摘 要：隨著移動基站主設(shè)備的變革，根據(jù)節(jié)能的需要，基站供電系統(tǒng)也要進(jìn)行演變，向多樣性方向發(fā)展，在基站供電系統(tǒng)采用新技術(shù)和可循環(huán)新能源是必然趨勢。

    1.現(xiàn)狀分析

    針對移動基站主設(shè)備演變、現(xiàn)網(wǎng)供電系統(tǒng)及環(huán)境用電情況進(jìn)行詳實分析。

    1.1基站主設(shè)備在變革

    隨著移動通信網(wǎng)的更新?lián)Q代，基站主設(shè)備網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方式也在發(fā)生重大變革，3G網(wǎng)絡(luò)正在普及應(yīng)用，4G建設(shè)步伐也在不斷加快，各通信設(shè)備廠商將3G網(wǎng)絡(luò)分布式基站建設(shè)經(jīng)驗應(yīng)用到2G網(wǎng)絡(luò)的更新上。分布式基站采用射頻模塊拉遠(yuǎn)技術(shù)，將射頻拉遠(yuǎn)單元（RRU ）安裝在天線端，通過光纖連接到宏碁站或獨立的基帶單元。RRU是一種室內(nèi)、外一體化設(shè)備，具有容量大、易安裝、環(huán)境適應(yīng)性強的特點。BBU是一種易安裝的基帶單元設(shè)備，具有體積小的特點，不需要特別的機房，可以安裝在過道、樓梯間、地下室等狹小的空間。分布型移動通信基站將原網(wǎng)絡(luò)BTS物理層面分成兩部分，即BBU和RRU。BBU是信源設(shè)備安裝在信源站內(nèi)，信源站自身的收發(fā)設(shè)備RRU安裝在室外塔上，RRU通過光纜傳輸也可異地安裝。初始的分布式基站解決方案是一種無機房或機房位置不理想的情況下，經(jīng)濟快速的無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案。隨著分布型移動基站技術(shù)應(yīng)用，分布型移動通信基站正在從擴容建設(shè)向2G更新擴展，使基站2G.3G.4G主設(shè)備逐步向分布型移動基站演變。見下圖：

    中國移動某省公司新建移動基站采用分布基站，還改造了部分BTS基站，有近50%的基站主設(shè)備進(jìn)行了分布式改造，實現(xiàn)了2G.3G同步分布。見下圖：

    1.2 現(xiàn)網(wǎng)移動基站供電系統(tǒng)及環(huán)境用電情況分析

    (1) 分布型移動基站耗電情況分析

    以阿爾卡特BTS為例，平均單載頻用電功率為119 W～135W；分布型移動基站BBU用電功率為300W，每臺BBU可帶多臺RRU，RRU用電功率為240W，每臺RRU相當(dāng)于BTS 6個載頻，平均每個載頻耗電為50W。采用新的分布技術(shù)建設(shè)基站，使移動通信基站主設(shè)備用電量大幅下降。以金廠基站為例，該站原為BTS宏蜂窩站，5/4/11/8配置，最高負(fù)荷60.62A/53.5V，最低高負(fù)荷45.82A/53.5V；而改為分布基站后，原配置不變情況下，采用1臺BBU，6臺RRU，用電負(fù)荷下降到23.52A，降低了50%。基站改造前后通信用電實時曲線見下圖：

    采用分布型移動基站技術(shù)改造，使基站用電大幅下降。在不考慮空調(diào)制冷、制熱條件下，現(xiàn)網(wǎng)農(nóng)村BTS/分布型基站單載頻平均月耗電為124.15KWH，完全分布型農(nóng)村基站單載頻平均月耗電為66.40KWH，少用電57.75 KWH，單載頻月節(jié)能率46.52 %；現(xiàn)網(wǎng)市、縣區(qū)BTS/分布型基站單載頻平均月耗電為120.50KWH，完全分布型市、縣區(qū)基站單載頻平均月耗電為60.42KWH，少用電60.08KWH，單載頻月節(jié)能率49.86%。

    (2) 現(xiàn)網(wǎng)移動基站供電系統(tǒng)及環(huán)境分析

    現(xiàn)網(wǎng)移動基站供電系統(tǒng)對分布式基站而言，存在電源系統(tǒng)供電線損過大，節(jié)能效果不理想，電源專業(yè)維護(hù)不到位等問題。

