［高奎］

1 引言

首先，隨著5G 網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè)，基站數(shù)量增加、密度加大，而城市美觀要求越來(lái)越高、規(guī)劃越來(lái)越規(guī)范，居民健康意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)烈，基站選址、機(jī)房獲取、外市電引入等困難日益突出，成為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的難題，使得分布式（拉遠(yuǎn)）宏基站數(shù)量越來(lái)越多。

其次，5G 使用的頻段較高、覆蓋范圍變小，而5G 熱點(diǎn)區(qū)域?qū)θ萘康囊蟠蠓嵘?G 新業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)也提出更高的要求，容量不夠、覆蓋不足等問(wèn)題在5G 網(wǎng)絡(luò)中更為嚴(yán)重，使得5G 建設(shè)中小微站比例大幅提升。

最后，運(yùn)營(yíng)商為了節(jié)約網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本，充分利用現(xiàn)有資源，在條件允許的情況下優(yōu)先利舊存量機(jī)房和局站，采用BBU 集中部署方式，以節(jié)約末端機(jī)房建設(shè)和維護(hù)成本。分布式（拉遠(yuǎn)）基站替代傳統(tǒng)“一站一房”BBU分散部署的建設(shè)方式，已成為行業(yè)共識(shí)。以某省為例，從2021年到2022年6月運(yùn)營(yíng)商提出的4G、5G宏基站需求中，約87%的需求為RUU/AAU 拉遠(yuǎn)需求。

綜上可見(jiàn)，分布式（拉遠(yuǎn)）基站建設(shè)的快慢、好壞將決定通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的速度和質(zhì)量，研究分布式（拉遠(yuǎn)）基站供電解決方案具有重要意義。

2 基站供電系統(tǒng)簡(jiǎn)介

基站供電系統(tǒng)由交流供電系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)和接地系統(tǒng)組成。交流供電系統(tǒng)包括外市電引入、油機(jī)發(fā)電機(jī)和交流配電箱，負(fù)責(zé)為直流供電系統(tǒng)、空調(diào)和照明系統(tǒng)提供動(dòng)力。直流供電系統(tǒng)包括整流模塊、蓄電池組和直流配電屏組成，負(fù)責(zé)將220 V/380 V 交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的-48 V直流電為基站設(shè)備供電，并在交流電中斷時(shí)控制蓄電池放電為基站設(shè)備供電。接地系統(tǒng)包括接地體、接地引入線、接地匯集線和接地線組成，確保人員安全和通信系統(tǒng)正常運(yùn)行，防止和減少雷電對(duì)通信設(shè)備造成的危害；利用大地作良好的參考零電位，為設(shè)備提供-48 V 供電，保證各通信設(shè)備間的參考電位沒(méi)有差異，減少用戶線路對(duì)地絕緣不良時(shí)引起的通信回路間的串音。（如圖1 所示）

圖1 通信基站供電示意圖

3 供電解決方案

目前通信基站設(shè)備主要使用-48 V 直流供電和220 V交流供電。為滿足分布式（拉遠(yuǎn)）基站靈活多變的建設(shè)方案出現(xiàn)了多種供電解決方案，常用的解決方案有交流供電、交轉(zhuǎn)直設(shè)備供電、一體化電源設(shè)備供電、室外一體化機(jī)柜供電、直流遠(yuǎn)供供電、高壓交流遠(yuǎn)供供電、新能源供電等。

3.1 交流供電

交流供電常見(jiàn)的有市電就近供電和UPS 不間斷供電兩種情況。

（1）方案介紹

市電就近供電指從供電局或業(yè)主接火點(diǎn)就近取220 V交流電，安裝電表、空開(kāi)后直接給宏基站RUU、AAU 或微基站設(shè)備供電，使得基站能夠正常運(yùn)行。（如圖2-a 所示）

