移動(dòng)通信基站負(fù)荷分析及供電系統(tǒng)優(yōu)化論文

　　1現(xiàn)網(wǎng)中各類(lèi)移動(dòng)通信基站負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及分析

　　現(xiàn)網(wǎng)移動(dòng)通信基站通常由基站設(shè)備、傳輸設(shè)備、電源設(shè)備、空調(diào)、照明、環(huán)境監(jiān)控等組成。其中，電源設(shè)備由交流供電系統(tǒng)和直流供電系統(tǒng)組成，交流供電系統(tǒng)由市電油機(jī)轉(zhuǎn)換箱（即雙電源轉(zhuǎn)換箱）、過(guò)電源保護(hù)裝置、交流配電箱及備用移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)組成。直流供電系統(tǒng)由組合開(kāi)關(guān)電源（含交流配電單元、整流單元、直流配電單元）和蓄電池組成。直流電源通信設(shè)備由直流供電系統(tǒng)提供，交流電源通信設(shè)備由逆變器或UPS供電。本文通過(guò)對(duì)2014年上半年南方某省會(huì)城市現(xiàn)網(wǎng)各類(lèi)型不同配置的基站通信設(shè)備實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，針對(duì)通信設(shè)備實(shí)際負(fù)荷數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)網(wǎng)移動(dòng)通信基站負(fù)荷分布規(guī)律。以南方某省會(huì)省市基站實(shí)際數(shù)據(jù)作為本次采集元素集合，實(shí)際通信負(fù)載電流大于或等于50A的基站個(gè)數(shù)占比為1.5％，實(shí)際通信負(fù)載電流大于或等于75A的基站個(gè)數(shù)占比為0.2％。其中，四網(wǎng)共站城區(qū)的宏基站現(xiàn)有通信負(fù)荷為50～75A，單網(wǎng)、雙網(wǎng)共站、三網(wǎng)共站城區(qū)的宏基站現(xiàn)有通信負(fù)荷為10～50A，交通干線(xiàn)、縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、學(xué)校的宏基站現(xiàn)有通信負(fù)荷為20～45A，室外一體化基站現(xiàn)有通信負(fù)荷為10～30A。

　　2現(xiàn)網(wǎng)基站電源配置及優(yōu)化分析

　　2.1宏基站

　　2.1.1城區(qū)單網(wǎng)、雙網(wǎng)共站、三網(wǎng)共站通過(guò)以上現(xiàn)網(wǎng)宏基站負(fù)荷分析，城區(qū)單網(wǎng)、雙網(wǎng)共站、三網(wǎng)共站；以及交通干線(xiàn)、縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、學(xué)校范圍內(nèi)的`宏基站，其無(wú)線(xiàn)設(shè)備和傳輸設(shè)備最大負(fù)荷電流通常不超過(guò)80A/53.5V（含遠(yuǎn)期預(yù)留負(fù)荷30A），其中，無(wú)線(xiàn)設(shè)備負(fù)荷電流不超過(guò)75A，傳輸設(shè)備負(fù)荷電流約5A。目前，為確保市電停電后基站設(shè)備與傳輸設(shè)備的合理運(yùn)行，基站高頻開(kāi)關(guān)電源均設(shè)置了2級(jí)電壓切斷裝置。當(dāng)蓄電池放電電壓達(dá)到第一級(jí)保護(hù)電壓時(shí)，切斷基站設(shè)備負(fù)荷，蓄電池組只為傳輸設(shè)備供電；當(dāng)蓄電池放電電壓達(dá)到第二級(jí)保護(hù)電壓時(shí)，再切斷傳輸設(shè)備的供電，以避免電池過(guò)放電。大多數(shù)基站外市電類(lèi)型屬于三類(lèi)市電，根據(jù)《通信電源設(shè)備安裝工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（YD/T5040-2005）要求，蓄電池組對(duì)基站無(wú)線(xiàn)設(shè)備放電時(shí)間取3h，對(duì)基站傳輸設(shè)備放電時(shí)間為20h。2.1.2城區(qū)四網(wǎng)共站四網(wǎng)共站的城區(qū)范圍內(nèi)宏基站，其無(wú)線(xiàn)設(shè)備和傳輸設(shè)備最大負(fù)荷電流通常不超過(guò)105A/53.5V（含遠(yuǎn)期預(yù)留負(fù)荷30A），其中，無(wú)線(xiàn)設(shè)備負(fù)荷電流不超過(guò)100A，傳輸設(shè)備負(fù)荷電流約5A。該類(lèi)型宏基站配置2組400Ah蓄電池組并聯(lián)使用，可滿(mǎn)足后備總放電小時(shí)數(shù)要求。

　　2.2室外一體化基站

　　現(xiàn)網(wǎng)室外一體化基站的通信設(shè)備最大負(fù)荷電流通常不超過(guò)30A/53.5V。該類(lèi)型基站中，有些僅帶RRU，不帶BBU，沒(méi)有傳輸設(shè)備。對(duì)于不帶傳輸設(shè)備的室外一體化基站電源柜，其配置的蓄電池組僅需為無(wú)線(xiàn)設(shè)備提供3h的后備供電時(shí)間。因此，建議此種站型配置1組200Ah蓄電池即可滿(mǎn)足要求。同時(shí)，室外一體化開(kāi)關(guān)電源架內(nèi)整流模塊按N+1冗余方式確定，配置90A容量即可。對(duì)于帶有傳輸設(shè)備的室外一體化基站，其配置的蓄電池組對(duì)無(wú)線(xiàn)設(shè)備放電時(shí)間取3h，對(duì)傳輸設(shè)備放電時(shí)間取20h。因此，建議配置該類(lèi)型基站配置2組150Ah蓄電池組并聯(lián)。同時(shí)，室外一體化開(kāi)關(guān)電源架內(nèi)整流模塊按N+1冗余方式確定，配置容量90或120A。