    A.電源系統(tǒng)供電線損過大

    以RRU本地塔上安裝為例，塔身標(biāo)高50M，安裝1臺RRU，線損功率為42W，年損失電量為368KWH，供電線路損失嚴(yán)重。

    現(xiàn)網(wǎng)采用的高壓直流遠(yuǎn)供方式，由于用主基站電源系統(tǒng)作為常用供電電源，假設(shè)供電線路損失就更加嚴(yán)重了，以供電線徑10mm2，供電線長2×6km銅線為例，線路損耗為191.73W，年損失電量達(dá)到1680KWH。見下表：

    B.節(jié)能效果不理想

    以機房信源基站、機房RRU基站、室外信源基站、室外RRU基站四類分布基站為例，進(jìn)行節(jié)能效果分析。

    某機房信源+RRU基站，采用1臺BBU，6臺RRU，1臺BBU用電功率為0.3KW，1臺RRU+線損用電功率為0.3KW，傳輸?shù)扔秒姽β蕿?.085KW。理論計算實際用電量32276KWH，通信用電量為19118KWH，占總電量的59.23%；環(huán)境用電13158KWH，占總電量的40.77%。見下表：

    某機房RRU基站，采用3臺RRU，1臺RRU+線損用電功率為0.3KW。理論計算實際用電量10901KWH，通信用電量為7887KWH，占總電量的72.35%；環(huán)境用電量3014KWH，占總電量的27.65%。見下表：

    某室外信源+RRU基站，采用1臺BBU，3臺RRU，1臺BBU用電功率為0.3KW，1臺RRU+線損用電功率為0.3KW，傳輸?shù)扔秒姽β蕿?.085KW。理論計算實際用電量17529KWH，通信用電量為11256KWH，占總電量的64.21%；環(huán)境用電量6273KWH，占總電量的35.79%。見下表：

    某室外RRU基站，采用2臺RRU，1臺RRU+線損用電功率為0.3KW。理論計算理論計算實際用電量7994KWH，通信用電量為5253KWH，占總電量的65.71%；環(huán)境用電量2741KWH，占總電量的34.29%。見下表：

    通過上述四種類型分布基站用電情況分析發(fā)現(xiàn)，環(huán)境用電量與現(xiàn)網(wǎng)供電方式BTS基站用電比例發(fā)生的變化不是十分顯著，見下表：

    產(chǎn)生這種情況是由現(xiàn)網(wǎng)移動基站供電系統(tǒng)造成的，現(xiàn)網(wǎng)移動基站供電系統(tǒng)中的閥控鉛酸蓄電池對溫度要求較高，環(huán)境溫度的變化對電池的運行的壽命、放電容量、浮充電壓都有影響。持續(xù)過高的環(huán)境溫度會造成浮充電流加大，內(nèi)部熱量增加，失水過快，最終導(dǎo)致熱失控，電池?fù)p壞。閥控鉛酸蓄電池運行在環(huán)境溫度25℃時，在正確的維護(hù)條件下，壽命可達(dá)8年，如環(huán)境溫度在25℃基礎(chǔ)上上升10℃，閥控鉛酸蓄電池浮充使用壽命將縮短50%。夏季30℃以上環(huán)境會造成閥控鉛酸蓄電池的浮充使用壽命大幅縮短。見下圖：

    C.電源專業(yè)維護(hù)不到位

    隨著移動運營業(yè)競爭不斷加劇，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的步伐不斷加快，移動通信基站數(shù)量大幅增加，以中國移動某市級分公司為例，在2011年前有基站1046處，全區(qū)基站維護(hù)人員56名，承擔(dān)工程建設(shè)，承擔(dān)無線、數(shù)據(jù)、傳輸、電源設(shè)備維護(hù)及故障處理、用戶投訴處理及硬件優(yōu)化等工作，工作任務(wù)十分繁重，同時客觀存在對電源系統(tǒng)沒有具體的經(jīng)濟、技術(shù)指標(biāo)考核，造成對基站電源系統(tǒng)維護(hù)工作忽視；電源維護(hù)人員是由無線專業(yè)人員兼任的，專業(yè)素質(zhì)及工作能力也不能滿足電源專業(yè)維護(hù)需求，為此就造成基站電源原因退服，根據(jù)統(tǒng)計電源原因退服高達(dá)25％。同時電源系統(tǒng)年年投資，電源系統(tǒng)年年影響通信情況不斷。