UPS 不間斷供電根據(jù)UPS 不同分為在線式UPS 不間斷供電、后備式UPS 不間斷供電和在線交互式UPS 不間斷供電三種。通信基站通常使用在線式UPS 不間斷供電，當(dāng)市電輸入正常時(shí)，整流器將輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，一部分經(jīng)逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電給通信設(shè)備供電，另一部分給蓄電池充電；當(dāng)市電輸入不正常時(shí)，蓄電池放電經(jīng)逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電給通信設(shè)備供電。（如圖2-b 所示）

（2）方案特點(diǎn)

市電就近供電基站無(wú)后備電，市電中斷或異常設(shè)備停止工作，無(wú)法保障供電穩(wěn)定性，主要應(yīng)用在沒(méi)有條件安裝后備電源或無(wú)需后備電的場(chǎng)景；由于減少了機(jī)房、機(jī)柜及配套設(shè)施建設(shè)，方案成本低，無(wú)需占地，施工周期短。

圖2 市電就近供電/UPS 不間斷供電示意圖

UPS 不間斷供電系統(tǒng)需要新建機(jī)房、機(jī)柜或安裝在室內(nèi)場(chǎng)景使用，在分布式（拉遠(yuǎn)）基站供電方案中很少使用，多用于室內(nèi)分布、數(shù)據(jù)中心等機(jī)房。

（3）應(yīng)用案例

某景區(qū)古城內(nèi)為解決5G 網(wǎng)絡(luò)容量不足，決定在古城內(nèi)多處新建5G 基站以滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求。經(jīng)勘察并與業(yè)主協(xié)商，利用建筑墻壁安裝設(shè)備覆蓋。

解決方案：由于古城外有宏基站覆蓋，經(jīng)分析研究，決定采用微站拉遠(yuǎn)解決覆蓋，設(shè)備為220 V 交流供電，無(wú)需后備電；最終與業(yè)主商定，從古城共用照明電就近取220 V 交流電，為設(shè)備供電。（如圖3-a 所示）

圖3 常用供電解決方案案例圖（一）

3.2 交轉(zhuǎn)直設(shè)備供電

（1）方案介紹

交轉(zhuǎn)直設(shè)備供電指采用交轉(zhuǎn)直設(shè)備將220 V 交流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的48 V 直流電，為通信設(shè)備供電。常見(jiàn)設(shè)備輸入端支持220 V 交流電1 路輸入、2 路輸入和3 路輸入等；設(shè)備功率配置有3 000 W、5 000 W、6 000 W 等，其內(nèi)整流模塊相互獨(dú)立、互不影響；設(shè)備輸出配置有48 V 直流3路輸出和6 路輸出等。（如圖4-a 所示）

（2）方案特點(diǎn)

圖4 交轉(zhuǎn)直/一體化電源設(shè)備/室外一體化機(jī)柜供電電示意圖

交轉(zhuǎn)直設(shè)備供電無(wú)后備電，市電中斷或異常設(shè)備停止工作；但交轉(zhuǎn)直設(shè)備體積小，安裝方便，無(wú)需占地，施工周期短，建設(shè)成本也較低。

（3）應(yīng)用案例：

某商務(wù)區(qū)內(nèi)為解決園區(qū)5G 信號(hào)覆蓋，經(jīng)勘察并與運(yùn)營(yíng)商、業(yè)主協(xié)商，決定采用AAU 拉遠(yuǎn)方案覆蓋，利舊園區(qū)內(nèi)11 米路燈桿，每隔1 根路燈桿新增2 套5G AAU 設(shè)備，滿足覆蓋需求。

解決方案：由于該園區(qū)位于市中心，常年無(wú)停電，運(yùn)營(yíng)商不要求有后備電源，從附近就近取220 V 交流電，在路燈桿上安裝交轉(zhuǎn)直設(shè)備，為燈桿上5G AAU 設(shè)備供電。（如圖3-b 所示）

