瓦时，因此每年的发电量在2257.8千瓦时，而耗电量在1752千瓦时。（2）风光互补供电系统建设时应注意的事项只能在市电不稳定及无法引入且投资成本在六万元以上的情况下才能建设该系统；受到机械运动的影响，系统一定会有不同程度的磨损，其使用寿命相对短，因此在使用过程中要谨慎。该系统所使用的电池容量要比市电站点的容量大，所以要加强防盗手段。地域及气候对其影响较大，在选址时必须要求四周没有遮挡物。
五、结束语
风光互补供电是一种很理想的3G基站供电方式，其可以更好的保护生态平衡，减少环境污染，更能有效的节约非可再生资源的使用，具有很重要的经济和社会效益。
参 考 文 献
[1] 吴剑，方元昌. 风光互补供电技术在3G基站的应用[J]. 电信技术，2011，03：48-50
[2] 许国亮. 通信基站风光互补供电系统设计与应用[J]. 广东科技，2011，10：48-50
[3] 童加斌. 3G基站3KW风光发电互补型独立供电系统的设计[J]. 襄樊职业技术学院学报，2010，01：23-26
【关键词】 风光互补 供电技术 3G基站
目前，那些偏远地区的基础设施条件不足，供电质量差，移动通信在偏远山区多使用太阳能辅助供电或者是风力发电方式解决对3G基站供电的问题。但是3G基站供电所使用的太阳能辅助供电只对有电网但是供电不可靠的问题有效，然而很多处于偏远山区的3G基站使用电网供电是需要很大成本的，并且处于我国西北部地区的太阳能电池板会经常被沙尘遮挡住阳光，因此这并不是一个能从根本上解决此问题的方法。并且我国大部分地区都是风和阳光不能并存的。所以，只有更好的利用风光互补型发电供电系统才能彻底的解决问题。
一、3G基站的电源种类
电源是通信系统的核心，是确保通信网络建设的基本保障。供应3G基站的电源种类有很多，其中主要有：市电、柴油汽油及燃气发电机、风能发电、太阳能光伏供电、风光互补供电等等。首先、市电在品质、电压波动范围、稳定性等方面都能符合基站供电的要求，是基站供电的首要选择。其次、汽油、柴油、燃气等发电系统在供电品质及稳定性等方面相对比较稳定，但是其弊病在于需要定期保养及加注燃料以确保供电的连续性，从环保上讲，此种方法存在一定的环境污染与噪音污染。第三风力发电系统能实现风能到电能的转化，其最大的优势在于无污染性及可再生性，因此在节能环保方面非常良好，但其弊病在于，当天气没有风或者风力不足时就会导致供电中断，此种方法主要适用拥有丰富风能资源的地区。第四、太阳能光伏供电系统。该系统具有很高的可靠性、耐用性、并且无噪音无污染，其主要是利用太阳能电池板将光能转化为电能，但是其也存在不稳定性，当阳光照射不充足时，就可能导致停止供电，同时其系统的转化效率非常低，此种方法主要适用于日照比较充足的地区。第五、风光互补供电系统。此系统是将风能发电系统与太阳能光伏发电系统相结合，发挥出两者的优点，并且将风能和光能供电中出现的问题一并解决，从而有效的提高了供电系统的连续性和稳定性。
二、风光互补型发电供电系统具有的优势
（1）独立型的风光发电互补系统向3G基站供电的成本远远低于太阳能辅助供电系统向3G基站供电的成本，因为，3G基站在使用太阳能辅助供电系统时必须要几十千瓦的供电设备才能完成。（2）风光互补发电系统对3G基站进行供电时可以不依靠电力系统，从而节约了用电，对环境也有保护作用。平均每个3G基站一年可以省掉一万元左右的电费。普通的一个省里大约存在1万个3G移动基站，按照每个基站每年节约1万元电费计算的话，一个省每年就可以节省1亿元人民币的电费，数目相当巨大。（3）稳定性。风光互补供电系统可以省略人力看守这一环节，并且3G系统就可以对其进行有效的必要的系统控制，从而大大的节省了人力资源以及维护费用。（4）该系统可以在任何条件下都能确保正常供电，克服了没光有风，有光没风就不能供电的缺点。
三、风光互补供电系统的主要组成部分及工作原理
风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池组、逆变器、交流直流负载等部分组成了风光互补供电系统，此项系统是将风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术融合为一体，通过智能控制技术进行控制的复合型可再生资源发电系统。其系统结构如图所示：
当在白天阳光充足的情况下，太阳能电池板的光伏效应可以有效的将光能转变为电能，从而完成对蓄电池的充电。风力发电部分则是通过风力机实现风能到机械能的转变，在利用风力发电机完成机械能到电能的转变，最后利用控制器完成对蓄电池的充电。而逆变系统的作用则是将蓄电池中存在的直流电转化成标准的交流电，从而确保交流电负载的正常运行。控制部分的作用则是以光照强度、风力大小以及负载变化为基础，对蓄电池组的运行状态不断的进行切换和调整，主要表现为一是将调整过后的电能输送给直流或者交流负载；二是对过多的电能输送到蓄电池组进行出巡。这样当发电量满足不了负载需要的情况发生时，控制器就可以将蓄电池内的电能输送到直流或者交流负载，从而确保整体系统运行的稳定性和连续性。
四、应用方案
为了解决3G基站的供电问题，并将节能减排政策落到实处，通信行业将风光互补发电系统很好的利用起来，并进行了试验、测试，为今后解决供电问题提供了良好的参考。
（1）实测数据分析在某个无遮挡物且资源较好地区的基站，其基站负载情况是：主设备为170瓦功率的ZXSDR，其他设备的功率为30瓦。采用8块12伏、200安时的蓄电池组成一个48伏、400安时的电池组，其可在无风，无光的情况下运行72小时。在市电断开的情况下，基站正常运行所需电流值为4A，大约200瓦，而风光互补发电系统的发电量完全可以满足此电流值，因此得出结论，风光互补设备在通常情况下提供的电流都能确保基站设备的正常运行。数据显示，风光互补发电设备每天输出功率大约在368瓦左右，经测试统计实际平均每天发电为6.16千瓦时，因此每年的发电量在2257.8千瓦时，而耗电量在1752千瓦时。（2）风光互补供电系统建设时应注意的事项只能在市电不稳定及无法引入且投资成本在六万元以上的情况下才能建设该系统；受到机械运动的影响，系统一定会有不同程度的磨损，其使用寿命相对短，因此在使用过程中要谨慎。该系统所使用的电池容量要比市电站点的容量大，所以要加强防盗手段。地域及气候对其影响较大，在选址时必须要求四周没有遮挡物。
五、结束语
风光互补供电是一种很理想的3G基站供电方式，其可以更好的保护生态平衡，减少环境污染，更能有效的节约非可再生资源的使用，具有很重要的经济和社会效益。
参 考 文 献
[1] 吴剑，方元昌. 风光互补供电技术在3G基站的应用[J]. 电信技术，2011，03：48-50
[2] 许国亮. 通信基站风光互补供电系统设计与应用[J]. 广东科技，2011，10：48-50
[3] 童加斌. 3G基站3KW风光发电互补型独立供电系统的设计[J]. 襄樊职业技术学院学报，2010，01：23-26