论风光互补技术在通信基站的应用

论风光互补技术在通信基站的应用

高文新1宋超

1北京华麒通信科技股份有限公司

2吉林省邮电规划设计院有限公司

摘要：通过引入市电的方式来开通通信基站确保无线信号能够得到全面覆盖，将会耗费大量的资金成本，并且每年的运营需要消耗大量电费，所以通信基站运营中的供电可以通过风光互补技术来实现，一方面可以有效节约资金投入节省电费开支，另一方面还降低了二氧化碳的排放量，进一步推动环保及节能事业的可持续性发展。文章论述与分析了通信基站中风光互补技术应用的背景、太阳能发电以及风能发电系统的特点、通信基站中远程监控技术的具体内涵三个主要方面，旨在全面实现整个通信基站供电能耗的降低，推动通信行业的稳定健康运行及可持续性发展，为生态环境保护及能源节约做出贡献。

关键词：通信基站；技术应用；供电系统；风光互补技术

因为现阶段对石油、天然气以及煤炭等化石能源的无限制、过度开采，很大程度上造成了全球性的生态破坏以及环境污染，严重威胁了人类的生存与发展。我国因为处于经济转型的关键时期，面对气候变化及节能减排工作承担的压力与日俱增，因此积极寻找清洁能源为人们所利用是现阶段至关重要的问题。太阳能及风能都是清洁能源，也是可再生能源，运用相关技术有效将太阳能及风能向电能转化并进行整合，被称作风光互补能源[1]。太阳能与风能之间具有良好的互补性，晚上风能充足，白天太阳能丰富，在不同的季节太阳能与风能也有较好的互补效果，这种特点决定了太阳能及风能会成为人类社会发展的持续性稳定的供电能源。风光互补技术等多种清洁能源技术将会得到广泛应用，并且具有极为广阔的发展前景。

一、通信基站中风光互补技术应用的背景

社会经济及科学技术发展带来巨大成就的同时，人们也付出了巨大的环境以及资源代价，资源环境问题与经济的进一步发展凸显了越来越深刻的矛盾性，环境污染问题已经引起了人们的高度关注与重视。因此针对这种情况需要加快经济结构调整、经济增长方式转变的步伐，并且将安全发展、清洁发展以及节约发展作为重要原则，才能够真正实现社会经济的可持续性健康发展[2]。我国通信事业在改革开放的大时代背景下得到了飞跃发展，移动通信已经实现了普及，一定程度上加大了通信运营商对硬件设备的资金投入，主要表现为通信基站的增加及通信覆盖范围的进一步扩大。通信基站在运行过程中若是选用燃气轮机、柴油、汽油或者市电作为供电系统，不仅增加了运营商的运营资金成本，还污染了生态环境。为了落实国家节能减排的发展方略，实现通信基站节能环保性能的全面提升，将通信基站的供电方式进行科学改变，建设绿色通信基站是现阶段相关部门及企业需要高度重视的问题。2007年我国多个运营商就启动了“绿色行动计划”，全面从社会、行业及企业自身三个层面上推动节能减排工作的顺利开展。风光互补技术在通信基站中的应用主要取太阳能及风能发电，利用自然资源进行发电节约了市电费用投入，还有效的降低了生态环境污染。太阳能及风能利用自身巨大优势实现互补，确保风光互补供电系统能够在绝大多数时间都能够向外发电，降低风光互补供电系统因为天气问题而造成供电不足的发生率，极大的增强了风光互补供电系统的可靠性、稳定性及连续性[3]。

二、太阳能发电以及风能发电系统的特点

（一）太阳能发电特点分析

太阳能电池发电主要是半导体光电效应的应用原理，在光伏电池阵列上具有非线性的典型特性，电池输出与太阳能温度及辐射强度有极大关联。电池短路电流会随着太阳辐射强度的增大而增大，二者之间呈现出正比关系。并且太阳能电池板在最大功率点之前输出电压增大，输出电流减小的速度十分缓慢，但是超过最大功率点之后，输出电压增大，输出电流践减小速度十分迅速，从而造成输出功率急剧减小。太阳能电池开路电压并不会因为光照条件的不同而发生变化[4]。除此之外，电池最大输出功率会跟随着光照强度而变化，光照强度增强，最大输出功率也随着变大，在同一光照环境下最大输出功率仅有唯一数值。最大功率点左侧，电池端电压上升，输出功率也就随之增大；最大功率点右侧，电压增加，输出功率会急剧下降。