3.3 一體化電源設(shè)備供電

（1）方案介紹

隨著5G 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，拉遠(yuǎn)站、小微站數(shù)量大幅增加，電源設(shè)備廠商紛紛推出拉遠(yuǎn)站、小微站供電解決方案，有一體化通信電源、壁掛電源、刀片電源、智能化微站電源、環(huán)抱式一體化電源、5G 基站伴侶等，叫法各不相同，但基本功能和原理相似，本文統(tǒng)稱為“一體化電源設(shè)備”。該類設(shè)備通常配備有開(kāi)關(guān)電源、鋰電池、交直流配電單元、動(dòng)環(huán)監(jiān)控，部分設(shè)備還有遠(yuǎn)程分?jǐn)嘞到y(tǒng)、光纖配線單元等，相當(dāng)于一個(gè)“微型機(jī)房”，除無(wú)設(shè)備安裝空間外幾乎涵蓋了全部機(jī)房的功能。一體化電源設(shè)備常見(jiàn)功率有2 000 W、5 000 W 等，可同時(shí)滿足1 套5G（3 個(gè)AAU）和1 套4G（3個(gè)RRU）供電需求；常見(jiàn)鋰電池有20 Ah、50 Ah、100 Ah等，可同時(shí)滿足1 套5G 和1 套4G 1 小時(shí)備電時(shí)長(zhǎng)，也可根據(jù)需求給不同設(shè)備設(shè)置差異化的備電時(shí)長(zhǎng)。（如圖4-b 所示）

（2）方案特點(diǎn)

該類設(shè)備高集成度，功能齊全；設(shè)備體積小，電源和電池容量相對(duì)受限。設(shè)備支持壁掛、抱桿、落地等多種安裝方式，安裝靈活便捷、建站速度快，節(jié)約占地。

（3）應(yīng)用案例

某基站為新建5G 拉遠(yuǎn)需求，本站只需給3 臺(tái)AAU供電（功率約30 00 W）。

解決方案：經(jīng)勘察，利舊路燈桿可安裝AAU 設(shè)備，從路邊就近取交流電，新增1臺(tái)5 000 W“壁掛電源”設(shè)備（含100 Ah 鋰電池，滿足1.5 小時(shí)備電）解決供電。（如圖3-c所示）

3.4 室外一體化機(jī)柜供電

（1）方案介紹

室外一體化機(jī)柜是指直接處于室外環(huán)境下，其內(nèi)部可安裝通信設(shè)備、傳輸設(shè)備、電源設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、蓄電池以及其他配套設(shè)備，能為內(nèi)部設(shè)備正常工作提供可靠的機(jī)械和環(huán)境保護(hù)的柜式設(shè)備。常用的配置有單柜配置、雙柜配置和三柜配置，尺寸包括800 mm×800 mm×1 800 mm、800 mm×800 mm×1 400 mm等；機(jī)柜內(nèi)配置4 根立柱，作為標(biāo)準(zhǔn)19 英寸設(shè)備支架。

室外一體化機(jī)柜供電是指在室外一體化機(jī)柜內(nèi)安裝嵌入式開(kāi)關(guān)電源、蓄電池、空調(diào)、監(jiān)控及地排等配套設(shè)備，以滿足通信設(shè)備供電需求。室外一體化機(jī)柜空調(diào)設(shè)備均集成到柜門上，無(wú)需占用空間；嵌入式開(kāi)關(guān)電源最大容量可達(dá)600 A，整流模塊按照N+1 冗余配置；蓄電池根據(jù)通信設(shè)備總功率及后備電時(shí)長(zhǎng)配置。（如圖4-c 所示）

（2）方案特點(diǎn)

該方案機(jī)柜數(shù)量和柜內(nèi)配套設(shè)備均可靈活配置，設(shè)備安裝空間大幅增加，帶載能力增大，方便擴(kuò)容，常用于居民區(qū)、樓頂、景區(qū)、公共綠地和公路隔離帶等場(chǎng)所。由于帶載能力增大，機(jī)柜內(nèi)設(shè)備較多，因此選址時(shí)需考慮機(jī)柜的承重、占地等，同時(shí)一體化機(jī)柜較機(jī)房空間較小、散熱較差，當(dāng)通信設(shè)備較多，機(jī)柜數(shù)量大于三柜時(shí)，建議優(yōu)先新建機(jī)房。

