太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用分析及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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1、太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用分析及設(shè)計(jì)要點(diǎn)太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用分析及設(shè)計(jì)要點(diǎn)林培桂第二設(shè)計(jì)院導(dǎo)讀：太陽(yáng)能光伏發(fā)電已經(jīng)成為發(fā)展最為迅速的產(chǎn)業(yè)之一。目前在電網(wǎng)延伸不到或電網(wǎng)質(zhì)量不高的地方，利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備組成的通信電源系統(tǒng)，對(duì)解決通信系統(tǒng)的供電發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。通信基站根據(jù)不同的建設(shè)目的，會(huì)有不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，因此應(yīng)該在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期，讓設(shè)計(jì)人員充分了解太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)的運(yùn)行方式和設(shè)計(jì)要求。本文將從太陽(yáng)能光伏發(fā)電的原理入手，詳細(xì)介紹通信用太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)的系統(tǒng)原理和技術(shù)要求

2、，并深入研究通信用太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要明確和關(guān)注的五個(gè)方面，即總體設(shè)計(jì)原則、太陽(yáng)能極板容量設(shè)計(jì)、太陽(yáng)能蓄電池配置、系統(tǒng)控制單元設(shè)計(jì)和系統(tǒng)保護(hù)及防盜安全。本課題的研究旨在讓設(shè)計(jì)人員了解通信用太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)的原理和設(shè)計(jì)要求，并在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中參考本課題的一些設(shè)計(jì)原則和思路，使設(shè)計(jì)工作達(dá)到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行商的要求，并保障設(shè)計(jì)完成的太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)能安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。摘要分析了太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行原理，在此基礎(chǔ)上深入研究通信用太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要明確和關(guān)注的五個(gè)方面，提出了設(shè)計(jì)原則和思路

3、。關(guān)鍵詞太陽(yáng)能光伏發(fā)電電池方陣蓄電池控制單元系統(tǒng)保護(hù)一、引言我國(guó)是一個(gè)擁有豐富的太陽(yáng)能資源的國(guó)家。圖1.1為中國(guó)太陽(yáng)能資源分布圖。從圖中可知：除貴州高原部分地區(qū)外，中國(guó)的所有地域均為高太陽(yáng)能資源區(qū)域。而目前我國(guó)太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用量還不到可開(kāi)發(fā)量的1/1000。與此同時(shí)，隨著我國(guó)電信事業(yè)的迅速發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大。而目前我國(guó)有些偏遠(yuǎn)地區(qū)的基站主要由農(nóng)電、小水電來(lái)支持，甚至有些地區(qū)(如某些海島、戈壁等邊遠(yuǎn)地區(qū))根本沒(méi)有電力供應(yīng)。因此對(duì)于分布面廣，維護(hù)工作量大的通信基站來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)就成為通信基

4、站供電形式的最佳選擇。20太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用分析及設(shè)計(jì)要點(diǎn)圖1.1中國(guó)太陽(yáng)能資源分布圖一、通信用太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)應(yīng)用1.應(yīng)用前景隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展以及通信技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)論是移動(dòng)通信、微波、廣播和電視轉(zhuǎn)發(fā)，還是衛(wèi)星通信，都各自在全國(guó)建立了一定數(shù)量的通信基站，分別形成了一個(gè)覆蓋全國(guó)的通信網(wǎng)絡(luò)。通信質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量的優(yōu)劣，又在很大程度上取決于其網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的大小。因此，各行業(yè)為了更好地服務(wù)于大眾，提高服務(wù)質(zhì)量，都有計(jì)劃地?cái)U(kuò)大其網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍、新建基站，開(kāi)拓投資項(xiàng)目。電力行業(yè)采取了一系

5、列措施，新建、改擴(kuò)建了用于電力通信的微波中繼站、換流站、光纖中繼站等基站；石油行業(yè)為了滿足進(jìn)口渠道向多元化發(fā)展，在新建多條石油管線的基礎(chǔ)上，興建了許多石油通信基站、陰極保護(hù)站、節(jié)點(diǎn)清管站等。通信基站的建設(shè)已從最初期的城市內(nèi)建設(shè)向城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村發(fā)展，在未來(lái)的幾年，還將更多地向不發(fā)達(dá)的西部地區(qū)、偏遠(yuǎn)山區(qū)發(fā)展。這些地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施條件差、供電質(zhì)量低，一般采用農(nóng)電、小水電供電，有些地區(qū)甚至根本沒(méi)有電力供應(yīng)。此外，由于通信基站分布面廣，維護(hù)工作量大，且不易到達(dá)，為滿足這種特殊需要，太陽(yáng)能光伏發(fā)電就成為這些通信基站供電的最佳選擇

6、，太陽(yáng)能光伏發(fā)電在通信基站供電領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。2.供電方式選擇20太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用分析及設(shè)計(jì)要點(diǎn)通信基站的建設(shè)基本包括設(shè)備投資(通信設(shè)備和供電設(shè)備投資)、基礎(chǔ)建設(shè)投資、工程施工投資等。要保障系統(tǒng)長(zhǎng)期可靠地運(yùn)行，必須要有良好的電源供電保障。對(duì)于不同通信基站，其太陽(yáng)能供電方式大致可歸納為以下幾種。(1)獨(dú)立太陽(yáng)能方式：對(duì)于完全沒(méi)有電或供電條件差的站，系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全級(jí)別要求一般，宜采用獨(dú)立太陽(yáng)能供電方式。獨(dú)立太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的構(gòu)成如圖2.1所示。圖2.1獨(dú)立太陽(yáng)能供電系統(tǒng)構(gòu)成示意圖(2)太

7、陽(yáng)能主用+高頻開(kāi)關(guān)電源備用的供電方式：在有市電情況下(包括農(nóng)電、小水電供電)，或沒(méi)有市電而采用油機(jī)作為備用電源的基站，系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全級(jí)別要求較高或極高，宜采用這種供電方式。太陽(yáng)能主用+高頻開(kāi)關(guān)電源備用的供電系統(tǒng)的構(gòu)成如圖2.2和圖2.3所示。圖2.2太陽(yáng)能-市電互補(bǔ)供電系統(tǒng)構(gòu)成示意圖20太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用分析及設(shè)計(jì)要點(diǎn)圖2.3太陽(yáng)能-油機(jī)互補(bǔ)供電系統(tǒng)構(gòu)成示意圖(3)太陽(yáng)能+風(fēng)力發(fā)電并用方式：對(duì)于完全沒(méi)有電或供電條件差的站，而風(fēng)力資源比較豐富，系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全級(jí)別要求一般，宜采用這種方式。風(fēng)光互補(bǔ)

8、供電系統(tǒng)的構(gòu)成如圖2.4所示。圖2.4風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)構(gòu)成示意圖基站通信設(shè)備大多數(shù)為直流(+12V、+24V、﹣48V或其他特殊電壓等級(jí))供電設(shè)備，而太陽(yáng)能光伏電源系統(tǒng)中，太陽(yáng)能電池方陣板可以提供或通過(guò)串聯(lián)提供滿足這些設(shè)備電壓要求的直流電。如果設(shè)備為交流供電，則可通過(guò)增加逆變器來(lái)滿足負(fù)載要求，但需要考慮逆變引起能量損耗的影響。出于減少能源損耗以及減少系統(tǒng)部件，提高系統(tǒng)可靠性的考慮，建議在通信設(shè)備的選擇上，盡可能采