中繼站點供電方式探討

馬國萍

（中國移動通信集團設計院有限公司新疆分公司，新疆 烏魯木齊 830011）

1 概 述

新疆地區地域遼闊，受三山夾兩盆的地理特性影響，通信網絡傳輸中繼站點的建設發揮著重要作用。中繼站點通常處于偏遠地區，部分位于沙漠深處，部分位于戈壁灘上。站點附近沒有供電線路，或者沒有合適的供電線路。站點供電問題的解決以太陽能為主，市電為輔。因此，本文將通過比較兩種方式全周期的投資，從而為選擇中繼站點的供電方式提供相關依據。

2 中繼站點供電方式

2.1 中繼站點

中繼站點指無人值守的光線路放大站。本文討論的中繼站點指獨立中繼站點（如一干中繼點、二干中繼點以及一干/二干中繼點）。基站站點耗電通常比中繼站點大很多，基站擴容比基站頻繁，意味著電源的擴容頻繁，兩者的配置不同。本次討論不包含與基站等的共站址情況。

2.2 用電負荷分類

中繼站點內的傳輸設備以OLA設備為主。不同站點中繼的方向與功能不同，OLA數量也不同。現有中繼站內設備均為OLA設備，考慮不同方向站點擴容的可能性，中繼站點負荷分類情況如下：一干/二干合建站點的OLA設備7～11個；二干南疆站點OLA設備4～5個；二干北疆站點OLA設備5～8個。中繼站點傳輸設備用電負荷如表1所示，其中遠期設備為傳輸專業根據網絡需求預估的網元數量。

表1 中繼站點傳輸設備用電負荷

2.3 供電方框圖

中繼站點供電方框圖如圖1所示。中繼站點供電系統由市電、太陽能極板或風能與開關電源和蓄電池組等設備組成。可見，市電與太陽能供電的差別主要在市電引入與太陽能極板之間的選擇上，其他部分基本相同[1]。

圖1 中繼站點供電方框圖

目前，市電站點與太陽能站點的典型配置如表2所示。

太陽能站點的配置差別主要在太陽能極板上。不同類型中繼站點的太陽能站點的配置如表3所示。

可見，傳輸設備功耗最大不足2.5 kW，但由于太陽能站點遠離維護站點，因此配置2 000 Ah的蓄電池組[2]。

2.4 市電供電投資組成

市電供電站點電源系統投資組成主要如表4所示。除了市電引入的投資是估列的，其他設備投資基本固定。可見，各個站點市電引入的投資差距較大。

2.5 太陽能供電投資組成

市電供電站點電源系統投資組成主要如表5所示，各項投資基本固定。

3 中繼站點供電方式比較

3.1 建設初期投資

由表3與表4可以看出，太陽能供電站點投資與市電供電站點投資組成的主要差別在于市電引入與太陽能極板投資，其他部分投資組成基本相同。由表3與表4的投資合計比較可以看出：如果市電引入費用小于19.5萬元，可以考慮建設市電引入；如果大于19.5萬元，考慮建設太陽能系統。

表2 市電站點與太陽能站點的典型配置情況

表3 太陽能站點極板配置概況

表4 市電供電站點投資組成

表5 太陽能供電站點投資組成

3.2 以6年為周期投資

太陽能站點由于距離維護站點非常遠，因此維護次數有限，且冬天大雪封山等情況下維護困難。太陽能站點的蓄電池組反復充放電，在實際應用中4年就需更換一次，比維護規范中規定的6年更換一次頻繁[3]。下面將以6年為周期比較投資情況。6年中需考慮兩個因素：一是太陽能站點每年維護費用較普通站點多2萬元；二是市電引入站點每年電費多3萬元。綜合以上因素，投資情況比較如表6所示。

根據表6，就8 000～24 000 Wp太陽能設備投資（主要是極板與控制器等）與市電引入投資進行對比，結論如圖2所示。

表6 太陽能供電站點投資組成

圖2 以6年為周期的投資比較

由圖2可以看出：對于8 000 Wp站點，當市電引入不超過17.6萬元時，建議采用市電站點；對于10 000 Wp站點，當市電引入不超過20.6萬元時，建議采用市電站點；對于16 000 Wp站點，當市電引入不超過34.4萬元時，建議采用市電站點。

3.3 以15年為周期投資

由蓄電池組更換周期考慮到太陽能極板更換周期，按維護規范，太陽能極板20年更換一次。實際工程中由于極板擴容、廠家更替以及板件丟失等因素，極板基本15年更換一次。太陽能極板更換投資較單獨變壓器更換投資大很多，且中繼站點內傳輸設備的擴容引起的配套投資增加差距也很大。在市電引入站點的傳輸設備擴容工程中，配套電源設備基本不擴容。而太陽能站點的傳輸設備擴容工程中，太陽能極板需重新核算與擴容，比較麻煩。綜合討論各種因素，以15年為周期進行投資對比，結果如圖3所示。

圖3 以15年為周期的投資比較

由圖3可以看出：對于8 000 Wp站點，當市電引入不超過40.3萬元時，建議采用市電站點；對于10 000 Wp站點，當市電引入不超過46.3萬元時，建議采用市電站點；對于16 000 Wp站點，當市電引入不超過73.9萬元時，建議采用市電站點。

3.4 小 結

可以看出，根據不同時間周期的投資比較，可以得出不同方案選擇的結論，但具體選擇哪種方案，可根據需求合理選擇。

4 問題說明

4.1 空調問題

太陽能供電站點沒有空調，主要原因是空調設備啟動電流大，太陽能設備承載能力有限，而市電站點由安裝空調引起的投資不大，因此可以安裝空調。

4.2 土建問題

根據討論，市電站點的選擇會多一些。但是，部分中繼站點由于地理因素等原因無法引入市電，因此必須選用太陽能供電方式。太陽能供電方式的站點在夏季非常炎熱，在沒有空調的情況下，機房溫度環境遠劣于機房的環境要求，因此需要考慮土建房屋在建設過程中的遮陽和保溫等。

4.3 綜合因素考慮

本文主要針對電源設備投資方面進行討論，但站點建設投資包括多個方面，因此需要綜合考慮方可得出全面的結論。

5 結 論

通信建設需考慮投資、方案實現難易程度以及后期維護等因素，還要從節能、社會形象以及牽引配套設備生產等方面進行考慮。本文從投資方面進行討論，以期為方案選擇提供參考。