（3）應(yīng)用案例

某基站為新建4G、5G 拉遠(yuǎn)需求，本期只需給3 臺(tái)RRU、3 臺(tái)AAU 供電；結(jié)合基站周圍網(wǎng)絡(luò)覆蓋現(xiàn)狀分析，后期其他運(yùn)營(yíng)商可能有共享需求，故新建30 m 單管塔，需解決供電問(wèn)題。

解決方案：考慮本站塔桅較高、抱桿資源豐富，為便于后期擴(kuò)容，采用新建室外一體化機(jī)柜供電方案。從附近657 m 處公用變壓器接火，地埋引入機(jī)柜，新建單柜配置室外一體化機(jī)柜、100 A/300 A 嵌入式開(kāi)關(guān)電源、100 Ah鋰電池2 組，滿足設(shè)備供電需求。（如圖3-d 所示）

3.5 直流遠(yuǎn)供供電

（1）方案介紹

直流遠(yuǎn)供供電是指從上游基站或中心基站取穩(wěn)定的48 V 直流電，經(jīng)局端設(shè)備升高電壓，以較低的損耗傳輸?shù)竭h(yuǎn)端設(shè)備，遠(yuǎn)端設(shè)備降壓后給通信設(shè)備供電。主要由局端設(shè)備、遠(yuǎn)端設(shè)備、遠(yuǎn)端分配箱和遠(yuǎn)供電纜等組成。隨著技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)出現(xiàn)了傳統(tǒng)直流遠(yuǎn)供和高壓直流遠(yuǎn)供兩種方案。傳統(tǒng)直流遠(yuǎn)供指局端設(shè)備輸出電壓范圍為240 V～400 V 的直流遠(yuǎn)供系統(tǒng)，高壓直流遠(yuǎn)供指局端輸出電壓范圍為400 V～ 800 V 的直流遠(yuǎn)供系統(tǒng)。（如圖5 所示）

圖5 直流遠(yuǎn)供供電示意圖

局端設(shè)備是遠(yuǎn)供系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)將48 V 直流電隔離升壓到240 V～ 800 V（可以調(diào)節(jié)，DC/DC 升壓），并具有完整的監(jiān)控和保護(hù)功能。常用的局端機(jī)框有3 000 W、4 500 W、6 000 W、7 500 W、10 000 W 等，局端模塊有1 000 W、1 500 W、2 000 W 等。局端模塊配置時(shí)需考慮遠(yuǎn)供電纜損耗功率，建議通信設(shè)備負(fù)載功率+傳輸電纜損耗功率≤局端模塊總功率×80%。

遠(yuǎn)端設(shè)備將收到的高壓直流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的DC48 V/AC220 V，為通信設(shè)備供電，并具有監(jiān)控功能。常用的遠(yuǎn)端設(shè)備有1 000 W、1 500 W、2 000 W、3 000 W 或2 kVA、6 kVA、10 kVA 等，每臺(tái)遠(yuǎn)端設(shè)備可同時(shí)給3 臺(tái)通信設(shè)備供電。遠(yuǎn)端設(shè)備應(yīng)根據(jù)通信設(shè)備功率選擇相應(yīng)的規(guī)格，建議通信設(shè)備功率≤遠(yuǎn)端設(shè)備功率×80%。

分配箱適用于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的供電方式，將輸入的直流電分配給多個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備，常見(jiàn)的分配箱有1 分3（DC380 V/DC800 V）和1 分6（DC380 V/DC800 V）兩種。

遠(yuǎn)供電纜負(fù)責(zé)連接局端設(shè)備和遠(yuǎn)端設(shè)備，完成直流高壓電的遠(yuǎn)距離傳輸，有光電復(fù)合纜和專用鋁芯電力電纜兩類，電纜規(guī)格型號(hào)應(yīng)根據(jù)最大負(fù)荷電流、電纜電壓損失、電纜的機(jī)械強(qiáng)度等綜合選擇。