    隨著移動通信基站建網(wǎng)方式的改變，必將引發(fā)移動通信基站供電系統(tǒng)的變革，這種改變使移動通信基站供電更加安全可靠，同時減少移動通信基站空氣調(diào)節(jié)用電比重，減少鉛酸蓄電池的用量，逐步擴大新能源應(yīng)用空間，供電系統(tǒng)日常維護(hù)工作量大幅減輕，開創(chuàng)一個移動通信基站供電系統(tǒng)新局面。

    2.新型移動通信基站供電系統(tǒng)研究

    新型移動通信供電系統(tǒng)將是依據(jù)供電、地理、通信業(yè)務(wù)量條件而變化的，由多種方案組成的供電系統(tǒng)。其組成原則：完全可靠、節(jié)能、綠色、少維護(hù)。

    2.1.現(xiàn)網(wǎng)通信基站供電系統(tǒng)

    現(xiàn)網(wǎng)移動基站供電系統(tǒng)是依據(jù)BTS基站主設(shè)備用電情況而設(shè)計的，由市（農(nóng)）電引入、交流配電、48V開關(guān)電源、48V鉛酸蓄電池組、直流配電、DV/DV升壓電源、空調(diào)機等組成。見下圖：

    現(xiàn)網(wǎng)移動基站供電系統(tǒng)在現(xiàn)網(wǎng)分布式基站供電中，存在對RRU供電壓降過大，環(huán)境用電量高。長遠(yuǎn)看，在電源設(shè)備壽命期內(nèi)，可作為過渡性電源系統(tǒng)應(yīng)用。

    2.2 高壓直流電源系統(tǒng)

    現(xiàn)網(wǎng)分布站采用小型UPS作為自備供電電源，該電源存在體積大、安裝受到局限；后備時間短不能滿足基站保證供電時長要求；環(huán)境溫度對電池壽命影響嚴(yán)重；用電效率低；投資成本高；可維護(hù)性差等問題。高壓直流對交流UPS的替代是必然趨勢。

    高壓直流電源系統(tǒng)由市（農(nóng)）引入、交流配電、280V開關(guān)電源、280V鉛酸蓄電池組、直流配電、節(jié)能空調(diào)設(shè)備等組成。見下圖：

    高壓直流電源系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

    A. 可靠性大幅提升。應(yīng)用高壓直流供電技術(shù)的主要目的就在于提升系統(tǒng)的安全性。UPS系統(tǒng)本身僅并聯(lián)主機具有冗余備份，系統(tǒng)組件之間更多地是串聯(lián)關(guān)系，其可用性是各部分組件可靠性的連乘結(jié)果，總體可靠性低于單個組件的可靠性。反觀直流系統(tǒng)，系統(tǒng)的并聯(lián)整流模塊、蓄電池組均構(gòu)成了冗余關(guān)系，不可靠性是各組件連乘結(jié)果，總體可靠性高于單個組件的可靠性。理論計算和運行實踐都表明，直流系統(tǒng)的可靠性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于UPS系統(tǒng)，一個例證就是大型直流系統(tǒng)癱瘓的事故基本沒有。

    B. 效率大大提高。目前大量使用的UPS主機均為在線雙變換型，在負(fù)載率大于50%時，其轉(zhuǎn)換效率與開關(guān)電源相近。但一個不容忽視的現(xiàn)實是，為了保證UPS系統(tǒng)的可靠性，UPS主機均采用n+1（n=1、2、3）方式運行，加之受后端負(fù)載輸入的諧波和波峰因數(shù)的影響，UPS主機并不能滿足運行，通常UPS單機的設(shè)計最大穩(wěn)定運行負(fù)載率僅為35～53%。而受后端設(shè)備虛提功耗和業(yè)務(wù)發(fā)展的影響，很多UPS系統(tǒng)通常在壽命中后期才能達(dá)到設(shè)計負(fù)載率，甚至根本不能達(dá)到設(shè)計負(fù)載率。UPS主機單機長期運行在很低的負(fù)載率，其轉(zhuǎn)換效率通常為80%多，甚至更低。對于直流電源系統(tǒng)而言，因其采用模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)輸出負(fù)載的大小，由監(jiān)控模塊、監(jiān)控系統(tǒng)或現(xiàn)場值守人員靈活控制模塊的開機運行數(shù)量，使整流器模塊的負(fù)載率始終保持在較高的水平，從而使系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率保持在較高的水平。

