微网技术在通信基站电源供应中的可靠性分析

2023-12-28李永杰陆继钊侯焕鹏许东蛟

通信电源技术 2023年20期

李永杰，陆继钊，侯焕鹏，许东蛟

（国网河南省电力公司信息通信分公司，河南郑州 450052）

0 引言

微网技术的快速发展，深刻影响着各行各业，特别是给通信领域带来了巨大的变革。通信基站作为信息传播的重要支撑，其电源供应的可靠性对于维持通信系统的连续性发挥着关键影响[1]。传统电源供应方式在日益复杂和要求严格的通信环境下，面临着一系列挑战，如电力波动、供电中断等。微网技术以其分布式能源资源、智能控制和高度可靠性等特点，为解决这些挑战提供了新方法[2]。文章旨在深入分析微网技术在通信基站电源供应中的应用，并评估其可靠性。通过结合实际案例，探讨微网技术如何提高通信基站电源供应的可用性和健壮性。

1 关于微网技术的认识

微网技术是一种先进的能源系统，它以分布式能源资源和智能控制为核心，旨在实现电力系统的分散化和自主化。这一技术的核心思想是将小范围的能源生产、存储和管理纳入一个独立的系统，可以独立运行，也可以与主电力网络连接，以满足不同场景下的电力需求[3]。微网技术的应用领域广泛，不仅可以应用于电力供应，还可以应用于能源管理、智能电网以及可再生能源的集成。通过微网技术，能够更好地应对电力波动，提高供电可靠性，并支持可再生能源的高效利用[4]。这一技术的发展对于推动能源转型，提高能源效率以及减少环境影响都具有重要意义。微网技术系统结构如图1 所示。

图1 微网结构

2 通信基站应用微网技术的意义

2.1 提高基站运行的可靠性

在通信基站电源供应中应用微网技术，可以增强基站运行的可靠性。传统的电力供应方式常常依赖于单一电源，一旦出现电力中断等故障，通信基站就面临长时间的服务中断，给通信网络造成不可估量的影响[5]。而通过引入微网技术，可以拓宽基站能源来源，包括太阳能、风能、蓄电池等，在电力中断时提供备用电源，保障通信系统的连续运行。微网技术的智能控制系统可以快速检测电力中断等故障，并切换至备用电源，减少了电力故障对基站的影响。微网技术的应用，不仅改善通信基站的电力供应可靠性，而且降低维护成本，确保了通信服务的稳定性，保障通信行业的发展[6]。

2.2 提高节能减排效果

在通信基站电源供应中应用微网技术，有助于提高节能减排效果，这一效果主要表现在以下2 个方面。一方面，微网技术中的智能能源管理系统可以有效优化能源使用，动态监测电力需求，根据需求量和供应情况智能调整能源分配，避免能源浪费。另一方面，可再生能源集成是微网技术的一个重要特点。通信基站可以利用太阳能、风能等可再生能源作为主要或辅助能源来源，减少对传统化石燃料的依赖，降低了碳足迹，推动了可再生能源的使用。这种可再生能源的集成，有助于基站能源的多样化，增强了电力供应的稳定性[7]。

2.3 提高基站运行的灵活性

在通信基站电源供应中应用微网技术，可以提高基站运行的灵活性，具体表现在以下几个方面。

首先，在微网技术支撑下，通信基站会连接或脱离主电网。这意味着在需要独立供电的情况下，通信基站可以自主运行，不受主电网的限制。这在偏远地区或应急通信场景中，发挥着关键作用，它消除了对主电网的依赖，保障了通信系统运行的连续性。当主电网供电稳定时，基站也可以接入主电网，以确保电力供应的可靠性和经济性。

其次，微网技术的智能控制系统，可以根据电力需求的变化进行实时调整[8]。如果通信基站的电力需求增加，微网技术可以自动调整能源分配，以满足增加的电力需求。这种灵活性可以应对不同时间段和负载情况下的电力需求，提高了基站的运行效率。

最后，微网技术的可扩展性，使得基站能够灵活地增加或减少能源资源。如果需要增加电力容量，可以轻松地增加太阳能板、风力发电机或蓄电池的数量，以适应不断增长的通信需求。如果电力需求减少，可以减少能源的使用[9]。

3 通信基站应用微网技术可靠性的验证

3.1 实验步骤

为了评估微网技术对通信基站电源供应可靠性的提升效果，采取以下实验步骤。

第一，建立实验基站。在实验室或模拟场地内，建立一个通信基站模型，包括能源资源（太阳能和蓄电池）、微网控制系统、通信设备。确保模型能够模拟基站的实际电力供应情况。

第二，模拟电力中断。设计一种方式来模拟电力中断，可以通过切断主电源或模拟电力波动来实现，这将是测试微网技术应对电力中断的关键部分。

第三，监测与记录。在实验期间，实时监测各种参数，包括电力输出、电池状态、能源利用率以及通信设备状态等。使用传感器和监测设备记录数据。

第四，微网技术的应用。启动微网技术的控制系统，让其接管电力供应。观察并记录微网系统如何响应电力中断，包括切换到备用能源、能源调整和通信设备维持运行。

第五，电力恢复。模拟电力供应恢复，观察微网系统如何处理电力恢复，并切换回主电源。

第六，数据分析。收集的数据将用于分析微网技术在电力中断和恢复时的性能，评估其可靠性、响应速度和能源利用效率。

第七，重复实验。重复实验多次，以确保结果的可重复性和一致性。

3.2 预期结果

通过实验，可以评估微网技术在通信基站电源供应中的可靠性表现，包括其在电力中断和恢复时的响应能力、能源利用效率以及通信设备的稳定性，从而验证微网技术在增强通信基站电源供应可靠性方面的有效性。

3.3 实验数据与结果

在微网技术可靠性验证实验中，文章进行了多次测试，以评估微网技术在通信基站电源供应中的可靠性。电力中断期间的响应时间比较如表1 所示，能源利用效率比较如表2 所示。

表1 电力中断期间的响应时间比较

表2 能源利用效率比较

从表1 中可以看出，在电力中断发生时，微网技术显著减少了响应时间，平均响应时间比传统电力供应缩短了50%。由此表明，微网技术可以更快地切换到备用能源，减少了通信基站的停机时间，显著增强了微网技术的可靠性。

表2 显示，微网技术在电力供应期间实现了更高的能源利用效率。微网技术的平均能源利用效率比传统电力供应高出15%。由此表明，微网技术不仅可以增强通信基站的可靠性，还能降低能源成本，减少环境影响，符合可持续发展的目标。

4 微网技术应用的建议

鉴于微网技术在提高通信基站可靠性方面的显著优势，建议通信运营商积极考虑在基站网络中广泛采用微网技术，有助于降低电力中断造成的服务中断风险，提高通信系统的可用性。为确保微网技术的可靠性，建议建立定期维护与监控机制。首先，运营商应定期检查太阳能和蓄电池系统的状态，确保其正常运行。其次，建立远程监控系统，以便实时监测电力供应情况并远程管理。再次，为基站维护人员提供培训，使他们能够有效地操作和维护微网技术。建议建立技术支持渠道，以便在出现问题时能够迅速获得专业支持，确保微网系统的稳定性。最后，要继续推进可持续能源整合，如太阳能和风能等，不仅有助于降低运营成本，而且能够减轻对传统能源的依赖，降低环境影响，实现可持续发展目标。