（2）方案特點(diǎn)

直流遠(yuǎn)供供電方案實(shí)現(xiàn)了集中供電、集中管理，擺脫了對(duì)交流電的依賴，避免了交流外市電引電困難、轉(zhuǎn)供電電價(jià)過(guò)高等問(wèn)題。無(wú)需考慮機(jī)房、機(jī)柜占地。但需對(duì)上游機(jī)房外市電引入容量、開(kāi)關(guān)電源和蓄電池容量核實(shí)，甚至改造擴(kuò)容等。直流遠(yuǎn)供設(shè)備功率有限且升壓、降壓轉(zhuǎn)換損耗大（約10～15%），不建議大負(fù)荷長(zhǎng)距離供電，傳統(tǒng)直流遠(yuǎn)供建議傳輸距離小于3 000 m，高壓直流遠(yuǎn)供可用于較遠(yuǎn)距離傳輸，但高壓直流遠(yuǎn)供設(shè)備較傳統(tǒng)直流遠(yuǎn)供設(shè)備價(jià)格更高。且高壓遠(yuǎn)供電纜很容易造成外皮破損而引起絕緣下降，導(dǎo)致漏電故障。

（3）應(yīng)用案例

某基站為新建4G、5G 拉遠(yuǎn)需求（需要后備電源），安裝3 臺(tái)RRU、3 臺(tái)AAU（總功率約4 000 W）。站址位于市區(qū)繁華商業(yè)街，綠化帶內(nèi)不允許新建塔、機(jī)柜等設(shè)施，附近無(wú)直供電、商業(yè)區(qū)轉(zhuǎn)供電電價(jià)過(guò)高。

解決方案：經(jīng)勘察距離需求約800 米處樓內(nèi)有室分機(jī)房，街道綠化帶內(nèi)有廣告塔。經(jīng)與各方溝通，確定在原廣告塔上新增6 副抱桿滿足塔桅需求；室分機(jī)房定為上游機(jī)房，采用直流遠(yuǎn)供方案，新增4 500 W 局端設(shè)備1 臺(tái)、1 500 W 遠(yuǎn)端設(shè)備 3 臺(tái)、1 分3 分配箱1 臺(tái)、J-VLY 2*16 mm2電纜844 m，解決設(shè)備供電。（如圖6-a 所示）

3.6 高壓交流遠(yuǎn)供供電

（1）方案介紹

高壓交流遠(yuǎn)供供電是指以220 V/380 V 交流電作為局端設(shè)備輸入電源，經(jīng)局端設(shè)備升壓到400 V～ 800 V，以較低的損耗傳輸?shù)竭h(yuǎn)端設(shè)備，遠(yuǎn)端設(shè)備降壓為DC48V/AC220 V 給通信設(shè)備供電。常用的方案有兩種，第一種方案為直流輸電，除輸入電源為交流電外，與高壓直流遠(yuǎn)供一樣，遠(yuǎn)供電纜傳輸?shù)氖?00 V～ 800 V 直流電。常用局端設(shè)備輸出功率10～ 40 kW，遠(yuǎn)端設(shè)備輸出功率1～ 10 kW/ 1～ 10 kVA。第二種方案為交流輸電，局端用一臺(tái)干式變壓器將220 V/ 380 V 交流電壓升高，遠(yuǎn)端再用一臺(tái)干式變壓器將電壓降低為220 V/ 380 V 交流電，再經(jīng)開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換為直流電給通信設(shè)備供電。常用局端、遠(yuǎn)端干式變壓器有10 kVA、20 kVA、30 kVA、50 kVA、80 kVA 等。（如圖7 所示）

圖6 常用供電解決方案案例圖（二）

圖7 高壓交流遠(yuǎn)供供電示意圖

（2）方案特點(diǎn)