    C. 輸入?yún)��?shù)大大改善。現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)，目前常用的12脈沖在線雙變換型UPS主機，加裝11次濾波器后，其輸入功率因數(shù)通常在0.8～0.9，最大僅為0.95，輸入電流諧波含量通常在7.5%左右。與此對應(yīng)，由于PFC電路的應(yīng)用，額定工況下，開關(guān)整流器模塊的輸入功率因數(shù)通常都在0.99以上，輸入電流諧波含量通常在5%以下。輸入?yún)��?shù)的改善的直接效果是前端設(shè)備的容量可以大大降低，前端低壓配電柜可以不再配置電抗器，從而也可以降低補償電容的耐壓要求。

    D. 帶載能力大大提高。UPS系統(tǒng)帶載能力受兩個因素的制約，一是負(fù)載的功率因數(shù)，以國內(nèi)某大型UPS廠商的某型主機為例，在輸出功率因數(shù)為0.5（容性）時，其最大允許負(fù)載率僅為50%；二是負(fù)載的電流峰值系數(shù)，通常UPS主機的設(shè)計波峰因數(shù)為3，如果負(fù)載的電流峰值系數(shù)大于3，則UPS主機將降容使用。對于直流系統(tǒng)而言，不存在功率因數(shù)的問題；因其并聯(lián)了內(nèi)阻極低的大容量蓄電池組，加之整流器模塊有大量的富余（充電和備用），其負(fù)載高電流峰值系數(shù)的負(fù)荷能力很強，不需專門考慮安全富余容量，可做主基站集中供電總備用電源。

    E.傳輸壓降小。直流電纜線路沒有交流電纜線路中電容電流的困擾，沒有磁感應(yīng)損耗和介質(zhì)損耗，基本上只有芯線電阻損耗，絕緣電壓相對較低，直流輸電技術(shù)更適合遠(yuǎn)距離傳送，符合目前國家提出的節(jié)能降耗和環(huán)保要求屬于綠色環(huán)保供電方案。

    2.3 卷繞式閥控密封蓄電池

    高壓直流電源系統(tǒng)采用SPB系列卷繞式閥控密封蓄電池。卷繞式閥控密封蓄電池（SPB系列）是一種新型鉛酸蓄電池，該電池采用純鉛板柵配備獨特的卷繞式結(jié)構(gòu)，具有很高的裝配壓力和開閥壓力，大大減少了電池失水。相比普通鉛酸電池而言，該電池具有更優(yōu)異的高低溫放電性能及大電流放電性能，更高的安全性，更好的快速充電能力等優(yōu)點。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同，電池有三種設(shè)計：循環(huán)型、起動型及太陽能專用。其優(yōu)勢在于：卓越的高低溫性能，可在-55℃~75℃下工作；良好的PSOC狀態(tài)工作能力；優(yōu)秀的小電流充電接受能力；無游離電解液，可任意方向放置工作；平穩(wěn)的高輸出電壓，更高的功率密度；長壽命，浮充使用設(shè)計壽命15年，在太陽能領(lǐng)域的設(shè)計壽命10年；可以進(jìn)行快速充電，40分鐘內(nèi)可充入95％以上的電量；良好的電池一致性，可多組串并聯(lián)使用；長達(dá)2年的儲存期。

    卷繞式閥控密封蓄電池結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品規(guī)格和主要參數(shù)見下圖：

    高壓直流電源系統(tǒng)通過試驗，能夠滿足各種分布式基站供電，優(yōu)點是適應(yīng)環(huán)境能力高于常規(guī)鉛酸蓄電池，既可室內(nèi)安裝，也可室外應(yīng)用；對RRU供電線損小，可以直流拉遠(yuǎn)直供。是現(xiàn)網(wǎng)移動基站供電系統(tǒng)替方案。

