1、通信基站光伏分布式并网后备供电系统的探索杨军 陈喜军 张秋生 常州天合光能有限公司摘要：通信基站的光伏供电系统的通常采用单一并网或离网方式，如果将二者技术有机的结合起来，光伏系统在有市电正常时系统并网发电为交流负载供电，异常或停电时系统则进入离网直流后备供电状态为通信设备提供直流供电。充分利用光伏资源，将会把通信基站的光伏供电方式带入新的阶段。关键词：光伏分布式 直流后备供电 1 引言传统的光伏离网供电系统基本解决了偏远移动通信基站的供电问题。通过该供电系统可以基本保证在无市电接入的条件下通信基站不断电的运行。随着新能源光伏系统的发展，并网型的分布式光伏发电系统得到了广泛的应用。利用机房屋顶和
2、可利用土地，开发应用光伏分布式发电系统，从节约电费中享受电费收益，同时可以享受国家和地方度电补贴，市场前景和项目收益巨大。光伏发电系统的应用和推广是通信行业在调整能源供给结构，实现节能减排工作的一个重要工作。本技术应用当案是在有市电的情况下，并网逆变器工作，与市电并网发电；市电停电的情况下，切换到光伏控制器工作，输出直流电直接供给负载。有机的结合了光伏并、离网系统的特点，充分利用了光伏系统为基站设备提供供电保证。2 技术背景中国通信行业目前在网基站数量约为200万个，依托自建通信基站的屋顶和空地，立足于节能减排理念，约有30万个基站可建设基站分布式光伏发电系统。分布式光伏发电系统所产生的电力平
3、日基本被基站负载自行消纳，减少了市电的使用费用，采用后备式电源控制技术可在市电停电时为通信基站提供后备电源供电，延长基站后备供电时间，提高蓄电池保障能力，降低维护费用。3 技术方案3.1 设计思路光伏分布式并网后备供电系统：在有自主产权的有市电供电的基站，利用通信基站的屋顶和可利用占地，建设光伏分布式发电系统。有市电的时候并网发电，享受国家和地方光伏发电补贴收益的同时满足基站的供电需求；市电停电的时候，直接给基站负载提供直流供电，延长基站的后备时间。光伏组件的发电通过并网后备逆变器转换成交流电，直接与市电接入并网，通信基站的交流负荷如通信开关电源、空调、照明等优先使用光伏发电，不足部分由市电补
4、充。如果光伏发电基站设备不能全部消纳，多余发电则直接上网进入市电电网。市电停电或异常时，并网逆变器停止输出，光伏组件的发电通过控制器输出与开光电源直流母排相连，为通信设备提供直流供电或者为蓄电池充电。 系统设计原理图如下:电气主接线图如下:3.2 实际方案配置设计应用案例：通信基站负载有交流负荷有2台3p空调，通信直流开关电源直流负荷30A，这样总负荷约为 6kw。按照全部负荷的1.5倍容量配置光伏组件容量约为9kw。通过3台 3kw并网逆变器和一台150A光伏控制器，分别与机房380V 交流配电箱及开关电源直流 48v侧汇流母排连接。配置清单如下:序号 名称 型号 参数 单位 数量1 光伏组
5、件 多晶 330w 块 242 并网逆变器 3kw 单相 220VAC 台 33 交流并网箱 9kw 三进六出 台 14 光伏控制器 150A 48VVDC 台 1说设计明：24块组件分成3个方阵，每个方阵8块组件串联后同时接入一个并网逆变器和一个光伏控制器模块。每个并网逆变器对应一相市电。三个光伏控制器模块直流输出汇流在一起输出接入通信开关电源的一次下电直流母排上。主要设备参数：组件组件选用高效单晶组件，生产技术先进，有效抗PID效应，首年衰减为2.5% ，之后每年衰减0.7%，组件衰减程度高于同行业平均水平。1 最大输出功率 Wp 3302 功率偏差 +5W3 开路电压（Voc ） V 4