與直流遠(yuǎn)供相比，高壓交流遠(yuǎn)供無(wú)需上游機(jī)房，直接從市電接火點(diǎn)引電即可，升壓、降壓轉(zhuǎn)換損耗低于直流遠(yuǎn)供，提高了電能傳輸效率，適用于大功率、遠(yuǎn)距離供電。在輸電方面，直流輸電電纜沒(méi)有交流輸電電纜中的電容電流、介質(zhì)損耗和磁感應(yīng)損耗，只有電纜芯線電阻損耗，絕緣電壓相對(duì)較低，直流輸電技術(shù)更適合遠(yuǎn)距離傳輸，同時(shí)直流輸電也符合國(guó)家提出的節(jié)能降耗和環(huán)保要求，因此建議優(yōu)選直流輸電方案。

（3）應(yīng)用案例

①某基站為聯(lián)通5G 拉遠(yuǎn)需求（功率3 000 W），距離最近市電接火點(diǎn)4 km；預(yù)測(cè)后期移動(dòng)要共享使用該站（功率5 000 W），總功率約8 kW。

解決方案：經(jīng)勘察，基站周圍既無(wú)更近的接火點(diǎn)，也無(wú)上游機(jī)房滿足直流遠(yuǎn)供方案。確定采用高壓交流遠(yuǎn)供（直流輸電）方案，從最近市電接火點(diǎn)引電，新增1 臺(tái)20 kW交流遠(yuǎn)供局端設(shè)備、2 臺(tái)5 kW 遠(yuǎn)端設(shè)備（遠(yuǎn)端配置2 組蓄電池備電），使用35 mm2雙芯鋁纜解決了基站供電。（如圖6-b 所示）

②某基站原有設(shè)備功率6.5 kW，本期移動(dòng)、聯(lián)通分別新增5G AAU 設(shè)備（功率約7 kW），基站總功率6.5 kW+7 kW=13.5 kW，13.5 kW/0.9=15 kVA；基站供電電纜長(zhǎng)度為1 650 m，原電纜為4*25 mm2鋁芯電纜；經(jīng)測(cè)算，直接利舊基站電源設(shè)備，原有外市電電纜壓降不夠無(wú)法滿足新增5G 設(shè)備用電。

解決方案：經(jīng)勘察原電纜耐壓等級(jí)為1 kV，確定采用高壓交流遠(yuǎn)供（交流輸電）方案，局端新增1 臺(tái)50 kVA 三相升壓變壓器、遠(yuǎn)端新增1 臺(tái)50 kVA 三相降壓變壓器（考慮基站設(shè)備三相不平衡度較高，局端、遠(yuǎn)端變壓器容量進(jìn)行了放大），新增交流分配單元1臺(tái)，利舊原有4*25 mm2鋁芯電纜解決基站供電。（如圖6-c 所示）

3.7 新能源供電

（1）方案介紹

新能源供電是指利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、氫能等可再生能源發(fā)電并為通信設(shè)備供電，常用的有太陽(yáng)能供電系統(tǒng)和風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)兩種方案。

太陽(yáng)能供電系統(tǒng)是指單獨(dú)利用太陽(yáng)能發(fā)電（光伏發(fā)電）為通信設(shè)備供電，主要由太陽(yáng)能電池（含匯流盒）、蓄電池、系統(tǒng)控制器（含整流模塊，防雷模塊等）、配電設(shè)備（直流變換器、逆變器等）組成。有太陽(yáng)光照射時(shí)，太陽(yáng)能電池將光能轉(zhuǎn)換為不穩(wěn)定的直流電，電壓范圍為0～90 V（48 V 系統(tǒng)），再由控制器將不穩(wěn)定的直流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電給通信設(shè)備供電和蓄電池充電；無(wú)太陽(yáng)光照射時(shí)，蓄電池將儲(chǔ)存的電能釋放出來(lái)為通信設(shè)備供電；如此循環(huán)往復(fù)，保證通信設(shè)備供電的穩(wěn)定性。當(dāng)基站無(wú)市電引入或外市電引入線路過(guò)長(zhǎng)供電系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用(含外市電引入費(fèi)用)達(dá)到太陽(yáng)能供電系統(tǒng)總投資的75%及以上且年日照大于2 000 h，負(fù)荷小于1 000 W 時(shí)，推薦采用太陽(yáng)能供電系統(tǒng)。