    2.4 鐵鋰電池

    磷酸鐵鋰電池是一種新型環(huán)保材料的電池，其本身具有體積小、重量輕、能量密度高、長壽命、耐高低溫、安全性能好、環(huán)保無污染等優(yōu)點，與鉛酸電池用于基站應(yīng)用相比，具有無可比擬的優(yōu)越性。可歸納下述特點：

    高效率輸出，標(biāo)準(zhǔn)放電為2～5C、連續(xù)高電流放電可達(dá)10C，瞬間脈沖放電（10S）可達(dá)20C；

    高溫時性能良好，外部溫度65℃時內(nèi)部溫度則高達(dá)95℃，電池放電結(jié)束時溫度可達(dá)160℃，電池的結(jié)構(gòu)安全、完好；環(huán)境適應(yīng)能力強，即使電池內(nèi)部或外部受到傷害，電池不燃燒、不爆炸，安全性最好；極好的循環(huán)壽命，經(jīng)500次循環(huán)，其放電容量仍大于95%；過放電到零伏也無損壞；可快速充電；低成本；對環(huán)境無污染。

    2.5 超級電容器

    超級電容器又叫雙電層電容器是一種新型儲能裝置，它具有充電時間短、使用壽命長、溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點。超級電容器用途廣泛。它是一種電化學(xué)元件，但在其儲能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種儲能過程是可逆的，超級電容器的充放電過程始終是物理過程，沒有化學(xué)反應(yīng)。因此性能是穩(wěn)定的，與利用化學(xué)反應(yīng)的蓄電池是不同的。也正因為此超級電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次。超級電容器可以被視為懸浮在電解質(zhì)中的兩個無反應(yīng)活性的多孔電極板，在極板上加電，正極板吸引電解質(zhì)中的負(fù)離子，負(fù)極板吸引正離子，實際上形成兩個容性存儲層，被分離開的正離子在負(fù)極板附近，負(fù)離子在正極板附近。而超級電容器以其優(yōu)異的特性揚長避短，可以部分或全部替代傳統(tǒng)的化學(xué)電池，由于它們固有的使用壽命短、溫度特性差、化學(xué)電池污染環(huán)境、系統(tǒng)復(fù)雜、造價高昂等致命弱點，一直沒有很好的解決辦法。在通信供電系統(tǒng)某些場景，超級電容器可替代鉛酸蓄電池參與供電。

    2.6 基站電源控制器

    基站電源控制器由新能源控制器、市電計量表、單相整流器、兩個雙相切換開關(guān)、儲能器件、多個輸出配電支路組成。基站電源控制器可承擔(dān)三種不同電源輸入，由兩個雙相切換開關(guān)控制對負(fù)荷供電，儲能器件在新能源供電時起到平滑供電電壓作用，起到電源切換時供電作用，起到延長基站供電保證時長等作用，詳見下圖。

    2.7 市(農(nóng))電/高壓直流拉遠(yuǎn)互補供電：

    市(農(nóng))電/高壓直流拉遠(yuǎn)互補供電系統(tǒng)由二套電源供電，平時由市(農(nóng))交流電供電，可以大幅降低拉遠(yuǎn)供線路損失；用鄰近主基站電源系統(tǒng)高壓直流拉遠(yuǎn)電源做備用電源，實現(xiàn)多站集中供電保證。這種供電方式做到了，節(jié)電、減少電源沒備投資、減少維護(hù)工作量、供電可靠性大幅提升。供電系統(tǒng)見下圖：

    2.8 風(fēng)電/高壓直流拉遠(yuǎn)互補供電：

    我國風(fēng)能資源豐富，可開發(fā)利用的風(fēng)能儲量約10億kW，其中，陸地上風(fēng)能儲量約2.53億kW（陸地上離地10m高度資料計算），海上可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲量約7.5億kW。而2003年底全國電力裝機約5.67億kW。大多農(nóng)村基站座落在高山和寬闊的平地上，平均塔高在40米以上，可以很好的利用風(fēng)力發(fā)電，給基站提供第一套供電電源。根據(jù)有關(guān)資料研究，下圖為地面10米的有效風(fēng)功率密度，每升高10米，有效風(fēng)功率密度增8%。農(nóng)村分布式移動通信基站用電量較小，大多在1KW以下，為小型離網(wǎng)式風(fēng)力基站供電提供了廣闊空間。

