２００８通信电源学术研讨会论文集光电互补混合供电系统中国电信股份有限公司新疆分公司电源维护技术支援中心赵宏斌摘要：通过对基站市电供电系统和太阳能供电系统的整合，形成光电互补混合供电系统，并提出了光电互补混合供电的几种运行方式。关键词：设计方案原理运行方式安全节约１设计前提新疆长途传输据维护无人值守光缆中继站基本上都是上世纪９０年代初建造的，多位于人烟稀少，无市电可以利用的荒郊戈壁，只能采用纯太阳能供电系统。随着使用时间的延长，太阳能电池逐渐老化，光电转换效率降低，蓄电池性能变坏，容量下降，无法达到设计要求的供电标准，为保证供电安全，维护人员需要频繁上站为蓄电池充电，耗费了大量的人力、物力。随着我国经济的不断发展，电力电网也有了巨大的发展，使得不少基站有了采用市电供给的条件。为改善无人值守光缆中继站的供电条件，提高供电系统的安全性，我们逐步把具备条件的无人值守光缆中继站引入了市电。无人值守光缆中继站引入的市电一般属于农村电网，有的市电电压波动大、停电频繁、停电时间长，停电时间无规律，无法单独为基站提供安全可靠的电能供给；有的基站的市电略好，基本上可以单独为基站提供电能供给，但是，如果单独使用市电，那么不仅太阳能系统的设备无疑将被废弃浪费，而且纯净，无污染，环保的太阳能也不能被利用。为充分利用太阳能设备和资源，降低成本，同时又能利用市电提高基站供电系统的安全可靠性，必须对市电供电系统和太阳能供电系统进行整合，使之互相配合，协调一致。２设计原则２．１提高电源系统的安全性、可靠性。２．２原电源系统即保持独立，又互相配合。２．３系统组成简单可靠，操作方便。２．４降低运营维护成本。３设计方案３．１系统组成８３供电系统３．２工作原理太阳能供电系统和市电供电系统的输出都并联接在直流汇接排上，蓄电池组、负载也并联接在直流汇接排上。太阳能供电系统和市电供电系统共同为蓄电池组和负载提供电能。至于哪个系统输出电流，取决于其输出电压相对于另一个系统的压差。两个系统的输出电压相等，则都输出电流，且电流均分，太阳能供电系统的输出电压高于市电供电系统的输出电压，则太阳能供电系统头输出电流，反之亦然。由于太阳能电池具有防反冲二极管、太阳能控制器具有防反灌电路、高频开关电源整流模块具有反向逆止二极管，使得太阳能供电系统和市电供电系统的输出电压即使不相等也不会形成环流，损坏设备。３．３工作方式３．３．１太阳能一市电一蓄电池组工作方式将太阳能控制器的均充电压设置在５５．２Ｖ－５６．４Ｖ，浮充电压设置在５３．６Ｖ－５４．６Ｖ，高频开关电源设置的浮充电压值略低于太阳能控制器浮充电压，如５２Ｖ。①日照良好的情况下，由于太阳能供电系统的输出电压高于市电供电系统的输出电压，此时完全由太阳能系统为负载供电，并为蓄电池充电。②日照不充足或无日照，蓄电池组电压会很快降至高频开关电源设置的浮充电压值。若此时市电正常，就转到市电供电系统，由市电供电系统为负载供电，并为蓄电池充电。③日照不充足或无日照，同时又无市电的情况下，蓄电池组放电为负载提供电能。３．３．２太阳能一蓄电池组一市电工作方式将太阳能控制器的均充电压设置在５５．２Ｖ－５６．４Ｖ，浮充电压设置在５３．６Ｖ～５４．６ＶＩ高频开关电源设置的浮充电压值远低于太阳能控制器浮充电压，３２【１４７Ｖ。①日照良好的情况下，由于太阳能供电系统的输出电压高于市电供电系统的输出电压，此时完全由太阳能系统为负载供电，并为蓄电池充电，②日照不充足或无日照的情况下，蓄电池组放电为负载提供电能。③蓄电池组电压降到高频开关电源设置的浮充电压值，如此时市电正常，就转到市电供电系统，由市电供电系统为负载供电。３．３．３市电一太阳能一蓄电池组工作方式将高频开关电源设置的均充电压设置在５５．２Ｖ－５６．４Ｖ，浮充电压设置在５３．６Ｖ一５４．６Ｖ。太阳能控制器的浮充电压值略低于太阳能控制器浮充电压，盘１１５２Ｖ。２００８通信电源学术研讨会论文集①市电正常的情况下，由于市电供电系统的输出电压高于太阳能供电系统的输出电压，此时完全由市电供电系统为负载供电，并为蓄电池充电。②市电不正常或中断，蓄电池组电压会很快降至太阳能控制器设置的浮充电压值。若此时日照良好。就转到太阳能供电系统，由太阳能供电系统为负载供电，并为蓄电池组充电。⑦日照不充足或无日照，同时又无市电的情况下，蓄电池组放电为负载提供电能。３．３．４市电一蓄电池组一太阳能工作方式将高频开关电源设置的均充电压设置在５５．２Ｖ－５６．４Ｖ，浮充电压设置在５３．６Ｖ～５４．６Ｖｌ太阳能控制器的浮充电压值远低于太阳能控制器浮充电压，如４７Ｖ。①市电正常的情况下，由于市电供电系统的输出电压高于太阳能供电系统的输出电压，此时完全由市电供电系统为负载供电，并为蓄电池充电。②市电不正常或中断，蓄电池组放电为负载提供电能。③蓄电池组电压降到太阳能控制器设置的浮充电压值，若此时日照良好，就转到太阳能供电系统，由太阳能供电系统为负载供电。综上所述，工作方式的选择、供电的安全性，关键是开关电源输出电压、太阳能供电系统输出电压的设置要合适。要对日照的情况、市电的情况、蓄电池组的性能，负载的大小进行综合考虑后，再选择合适的参数值。・上述几种工作方式各有优劣，（１）、（２）方式可以充分利用太阳能资源，节省能源，（１）、（３）方式供电安全性高。选自工作方式时，应对基站的情况进行综合考虑，在保证供电安全的情况下，充分利用太阳能资源，降低维护成本。４实际应用最近几年，新疆长途传输局逐步把７６个无人值守光缆中继站＠３３个改造为光电互补混合供电系统。从使用情况看效果不错，不仅把维护人员从耗时、耗力的充电工作中解脱出来，使他们有更多的精力去做更重要的工作，而且还节约大量的费用。５应用展望农村模块局、接入网点使用的农村电网的交流电电压波动过大、频繁停电、停电时间长、停电时间无规律，造成蓄电池累积欠充，使用寿命大幅缩短。同时为保证通信畅通，维护人员必须经常上站充电，不仅大大增加了维护人员的工作量，而且造成了诸如：人工、车辆、燃料、更换电池等维护费用的大量增加。、如果农村模块局、接入网点安装太阳能供电系统，与市电共同组成光电互补供电系统，不仅可以彻底改善农话点供电状况，延长蓄电池的使用寿命，还可以在以后的维护工作中节省大量的人力物力，降低经营成本，提高企业的竞争力。６总结光电互补混合供电系统的技术不复杂，便宜推广，而且环保、节省能源。虽然把已有市电供电系统或Ｌ太阳能供电系统的基站改造成为光电互补混合供电系统的需要投入一部分资金投资，但是从长远来看，可以节省大量的设备运行维护费用，值得大力推广。８５