　　2.3分布式基站

　　對(duì)于分布式基站，RRU通常就近引交流市電供電，當(dāng)市電停電時(shí)，RRU供電將中斷，會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)中斷，建議可為較重要的分布式基站RRU配置小容量壁掛式開(kāi)關(guān)電源或UPS，且配置38Ah的蓄電池，可滿(mǎn)足市電停電后約0.5h的后備時(shí)間。

　　3電源供電系統(tǒng)其他優(yōu)化措施

　　3.1開(kāi)關(guān)電源一、二次下電電壓設(shè)置

　　現(xiàn)網(wǎng)基站直流負(fù)荷分級(jí)切斷，通常通過(guò)采集蓄電池輸出電壓的方式實(shí)現(xiàn)。蓄電池放電2～4h，系統(tǒng)電壓降低，采集輸出電壓，當(dāng)電壓下降至某設(shè)定值時(shí)，切除無(wú)線(xiàn)設(shè)備負(fù)荷；蓄電池繼續(xù)為傳輸設(shè)備負(fù)荷放電，待蓄電池放電至終止電壓，切斷蓄電池輸出。但是，相關(guān)規(guī)范中并未明確一次下電電壓設(shè)置值，目前，不同廠(chǎng)家的一次下電電壓設(shè)置值不同，對(duì)無(wú)線(xiàn)設(shè)備放電時(shí)間會(huì)造成影響。需根據(jù)蓄電池放電特性曲線(xiàn)和基站直流負(fù)荷電流大小，確定一次下電電壓最佳設(shè)定值。某廠(chǎng)家蓄電池恒流放電特性曲線(xiàn)如圖1所示�；�站實(shí)際一次下電電壓值設(shè)定范圍為44~47V。通過(guò)分析蓄電池放電特性曲線(xiàn)，若基站直流負(fù)荷電流較小，在保證相同后備時(shí)間前提下，可將一次下電電壓值設(shè)置較高，隨著負(fù)荷電流增大，需降低一次下電電壓設(shè)定值。一次下電電壓設(shè)定值越低，則無(wú)線(xiàn)設(shè)備后備保證時(shí)間越長(zhǎng)，傳輸設(shè)備后備保證時(shí)間會(huì)減小�！锻ㄐ烹娫丛O(shè)備安裝工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（YD/T5040-2005）規(guī)定二次下電電壓值為43.2V，而基站實(shí)際二次下電電壓設(shè)定值偏高，如44V等，蓄電池未放電至終止電壓，即切斷蓄電池輸出，會(huì)導(dǎo)致傳輸設(shè)備后備時(shí)間減少。

　　3.2增加開(kāi)關(guān)電源直流輸出分路個(gè)數(shù)

　　由于各類(lèi)型基站中無(wú)線(xiàn)設(shè)備要求占用的開(kāi)關(guān)電源一次下電直流輸出分路個(gè)數(shù)較多，而中國(guó)聯(lián)通目前集采中標(biāo)的某些開(kāi)關(guān)電源廠(chǎng)家，標(biāo)配產(chǎn)品中配置的直流輸出分路個(gè)數(shù)不足，特別是一次下電分路個(gè)數(shù)偏少，需增加直流配電箱，以擴(kuò)容直流輸出分路個(gè)數(shù)。建議今后集采開(kāi)關(guān)電壓設(shè)備招標(biāo)時(shí)增加對(duì)直流輸出分路個(gè)數(shù)的要求。

　　3.3其他優(yōu)化措施

　　通過(guò)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)基站情況分析，發(fā)現(xiàn)有些開(kāi)關(guān)電源未設(shè)置直流過(guò)壓告警值、直流欠壓告警值。該告警級(jí)別屬于開(kāi)關(guān)電源緊急告警，需設(shè)定該告警值。個(gè)別基站蓄電池配置容量偏大，但開(kāi)關(guān)電源容量配置偏小，這種情況多集中在老站上，需根據(jù)實(shí)際負(fù)荷情況，采取更換較大容量開(kāi)關(guān)電源，或減小蓄電池組容量等改造措施統(tǒng)籌優(yōu)化配置。

　　4結(jié)束語(yǔ)

　　移動(dòng)通信基站經(jīng)過(guò)近10多年的發(fā)展，早期的一些老站配置的開(kāi)關(guān)電源和蓄電池在更新改造時(shí)，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際負(fù)荷重新核實(shí)電源系統(tǒng)配置，不宜簡(jiǎn)單地按原有系統(tǒng)容量替換。本文通過(guò)對(duì)南方某省會(huì)城市移動(dòng)通信基站實(shí)際采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，總結(jié)了節(jié)能減排新形勢(shì)下現(xiàn)網(wǎng)基站負(fù)荷特點(diǎn)，針對(duì)現(xiàn)網(wǎng)常見(jiàn)類(lèi)型基站中存在的電源配置問(wèn)題，提出了系統(tǒng)優(yōu)化措施，從而在節(jié)約基站電源配套投資的同時(shí)，提高了基站通信電源系統(tǒng)的供電性能。

　　作者:馬娜 阮勇 李卓 、

　　單位:中訊郵電咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)院有限公司 上海聯(lián)藍(lán)通信工程有限公司