    風(fēng)電/高壓直流拉遠(yuǎn)互補供電系統(tǒng)由風(fēng)力發(fā)電機、儲能電容器、市（農(nóng)）電引入、高壓直流拉遠(yuǎn)供電、風(fēng)電/市電/高壓直流控制器風(fēng)電、用電負(fù)荷等組成，用儲能電容器取代鉛酸蓄電池進(jìn)行濾波和電力儲存。見下圖：

    2.9 太陽能/高壓直流拉遠(yuǎn)互補供電：

    我國有著十分豐富的太陽能資源。全國各地太陽年輻射總量為3 340 r-J 8 400MJ/m2，中值為5 852MJ/m2。從中國太陽年輻射總量的分布來看，西藏、青海、新疆、寧夏南部、甘肅、內(nèi)蒙古南部、山西北部、陜西北部、遼 寧、河北東南部、山東東南部、河南東南部、吉林西部、云南中部和西南部、 廣東東南部、福建東南部、海南島東部和西部以及臺灣省的西南部等廣大地區(qū)的太陽輻射總量很大。分布式移動通信基站用電量較小，很適合應(yīng)用太陽能供電。見下圖：

    太陽能/高壓直流拉遠(yuǎn)互補供電系統(tǒng)由太陽能電池板、儲能電容器、市（農(nóng)）電引入、高壓直流拉遠(yuǎn)供電、太陽能/市電/高壓直流控制器、用電負(fù)荷等組成，用儲能電容器取代鉛酸蓄電池進(jìn)行濾波和電力儲存。見下圖：

    2.10 DV/DC升壓技術(shù)：

    采用直流拉遠(yuǎn)集中后備供電技術(shù)，在某些應(yīng)用場景存在供電線路過長或供電線徑小，使線路壓降過大，限制該方案的實施。在供電線路中段采用DC/DC升壓技術(shù)，將供電傳送距離增加一倍以上。見下圖：

    3. 分布式移動通信基站供電方案

    根據(jù)基站所處自然環(huán)境、場景，以及用電功率等分析，制定出各種供電方案，必將體現(xiàn)出基站供電系統(tǒng)方案的多樣性。

    3.1. 供電方案設(shè)計原則：

    分布基站供電方案要遵循通信電源系統(tǒng)運行質(zhì)量指標(biāo)的“五性”來設(shè)計，即：可靠性、可用性、少維性、可節(jié)電性、安全性。

    3.2. 鏈形供電方案：

    目前直流拉遠(yuǎn)供電線路與光纜線路同路由，因而分布基站供電可采用鏈形供電方案，在某段光纜線路中間隔2～4處(6KM范圍內(nèi)，如超過此距離可加裝DC/DC升壓器)基站，選取一處維護(hù)方便、通信業(yè)務(wù)較大的機房站作為主備用供電基站，兩主備用供電基站間基站作備用受電基站。有條件的備用受電基站由三路電源供電，主供是新能源（風(fēng)電或太陽能），一備是市(農(nóng))電，二備是直流拉遠(yuǎn)。平時由風(fēng)電或太陽能供電，當(dāng)風(fēng)電或太陽能發(fā)電不能滿足基站供電需求時，轉(zhuǎn)換到市(農(nóng))電，由市(農(nóng))電供；當(dāng)市(農(nóng))電停電時，再轉(zhuǎn)換到直流拉遠(yuǎn)，由直流拉遠(yuǎn)供電；轉(zhuǎn)換過程由超級電容器保證供電不中斷，該控制過程由基站電源控制器完成。見下圖：

