中继站点供电方式探讨

2020-11-11马国萍

通信电源技术 2020年14期

马国萍

（中国移动通信集团设计院有限公司新疆分公司，新疆乌鲁木齐 830011）

1 概述

新疆地区地域辽阔，受三山夹两盆的地理特性影响，通信网络传输中继站点的建设发挥着重要作用。中继站点通常处于偏远地区，部分位于沙漠深处，部分位于戈壁滩上。站点附近没有供电线路，或者没有合适的供电线路。站点供电问题的解决以太阳能为主，市电为辅。因此，本文将通过比较两种方式全周期的投资，从而为选择中继站点的供电方式提供相关依据。

2 中继站点供电方式

2.1 中继站点

中继站点指无人值守的光线路放大站。本文讨论的中继站点指独立中继站点（如一干中继点、二干中继点以及一干/二干中继点）。基站站点耗电通常比中继站点大很多，基站扩容比基站频繁，意味着电源的扩容频繁，两者的配置不同。本次讨论不包含与基站等的共站址情况。

2.2 用电负荷分类

中继站点内的传输设备以OLA设备为主。不同站点中继的方向与功能不同，OLA数量也不同。现有中继站内设备均为OLA设备，考虑不同方向站点扩容的可能性，中继站点负荷分类情况如下：一干/二干合建站点的OLA设备7～11个；二干南疆站点OLA设备4～5个；二干北疆站点OLA设备5～8个。中继站点传输设备用电负荷如表1所示，其中远期设备为传输专业根据网络需求预估的网元数量。

表1 中继站点传输设备用电负荷

2.3 供电方框图

中继站点供电方框图如图1所示。中继站点供电系统由市电、太阳能极板或风能与开关电源和蓄电池组等设备组成。可见，市电与太阳能供电的差别主要在市电引入与太阳能极板之间的选择上，其他部分基本相同[1]。

图1 中继站点供电方框图

目前，市电站点与太阳能站点的典型配置如表2所示。

太阳能站点的配置差别主要在太阳能极板上。不同类型中继站点的太阳能站点的配置如表3所示。

可见，传输设备功耗最大不足2.5 kW，但由于太阳能站点远离维护站点，因此配置2 000 Ah的蓄电池组[2]。

2.4 市电供电投资组成

市电供电站点电源系统投资组成主要如表4所示。除了市电引入的投资是估列的，其他设备投资基本固定。可见，各个站点市电引入的投资差距较大。

2.5 太阳能供电投资组成

市电供电站点电源系统投资组成主要如表5所示，各项投资基本固定。

3 中继站点供电方式比较

3.1 建设初期投资

由表3与表4可以看出，太阳能供电站点投资与市电供电站点投资组成的主要差别在于市电引入与太阳能极板投资，其他部分投资组成基本相同。由表3与表4的投资合计比较可以看出：如果市电引入费用小于19.5万元，可以考虑建设市电引入；如果大于19.5万元，考虑建设太阳能系统。

表2 市电站点与太阳能站点的典型配置情况

表3 太阳能站点极板配置概况

表4 市电供电站点投资组成

表5 太阳能供电站点投资组成

3.2 以6年为周期投资

太阳能站点由于距离维护站点非常远，因此维护次数有限，且冬天大雪封山等情况下维护困难。太阳能站点的蓄电池组反复充放电，在实际应用中4年就需更换一次，比维护规范中规定的6年更换一次频繁[3]。下面将以6年为周期比较投资情况。6年中需考虑两个因素：一是太阳能站点每年维护费用较普通站点多2万元；二是市电引入站点每年电费多3万元。综合以上因素，投资情况比较如表6所示。

根据表6，就8 000～24 000 Wp太阳能设备投资（主要是极板与控制器等）与市电引入投资进行对比，结论如图2所示。

表6 太阳能供电站点投资组成

图2 以6年为周期的投资比较

由图2可以看出：对于8 000 Wp站点，当市电引入不超过17.6万元时，建议采用市电站点；对于10 000 Wp站点，当市电引入不超过20.6万元时，建议采用市电站点；对于16 000 Wp站点，当市电引入不超过34.4万元时，建议采用市电站点。

3.3 以15年为周期投资

由蓄电池组更换周期考虑到太阳能极板更换周期，按维护规范，太阳能极板20年更换一次。实际工程中由于极板扩容、厂家更替以及板件丢失等因素，极板基本15年更换一次。太阳能极板更换投资较单独变压器更换投资大很多，且中继站点内传输设备的扩容引起的配套投资增加差距也很大。在市电引入站点的传输设备扩容工程中，配套电源设备基本不扩容。而太阳能站点的传输设备扩容工程中，太阳能极板需重新核算与扩容，比较麻烦。综合讨论各种因素，以15年为周期进行投资对比，结果如图3所示。