6、6.24 短路电流（Isc） A 9.275 最佳工作电压 V 37.86 最佳工作电流 A 8.737 组件全面积光电转换效率 % 17.08 开路电压温度系数 %/K -0.299 短路电流温度系数 %/K 0.0510 最大功率温度系数 %/K -0.3911 功率衰降(1) 第 1 年功率衰降 % 2.5(2) 前 5 年每年功率衰降 % 0.7(3) 前 10 年每年功率衰降 % 0.7(4) 25 年功率衰降 % 97% 。具有防反接保护、过流保护、反冲保护，拥有MPPT功能，最大限度利用光伏能源。输入侧最大电压 550V启动电压 150V最大功率追踪范围 125-550V额定电压
7、 350V最大电流 10A输出额定功率 3KW最大功率 3.3KW额定电流 14.3A额定电压 230V频率范围 50Hz 5Hz效率最高效率 97%光伏控制器选用专业光伏控制器，具有多种保护功能，控制器参数见下表：输入端参数最小值 额定值 最大值 说明工作电压范围 110Vdc 260Vdc/380Vdc 430Vdc 340Vdc工作效率最高输入电流 / / 18.5A 低压满载输出端参数指标 最小值 额定值 最大值 备注输出电压 43V 53.5V 58V 通过监控可调输出功率 0 2900W 265Vdc420Vdc 输入时保证 2900W 输出3.3 项目投资收益预测系统容量为330
8、W*24=7920W，总发电量=总容量*年有效小时数*系统效率（年有效小时数为：1460h ；系统效率取0.8），项目总投资10万元。年平均收益=总获得经济收益/25年累计节约电费=总发电量*用电电费* 光伏系统自发自用比例：累计获得电费收益=脱硫燃煤标杆电价*总发电量 *光伏系统电量上网比例累计得到国家补贴=总发电量*国家补贴0.42元总获得经济收益=累计节约电费+累计获得电费收益+累计得到国家补贴总发电量： 231264度光伏系统自发自用比例： 80 %光伏系统电量上网比例： 20 %脱硫燃煤标杆电价： 0.427元/度用电电费： 0.8 元 /度年平均收益 10595.6元累计节约电费：
9、 148008.96元累计获得电费收益： 19749.95元累计得到国家补贴： 97130.88元总获得经济收益： 264889.79元4 效果评估1）可以有效的利用自建基站屋顶和闲置地面面积，就近安装，无需额外占用宝贵的土地资源； 2）能有效的减少基站能耗，实现节能，对舒缓高峰电力需求也有帮助； 3）太阳能发的电力就近消纳，避免了传输过程的损耗； 4）停电时可有效减少蓄电池的放电量，减少放电次数，提高蓄电池的保障能力和使用寿命。）光伏组件阵列一般安装在屋顶和基站附件地面，直接吸收太阳能，还降低了墙面及屋顶的温升；）并网发电系统没有噪音，没有污染物排放，不消耗任何燃料，具有绿色环保的示范效应。
10、五、结束语目前国家大力支持光伏行业发展，出台多项扶持政策，特别是分布式光伏发电。国家发改委对分布式发电是鼓励并倡导的，对自发自用、余量上网分布式的建设规模不设限制，实行按照全电量补贴的政策，电价补贴标准为每千瓦时0.42元，通过可再生能源发展基金予以支付，由电网企业转付；其中，分布式光伏发电系统余电上网的电量，由电网企业按照当地燃煤机组标杆上网电价收购。光伏发电项目自投入运营起执行标杆上网电价或电价补贴标准，期限原则上为20年。伏分布式发电项目采用月结方式。通信基站在光伏分布式发电方面有着很大优势：1.利用基站稳定的负荷可就近消纳光伏所发电量，保证了电能的售出。2.利用机房建设所征土地以及屋顶的场地和相应基础可作为光伏建设场地，降低了土地使用成本。3.利用现有完善的运维队伍可对光伏设施进行维护，降低了运维成本。4.可以规模化建设，标准化设计，大大降低了工程成本。
