通信基站电源系统中的节能技术研究

摘要

随着通信技术演技及社会发展需要，通信基站数量呈逐年递涨趋势，尤其面临即将到来的5G建设，基站数量会呈爆发式增长。传统基站建设模式，不仅浪费了国家有限资源，也给社会带来了一定污染。节能通信的目的是实现通信业对环境的负面影响和资源消耗的最小化，强调在通信行业的各个方面整合环境意识和合理使用能源。 本文首先对通信基站电源系统中的节能技术进行了综述，并结合吐鲁番某基站状况，设计了基于新能源发电控制和梯级电池利用的削峰填谷控制策略，通过对蓄电池不同时段的充放电来节省市电的输入。对多种类梯级电池进行智能管理，利用锂电池进行主要的充放电控制可延长电池的使用寿命。此外，机房内的温度过高会对蓄电池造成伤害，需要空调来降低机房的温度，但这样会消耗很多的电能，从而引入了电池地埋和智能通风技术。具体工作有以下五个方面： （1）利用新能源发电技术，使其在市电断电、基站开关电源柜故障、线路损坏等情况下仍可正常使用。对于一些偏远的地区，市电无法供应，可以采用新能源技术对基站供电，实现基站持续工作的目的。在基站外部供电正常情况下可将光伏并网发电，较传统基站提高了适应性及稳定性。 （2）根据市电的使用情况，利用削峰填谷技术，在用电高峰期，使用蓄电池对基站进行供电，用电低谷时期使用市电，同时对蓄电池进行充电。通过空调等用电设备实现负载平移、蓄电池组储存夜间低价市电并在白天市电价格较高时放出的方式实现消峰填谷，有效的减少了基站用电费用。 （3）梯级电池利用方面，通过高精度检测电路，对电池组内每个电池单体进行监测，对其进行实时均衡；需要利用神经网络直接对电池的健康状况及故障情况进行估计；利用安时积分法对电池剩余容量进行估算；实现不同种类梯级电池利用。 （4）高温对蓄电池的寿命伤害比较大，全天空调降温将会消耗大量的电能，而且也会增加用电负担。采用电池地埋技术，延长电池的使用寿命；将室外智能通风引入室内，可有效利用天然冷源，缩短空调运行时间，从而节省空调功耗。 （5）将所研究的关键技术整合为一套完整的通信基站电源系统，并在实际基站中应用，通过检验确定本文所研究的关键技术在节能减排、电池优化上取得了很好的效果，为节能基站的建设打下了良好的基础。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 节能通信现状

1.2.2 通信基站节能技术现状

1.3 论文结构安排

2 通信基站节能技术的研究

2.1 新能源发电控制技术介绍

2.1.2 风光互补发电控制技术

2.1.3 光伏发电离并网控制系统

2.2 削峰填谷技术介绍

2.2.1 削峰填谷技术原理

2.2.2 削峰填谷技术控制策略

2.3 梯级电池利用技术的研究

2.3.1 梯级电池利用

2.3.2 多种类梯级电池利用

2.3.3 梯级电池数据组成

2.3.4 电池单体电压检测技术

2.3.5 电池主动均衡技术

2.3.6 电池的故障检测

2.3.7 电池的剩余容量评估

2.3.8 多种类梯级电池混用智能管理

2.3.9 梯级电池利用关键技术仿真

2.4 电池地埋技术的研究

2.5 智能通风技术的研究

2.6 本章小结

3 新疆吐鲁番通信基站节能项目设计方案

3.1 背景介绍

3.2 需求分析

3.3 方案设计

3.3.1 新能源发电控制系统

3.3.2 梯级电池利用

3.3.3 削峰填谷的实现

3.3.4 电池地埋技术

3.3.5 智能通风技术

3.4 本章小结

4 新疆吐鲁番项目实验数据分析

4.1 基于新能源发电和梯级电池利用的削峰填谷实验数据分析

4.1.1 测试结果

4.1.2 测试数据分析

4.2 梯级电池应用系统数据分析

4.2.1 测试结果

4.2.2 测试数据分析

4.3 电池地埋性能实验

4.3.1 测试结果

4.3.2 测试数据分析

4.4 智能通风的节能测试

4.4.1 测试结果

4.4.2 测试数据分析

4.5 节能效益分析

4.6 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 未来研究展望

参考文献

致谢