風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)是指將太陽(yáng)能和風(fēng)能結(jié)合組成的供電系統(tǒng)，主要由能量采集（太陽(yáng)能電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)）、能量控制（太陽(yáng)能控制器、風(fēng)能控制器、逆變器、中控模塊、交直流配電）及能量?jī)?chǔ)存（蓄電池組）三部組成。太陽(yáng)能供電系統(tǒng)同上，不再贅述。風(fēng)能供電系統(tǒng)是指當(dāng)風(fēng)力達(dá)到要求時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為交流電，由整流設(shè)備轉(zhuǎn)換為直流電，經(jīng)能量控制系統(tǒng)整合，將穩(wěn)定的直流電給通信設(shè)備供電和蓄電池充電。當(dāng)有光無(wú)風(fēng)時(shí)由太陽(yáng)能電池供電，無(wú)光有風(fēng)時(shí)由風(fēng)力發(fā)電機(jī)供電；有光有風(fēng)時(shí)太陽(yáng)能電池和風(fēng)力發(fā)電機(jī)同時(shí)供電；無(wú)光無(wú)風(fēng)時(shí)由蓄電池將儲(chǔ)存的電能釋放出來(lái)為通信設(shè)備供電；如此循環(huán)往復(fù)，保證通信設(shè)備供電的穩(wěn)定性。當(dāng)年平均風(fēng)速大于3.5 m/s，同時(shí)太陽(yáng)能輻射總量不小于5 000 MJ/m2時(shí)，推薦使用風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)。（如圖8 所示）

圖8 太陽(yáng)能供電示意圖

（2）方案特點(diǎn)

該供電方案就地取電，沒(méi)有輸配電損耗和輸配電建設(shè)成本，節(jié)約了外市電維護(hù)費(fèi)用和電費(fèi)，運(yùn)行成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單，可有效解決偏遠(yuǎn)地區(qū)市電引入困難或無(wú)市電的問(wèn)題。但方案也有缺點(diǎn)，如對(duì)氣象條件提出了要求，太陽(yáng)能電池占地面積較大，蓄電池晝夜頻繁充放電壽命縮短，連續(xù)陰雨天蓄電池后備電時(shí)長(zhǎng)難保證等。

（3）應(yīng)用案例

某基站為4G 拉遠(yuǎn)需求，站址位于某森林景區(qū)后山，有登山觀光步行梯和環(huán)山公路，信號(hào)覆蓋差；為解決信號(hào)覆蓋問(wèn)題，與景區(qū)協(xié)商同意指定位置新建3 m*4 m磚混機(jī)房、40 m 燈桿景觀塔，需解決基站設(shè)備供電問(wèn)題。

解決方案：經(jīng)勘察，基站最近接火點(diǎn)距離約2 550 m，基站最近上游機(jī)房直線距離約2 860 m，引電距離較遠(yuǎn)且景區(qū)已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)營(yíng)，開(kāi)挖綠化賠補(bǔ)費(fèi)用較高，同時(shí)景區(qū)森林防火要求較高，使得外市電引電費(fèi)用過(guò)高。查閱氣象資料，該地區(qū)風(fēng)力資源與光照資源滿足條件，但由于景區(qū)指定建站位置三面環(huán)山，基站位于山坳地段，風(fēng)力資源不能得到有效利用，故新建太陽(yáng)能供電系統(tǒng)解決供電問(wèn)題。