    上圖是現(xiàn)網(wǎng)基站電源系統(tǒng)組成的改造供電方案，充分利用現(xiàn)有電源設(shè)備資源，將其利用率達(dá)到最大化。

    下圖是新建高壓直流電源系統(tǒng)組成的供電方案，適用于新建或現(xiàn)網(wǎng)電源更新。

    沿鏈形光纜路由建成鏈形供電網(wǎng)，將大幅提升分布式基站供電安全。

    3.3. 環(huán)形供電方案：

    為了提升某些基站光纜傳輸可靠性，在大的傳輸光纜環(huán)中存在許多小的光纜傳輸環(huán)，沿現(xiàn)有光纜傳輸小環(huán)，實施環(huán)形供電方案，在某段光纜線路中間隔2～4處(6KM范圍內(nèi)，如超過此距離可加裝DC/DC升壓器)基站，選取一處維護(hù)方便、通信業(yè)務(wù)較大的機房站，作為主備用供電基站，兩主備用供電基站間基站作備用受電基站。有條件的備用受電基站由三路電源供電，主供是新能源，一備是市(農(nóng))電，二備是直流拉遠(yuǎn)。平時由風(fēng)電或太陽能供電；當(dāng)風(fēng)電或太陽能發(fā)電不能滿足基站供電需求時，轉(zhuǎn)換到市(農(nóng))電，由市(農(nóng))電供；當(dāng)市(農(nóng))電停電時，再轉(zhuǎn)換到直流拉遠(yuǎn)，由直流拉遠(yuǎn)供電；轉(zhuǎn)換過程由超級電容器保證供電不中斷，該控制過程由基站電源控制器完成。見下圖：

    左圖是現(xiàn)網(wǎng)基站電源系統(tǒng)組成的改造供電方案，充分利用現(xiàn)有電源設(shè)備資源，將其利用率達(dá)到最大化。

    右圖是新建高壓直流電源系統(tǒng)組成的供電方案，適用于新建或現(xiàn)網(wǎng)電源更新。

    沿光纜傳輸環(huán)路建成環(huán)形供電網(wǎng)，將大幅提升分布式基站供電安全。

    3.6. 樓宇、住宅小區(qū)集中供電方案：

    在車站、商場、賓館、居民小區(qū)等場所建設(shè)基站和無線寬帶時，采用住宅小區(qū)集中供電方案，見下圖：

    高壓直流電源系統(tǒng)組成的供電方案，適用于新建或現(xiàn)網(wǎng)電源更新。

    建成集中供電網(wǎng)，將大幅提升分布式基站供電安全，減少投資，減少維護(hù)量。

    4. 分布基站新供電系統(tǒng)評估

    4.1 技術(shù)評估

    分布基站新供電系統(tǒng)是高壓直流電源技術(shù)、高壓直流集中遠(yuǎn)供電技術(shù)、新能源基站供電技術(shù)及本地市（農(nóng)）等集成的供電方案，通過基站電源控制器實現(xiàn)對分布基站不間斷供電，真實的實現(xiàn)了基站云供電。所涉及的技術(shù)都是成熟技術(shù)，通過了大量的理論研究和應(yīng)用實驗。工信部和各大電信運營商出臺了《技術(shù)規(guī)范》。在電力傳輸環(huán)境允許條件下，可以組成相對閉合的供電網(wǎng)，有效提升了移動通信供電系統(tǒng)的可靠性、完全性。由于分布基站可室外安裝，不用進(jìn)行環(huán)境溫度調(diào)節(jié)，節(jié)省了空調(diào)或環(huán)境節(jié)能設(shè)備投資，實現(xiàn)了移動通信基站節(jié)能最大化。由于移動通信基站減去了環(huán)境溫度調(diào)節(jié)用電負(fù)荷，使移動通信基站采用新能源為主的供電成為可能，為大量采用新能源打開了空間。分布基站新供電系統(tǒng)的實現(xiàn)，在技術(shù)上解決了目前移動通信基站電源維護(hù)三大難題，一是大幅減少基站電源系統(tǒng)維護(hù)工作量；二是大幅減少電池使用組數(shù)，為提高電池維護(hù)質(zhì)量提供了可能；三是多電源聯(lián)網(wǎng)供電，解除了應(yīng)急發(fā)電之苦。

    4.2 經(jīng)濟評估

    以中國移動某市級分公司以采用分布基站為例，現(xiàn)有分布基站980處，其中，自備電源860處，高壓直流遠(yuǎn)供80處，本地高壓直流供電6處，無自備電源站34處。將現(xiàn)網(wǎng)基站自備電源860處的五分之三改為分布基站新供電系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟分析：

