边远地区基站供电方案的解决与研究

十、样板工程分析

以吉林长白山山顶建设的移动基站为例，来计算系统配置。

1、功率计算

以2/2/2的基站配置来计算，理论上需要的电功率为：51A， 但经过实际测量，实际平均负载容量为48V、21A，考虑到浮充因数，计为1.1KW。考虑到连续5天无太阳和风力特殊情况，蓄电池放电深度按0.8计，则蓄电池容量应为：5X24X21A/0.8=3150Ah，取最近的值，则选用2V1000Ah的蓄电池72节，并联成48V2000Ah的蓄电池组3组。

2、系统要求及气象数据

针对以上负载功耗和相关要求，在吉林长白地区的太阳能配置如下：

基本要求：最长连续阴雨天3天，两个阴雨天之间的间隔最短30天；

气象数据：纬度41.50，经度128.20 ，每日有效光辐射时间为4.86小时。

长白山天池一带，为特大风区，年平均风速为11.7米／秒，有效风能密度最大为1100瓦/米2

注：以上数据来源于是NASA

3、系统建议配置

基站供电系统主要配置如下：

风力发电机：

按照平均风速发电，在24小时内能将电池充满，风机选用低速风机，平均风速发电能力按照80%计算，则需要配备的风力发电机容量应为：

54V×3000A/（24×80%）=8438W，建议由8台110V1KW的风力发电机并联组成；

风力发电隔离充电控制器：48V、50A模块4个

蓄电池：

48V、3000Ah，由72块2V、1000Ah蓄电池24只3组并联；

风力发电输入配电柜：

选用10KVA10路输入，8路输出的发电配电柜

直流输出配电柜：

选用400A输出4路，100A输出4路，63A输出4路的直流配电柜

智能换热式空调调节系统：

为了保证机房的温度能保持在规定的温度范围内，建议对机房进行密封、二次保温处理，处理过后，机房本身电气设备产生的热量为：1.1KWX0.6=0.66KW，Q1=0.66X860=567.6 kcal/h；

外围围护结构的传热为：

夏季，以5X5基站的5个接触面合计面积为85平方，温差10度，围护结构传热系数0.4来计算，Q2=85X10X0.4=+340kcal/h

冬季，以5X5基站的6个接触面合计面积110平方（考虑到地坪的传热效果），温差25度来计算，Q2=110X25X0.4=-1110kcal/h。则：

夏季需要提供：Q1+Q2=907.6 kcal/h的制冷量，

冬季需要提供：Q1+Q2=542.4 kcal/h的制热量

据上，考虑到卸荷需要用到的负载，则选用制冷量为1K大卡，卸荷电阻为8KW的智能空气调节系统。

结论：

本课题设计的系统具有以下功能：

•使用了MPPT(峰值功率跟踪)技术，可提高充电效率30%；在低风速、低光照情况下也可进行充电。

•卓越的充电管理技术:充电时最大功率跟踪，充满后自动转为浮动充电，强风和强光时进行充电限流，有效保护电池和负载；

•通过智能处理，在强风和强光时或电池电充满后，利用半导体制冷（热）来作为卸荷装置，既将富余能量释放掉、保护了发电设备又调节了基站的室内温度，节省了空调设备的投资，节省了基站的室内面积。

•节省了大量的供电费用，并降低了维护成本

采用本文的供电方案，在边远基站的建设上可以不受市电供电条件的限制。利用本文的方案，可以缩短基站建设工期、降低工程总体成本。因采用风、光互补发电方式，可以24小时不间断发电，无须另配发电机，发电维护量较少。

综上所述，本文的方案在国内具有领先水平，方案经济合理，可操作性强，具有极高的推广价值。