根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀髼l件和負(fù)載電流，結(jié)合太陽(yáng)能發(fā)電配置計(jì)算公式：S=J U（IT+24NI）/NHρ，其中S 為太陽(yáng)能電池功率是；J 是氣候指數(shù)（當(dāng)?shù)貧夂蚨?，?～1.25 之間），取1.1；U 為系統(tǒng)輸出電壓取48 V 直流輸出；I 為負(fù)載電流，取20.8 A；T 為蓄電池持續(xù)供電時(shí)間，取48 小時(shí)；N 為補(bǔ)足蓄電池極限能耗時(shí)間（天），取3 天；H 為當(dāng)?shù)厝掌骄行照諘r(shí)間，取5.34 小時(shí)；ρ是控制系統(tǒng)效率，取0.95；計(jì)算得：方案選用多晶320 Wp 組件28 塊，總功率8 960 Wp，同時(shí)配置48 V/200 Ah 梯次電池6 組、48 V/200 A 控制柜1 臺(tái)，50 A 光伏模塊4 個(gè)，滿足需求。（如圖6-d 所示）

4 方案選型

4.1 總體原則

通過(guò)對(duì)常用供電解決方案的分析、對(duì)比，明確分布式（拉遠(yuǎn)）基站選擇供電解決方案時(shí)需綜合考慮以下五方面因素：

（1）通信設(shè)備需要-48 V 直流供電還是220 V 交流供電；

（2）通信設(shè)備是否需要后備電及備電時(shí)長(zhǎng)的要求；

（3）供電方案應(yīng)與基站塔桅的承載能力相匹配；

（4）基站場(chǎng)地環(huán)境及附近外市電情況；

（5）建設(shè)方的投資意愿。

4.2 選型建議

供電解決方案可結(jié)合方案選型總體原則，同時(shí)參照表1 綜合考慮確定。具體建議如下：

（1）當(dāng)設(shè)備采用交流供電，不需要后備電時(shí)，建議采用220 V 交流就近供電方案；當(dāng)設(shè)備采用交流供電，需要后備電時(shí)建議選擇UPS 不間斷供電方案。

（2）當(dāng)設(shè)備采用直流供電，不需要后備電時(shí)，建議選擇交轉(zhuǎn)直設(shè)備供電方案。

（3）當(dāng)設(shè)備采用直流供電，需要后備電時(shí)，根據(jù)基站附近是否有穩(wěn)定的外市電接火點(diǎn)，建議如下：

①基站附近1 500 m 內(nèi)有穩(wěn)定的380 V 接火點(diǎn)，但塔的承載力較低、預(yù)估基站設(shè)備功總功率5 000 W 內(nèi)、后備電池需求100 Ah 內(nèi)時(shí)，建議選擇一體化電源設(shè)備供電；當(dāng)塔的承載能力較大、基站設(shè)備總功率較大時(shí)，為方便擴(kuò)容建議選擇室外一體化機(jī)柜供電方案。

②基站附近1 500 m 內(nèi)無(wú)穩(wěn)定的380 V 接火點(diǎn)，但有上游機(jī)房可提供穩(wěn)定的-48 V 直供電時(shí)，建議選擇直流遠(yuǎn)供供電方案；當(dāng)無(wú)上游機(jī)房可用時(shí)，可以選擇交流遠(yuǎn)供方案；如果基站負(fù)荷小于1 kW 且氣象條件滿足太陽(yáng)能、風(fēng)力發(fā)電條件時(shí)，可選擇新能源供電方案。

5 結(jié)束語(yǔ)

表1 常用供電解決方案對(duì)照表

分布式（拉遠(yuǎn)）基站供電解決方案靈活多樣，每種供電解決方案都有其適用場(chǎng)景和局限性。隨著時(shí)間的推移、電源技術(shù)的發(fā)展，供電解決方案還會(huì)不斷發(fā)生變化。無(wú)論如何，基站供電解決方案都應(yīng)以安全、可靠為前提，以各種供電解決方案技術(shù)為基礎(chǔ)，以滿足基站設(shè)備用電、備電需求為目標(biāo)，多維度考慮，選取在經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上可行的方案。