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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150A48VVDC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：
=1\*GB2⑴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Wp3302功率偏差+5W3开路电压（Voc）V46.24短路电流（Isc）A9.275最佳工作电压V37.86最佳工作电流A8.737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%/K0.0510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%<20%1工作温度范围℃-40~+852最大系统电压V10003最大抗风能力Pa24004最大荷载能力Pa54001组件尺寸长1956mm2宽992mm3厚40mm8重量kg27.6Kg
=2\*GB2⑵并网逆变器
并网逆变器使用国产高性能逆变器，拥有较高的转换效率>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%
=3\*GB2⑶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