    (1)大量減少現(xiàn)網(wǎng)鉛酸蓄電池的用量。

    現(xiàn)網(wǎng)基站自備電源860處有48V500AH電池1720組。建設(shè)344處供電主基站，考慮高壓直流遠(yuǎn)供負(fù)荷，每處供電主基站采用48V500AH，需電池1032組即可，減少48V500AH電池688組，減少投資1513.60萬元。

    (2)減少基站空調(diào)用電或環(huán)境節(jié)能投資。

    現(xiàn)網(wǎng)基站自備電源860處有5P空調(diào)360臺，3P空調(diào)500臺。改建為344處供電主基站后，由于分布基站熱負(fù)荷減小，344處供電主基站采用3P空調(diào)即可，減少空調(diào)516臺，減少投資412.80萬元。按每臺空調(diào)年用電量7000KWH計算，可減少用電3612000KWH，年節(jié)約電費325.08萬元。

    (3)大幅減少供電線路壓降損失。

    采用以新能源或本地市（農(nóng)）為主，高壓直流遠(yuǎn)供為輔供電，平均每處分布基站產(chǎn)線損減少700KWH(以80W為例)，516處分布基站減少線損361200KWH，節(jié)省電費32.51萬元。

    (4)大量減少應(yīng)急發(fā)電次數(shù)。

    根據(jù)2013年應(yīng)急發(fā)電次數(shù)統(tǒng)計，該市全年應(yīng)急發(fā)電360站次，平均每次應(yīng)急發(fā)電費用(不含人工成本)1000元，全年應(yīng)急發(fā)電費用36.00萬元，全年可節(jié)省應(yīng)急發(fā)電費用28.80萬元以上。以每次發(fā)電用燃油30公升計算，年節(jié)油6480公升。

    (5)大幅減少基站電源維護(hù)量。

    由于該分公司地處山區(qū)，現(xiàn)有基站860處，按每季維護(hù)一次計算，每年要進(jìn)行3440次電源維護(hù)。改建供電主基站選取地理條件便于維護(hù)地區(qū)，平時只對344處供電主基站進(jìn)行維護(hù)，年電源維護(hù)次數(shù)為1376次。減少基站電源維護(hù)量60%。以每站次維護(hù)車輛用油10公升計算，年節(jié)油20640公升，節(jié)省油費15.48萬元。

    (6)為大量采用新能源提供了可能。

    分布基站用電負(fù)荷大多在1KW以下，新能源投資大幅減少，回收期縮短，為離網(wǎng)式新能源在基站供電系統(tǒng)普及應(yīng)用打開了空間。以1KW用電負(fù)荷分布基站為例，516處基站年用電量4520160KWH，如采用新能源供電為40%，年節(jié)電為1808064KWH，年節(jié)省電費162.73萬元。

    860處分布基站，年節(jié)電5791364KWH，年節(jié)油20640公升，年節(jié)能運營成本564.6萬元，節(jié)省投資1926.4萬元。

    4.3 社會效益評估

    采用分布基站新供電系統(tǒng)，在做到基站節(jié)能最大化的同時，可節(jié)省燃油27120公升，減少鉛投放627.46噸，還會減少大量的污染物排放，產(chǎn)生極大的社會效益。以中國移動某市級分公司已采用分布基站為例，根據(jù)專家統(tǒng)計數(shù)據(jù)：每節(jié)約1度(每千瓦)電，就相應(yīng)節(jié)約了0.4千克標(biāo)準(zhǔn)煤，折算成排放物---減少排放0.997千克二氧化碳、0.272千克粉塵、0.03千克二氧化硫、0.015千克氮氧化物。見下表：

    第一作者：

    王澤：男 民族：漢族 年齡：61歲 從事通信電源專業(yè)工齡：43年 專業(yè)技能：通信電源技師 曾任吉林移動通信有限公司通化分公司電源維護(hù)主管 中國移動通信集團公司電源專業(yè)專家 吉林移動通信有限公司電源專業(yè)專家組成員。

    第二作者：

    魏玉清：男，漢族，1973年出生，大學(xué)學(xué)歷，助理工程師。現(xiàn)任中國移動吉林公司通化市分公司網(wǎng)絡(luò)部經(jīng)理。

    第三作者：

    楊寧：男，漢族，1974年出生，大學(xué)學(xué)歷，助理工程師。現(xiàn)任中國移動吉林公司通化市分公司網(wǎng)絡(luò)部無線電源管理。<