边远地区基站供电方案的解决与研究

一、背景

距不完全统计，我国目前尚有7,656万无电人口，16个无电县，828个无电乡和29,783个无电村。由于这些县城、村镇及散居牧户地处边远，远离电网，用电负荷小而且分散，近20年之内不可能通过延伸电网实现供电。我国风能、太阳能资源丰富。可利用的风能资源约2.5亿千瓦，主要分布在沿海和内蒙古—甘肃—新疆一线的两大风带，有效风能密度在200瓦/平方米以上；我国2/3以上地区的年日照大于2000小时，年均辐射量约为5900 兆焦耳/平方米，青藏高原、内蒙古、宁夏、甘肃北部、陕西、河北西北部、新疆南部、东北以及陕甘宁部分地区的光照尤为突出。而我国大多数无电人口恰好主要分布在这些地区。

中国移动以“责任”与“卓越”作为追求目标，以“创新”来实现跨越，先后在中西部地区开始了“村通”工程建设，并为此投入了巨大的人力、物力，取得了一定的效果。但在边远的地区如山区、沙漠、高原、海岛、湖泊等地方，市电无法到达或市电施工成本太高，如何高效、快捷、便利地做好基站供电工作，是当前“村通工程”面临的重要问题。笔者经过多年大量资料的搜集与研究，提出一种新型的供电方案，此方案可以全天候供电，且安装时间较短、维护简单，一次性投资，常年收益。

二、系统方案

对于一般的边远地区移动基站，视本地的地理位置和环境情况，配以不同功率的太阳能电池板和风力发电机，通过充电控制来对蓄电池进行充电，对于系统多余的能量，可以通过卸荷系统来调节室内的温度，BTS和传输通过直流配电屏直接供电，基站内的日光灯等，建议也选用直流电源的LED灯具，对于维护、检修用的交流电源，可以通过便携式逆变电源来供给。通过这样的配置，可以节省了空调设备，可以很大的简化供电系统。下面将相关涉及的材料，进行简单的介绍。

三、风力发电机

风力发电机组正常分为高速风型和低风速型，考虑到绝大多数地区的年平均风能的具体情况以及系统造价，一般采用低风速型设计方案，具有适应地区广、发电效率高、结构简单、性能可靠、维护方便的特点，稳速机构采用侧偏尾翼方式，整机设计合理、运行平稳、对不同风况适应能力强。风力发电机组一般包含以下几个组件：发电机、叶片、导流罩、尾翼、回转体、支撑杆、底座、拉线等。风力发电机正常使用应注意以下事项：

风机应安装在使风能充分利用的地方，且无高大障碍物，使风机四面临风，或者立于小山包之上，或虽处凹地，但形如走廊，总有疾风劲吹而得天独厚。

A 如需在障碍物附近安装风机，在条件许可的情况下应机 尽可能地远离障碍物，以充分利用风能，离障碍物的极距离要求。（见图）

B 如在障碍物之上架设风机，风机的安装高度应使风轮的下缘至少高出障碍物的最高点 2 米 。（见图）

四、太阳能电池板

太阳能电池板采用高晶硅材料制成，并用高强度、透光性能强的太阳能专用钢化玻璃以及高性能、耐紫外线辐射的专用密封材料层压而成的太阳能电池板，能抗冰雪地带。在温度剧变的恶劣环境下能正常使用，在使用过程中，把太阳能转换成电能；所以，只要有阳光就可以发电，是一种先进、无污染的环保的高科技产品。

太阳能安装应注意以下事项：

太阳电池组件工作时其安装方向应保证最大限度地接收日光照射，考虑了一天内阳光入射方向的变化和一年内冬季和夏季太阳距地平线高度的不同。建议在一般情况下组件应朝赤道方向倾斜安装，即北半球组件受光面应朝向南方，南半球组件受光面应朝向北方。一般情况下其组件与地面的夹角应参照当地纬度±（5°~10°）。

五、充电控制器（MPPT即峰值功率跟踪）的应用

MPPT(Maximum Power Point Tracker)即峰值功率跟踪器，是太阳能电池发电系统、风力发电系统中的重要部件。MPPT的作用是使太阳能电池阵列工作在最大输出功率点。它是高效率的DC／DC变换器，相当于太阳能电池输出端的阻抗变换器。MPPT是太阳能车、太阳能发电系统、太阳能水泵上常用的功率提升部件。MPPT能使太阳能电池阵列的输出功率增加约15％～36％。

本文所述MPPT是通用性的功率控制器，主要针对于3000W以下的太阳能发电系统、风力发电机系统。在提高发电效率的同时，可以实现充电限流、停止充电、卸荷、输出稳压等功能。MPPT根据智能的控制策略判断最大功率点的位置，自动调整发电系统的输出电流，来跟踪最大功率点电压，由此实现MPPT的功能。因此，MPPT不仅是一个高效率的DC／DC转换器，更是一个智能的控制系统。

六、空气调节及卸荷控制原理：

根据大量的数据