（二）风力发电特点分析

在通信基站中风力系统发电系统具有容量大、成本低等多种特点，但是风能供电系统与太阳能系统相比较而言，在发电机机构上具有极大的复杂性，因此风能发电系统的安全性及可靠性需要给予重点考虑。对于风能资源丰富的海岛地区及其他地区来说，需要对极端天气及阵风天气的影响给予充分重视。通常情况下通信基站都安装在交通不便或者高度较高的山顶地区，很多大型安装工具及运输工具并不能到达施工现场，所以风力发电机需要施工技术人员人工进行安装，发电机的单台功率需要控制在1—5KW范围之间[5]。利用有限手工工具通过先进塔架结构可以实现风机的安装，十分适用于山顶、海岛以及边远地区的通信基站的应用。风机选址也至关重要，需要对平均风功率密度、年平均风速、风机位置全面风向、地形因素等多种因素对风机的影响，需要对当地风向资源及风速情况给予全面准确的了解。

三、通信基站中远程监控技术的具体内涵

通常情况下风光互补通信基站位于较为偏远的地区，所以远程监控技术的应用就显得十分重要，远程监控技术主要包含了以下三部分内容。第一，遥测。太阳能电池方阵输出电压、蓄电池充电电流、蓄电池运行状态、负载总电流、方阵输出电流、蓄电池母排电压、风力发电组的输出电流及输出电压。第二，遥信。太阳能组件方阵故障告警、直流输出过流告警、电池方阵工作状态、熔断器故障告警、发电机组工作状态、蓄电池电压告警、控制器故障、输出欠压告警、输出过压告警、风机故障告警以及负载下电告警。第三，遥控。对风机制动以及制动解除进行远程遥控，太阳能控制器及风机控制器的参数设置、启动、停机等[6]。远程监控技术的应用能够实现对蓄电池工作状态及风光互补发电系统工作状态的实时获取，并且远程监控系统需要对各种数据及工作状态进行检测，还要对风光互补供电系统给予控制操作及参数设定，通过参数设置对远程监控系统进行优化控制。

结语：

综上所述，随着科学技术及社会经济的进一步发展，在这种现实情况下手机得到普遍应用，很大程度上对手机信号覆盖率提出了越来越高的要求，在偏远山区以及幅员辽阔的草原地区想要实现手机信号的全面覆盖就需要建立相应的通信基站。文章主要围绕着通信基站中风光互补技术应用的背景、太阳能发电以及风能发电系统的特点、通信基站中远程监控技术的具体内涵三部分内容展开了论述与分析，目的是为了提升供电系统的灵活性与高效性，降低通信基站运营及维护的成本资金投入。

参考文献：

[1]张金帆,黄恒,郭键锋,时劲松,王东.通信基站电磁辐射信访的情况分析和处理对策——以深圳市为例[J].环境保护科学,2013,3901:55-57+60.

[2]胡燕,张子浩,马丹.基于风光互补发电技术的移动通信基站电源解决方案[J].电信科学,2013,2904:151-154.

[3]何国玺,李岩松,王博弘,金科君,丁鼎倩,梁永图.基于无线通信基站的清管器实时三维定位方法[J].油气储运,,:1-12.

[4]肖庆超,易海涛,康征.移动通信基站电磁辐射环境影响研究——以北京市为例[J].环境影响评价,2014,05:51-54.

[5]杨天剑,张静.基于人工神经网络方法的通信基站能耗标杆建立与分析[J].北京邮电大学学报(社会科学版),2015,1706:58-63.

[6]马金平,张秀平,贾磊,曹向军,张泽国.《通信基站用单元式空气调节机》行业标准关键问题分析[J].制冷技术,2015,3503:52-55.