风力发电在通信行业的应用

风力发电在通信行业的应用

作者：唐智强

来源：《科学与信息化》2018年第01期

摘要通过光能和风能发电为通信基站供应电源，不仅能够为电网供电不方便的地区提供具有较高可靠性和低成本的电源，比如通讯中继站、边防哨所和交通信号站，还能够有效解决现代节能减排的问题。本文就对通信行业中使用风力发电进行了研究。

关键词风力发电；通信行业；风光互补

现代通信运营商的竞争较为激烈，投资运营成本和网络覆盖面积都在精细化管理中，这对于大面积的风力发电进入到通信行业中提供了机会。

1 风力发电现状

目前的风力发电机主要包括两种，分别为垂直轴和水平轴。从技术方面分析，水平轴的风力发电机的技术较为成熟，并且性能较为稳定，但是其可靠性没有垂直轴风力发电机的高，并且垂直轴风力发电机不会受到风力的影响。从使用方面分析，水平轴风力发电机安装和使用都较为方便，并且重量较轻。垂直轴风力发电机的安装较为复杂，并且成本较高。从经济方面分析，垂直轴风力发电机的价格较高，具有较差的经济性。

风力发电机中的配件主要包括5kW风力发电机、塔架及地基、光伏组件、组件支架及地基、汇线盒、蓄电池组及支架。系统中的一体化控制器主要通过风能控制单元、光油复用控制单元、太阳能控制单元、集中监控单元、配电单元和控制机柜。风力发电系统主要使用风能实现供电和蓄电池充电，在蓄电池无法满足用户需求的时候，客户能够根据项目的实际需求，添加油机和其他的后备电源。在蓄电池欠压的时候，系统将手动/自动切换到后备电源供电模式，有效保证了系统供电的可靠性。现代国内外部分公司对于风力发电机的应用市场开创了较多高效率的风力发电机，在全新能源产业不断推进的过程中，各种具有专业性和应用型的风力发电机会被不断开发，风力发电在各行各业中的使用局面会逐渐的创新[1]。

2 风光发电在通信行业中使用的可行性

2.1 自然条件

风力发电机不会受到了风力无关自然条件的限制，比如白天、黑夜、晴朗、阴雨、炎热和寒冷等。虽然风力发电机和风力地域分布具有密切得联系，但是风力发电机和太阳能电池在市电中具有一定的互补性，因为太阳能电池不能在阴雨天气或者大风天气中使用，并且在市电电网使用中最容易出现故障。

2.2 技术和现实条件

现代通信产品技术、风机技术和自动化技术在控制和传输方面的技术较为成熟，并且现代通信运营传输设备和资源存在较大的冗余，可以使用线程的传输通道，成本较少。并且部分三遥系统具有厂商提供，或者也可以使用现有的基站环境监控系统中的扩展功能，其中的交直流远程遥控开关及可编程智能控制系统在目前高频开关电源中能够实现针对性的创新。风力发电机在安装过程中能够根据功率在通信发射塔中安装，从而有效节约成本[2]。

3 风光互补在通信基站中的应用方案

通信基站中并没有交流用电设备，其主要包括西门子通信设备进行直流供电，所以风光互补电源系统不需要逆变系统。图1为风光互补在通信基站中的供电原理，通过图1可以看出来，其中的设备主要包括太阳能光电池阵列、风力发电机、蓄电池和充电控制器，其中充电控制器中存在单片机数据收集和存储系统，能够实现光电阵列和风力机发电数据、基站中用电数据的收集和处理。

风光互补电源系统在设计过程中和设备选择过程中优先使用维修整治，对于不能够维修的故障，根据基站的实际情况进行部分或者整体的替换。将风光互补在通信基站中使用，如果基站具有扩容需求但是空间狭小的时候，可以使用系统一体化的改造方式，将多套设备进行替换，从而让节约占地的空间。并且全面考虑到了系统的成熟性、安全性和可靠性，并且还要实现系统的可扩展性，要求风力发电机的具有较长的使用寿命，稳定的质量、良好的发电品质及较强的抗风能力，并且还要求其在遇到恶劣天气的时候能够实现自动偏航保护。根据通信基站的实际需求，其中电压范围为85V-230V，额定功率为5kW，工作范围为42V-58V，最大电流为120A，转换频率>90%，并且其中具有三个功率模块，蓄电池的浮充电压为54.0V，浮转电流为10A，浮充时间为10h，温度补偿为0，过压保护为59V，过压恢复为57V，其中的通信监控接口使用RS485接口，能够实现有线监控。组件支架的方位为朝东和朝西变化，在方位角发生变化过程中，发电量损失和经度没有关系，和纬度具有联系。纬度越高，表示损失越大。

因为大部分的通信基站都在偏远的地区设置，从而导致设备的维护较为不便，所以其中的蓄电池使用免维护的阀控式铅酸产品，其具有较大的放电功率，并且寿命较长，重量较轻，根据三天到四天的无光无风，还能够使其对通信设备供电的需求进行配置。系统中的充电控制器具有蓄电池开路、过放及输出短路、负载过电压保护，并且还具有雷击保护、冲顶啊控制器中还能够实现故障报警、测量输入输出电能和显示的功能。

4 结束语

将本文分析的风光互补系统通过整体的调试之后进行运行，系统运行正常，其能够保证通信基站设备中的用电需求，并且在通信基站电源系统中使用较为稳定，设备的投资较低，能够在风光资源较为丰富的地区中广泛使用。

参考文献

[1] 王晖，苗春生.浅议“互联网+”时代的特色气象服务——以南京信大气象科技有限公司实践为例[J].气象科技进展，2017，（1）：189-193.

[2] 陈万志，陶志勇，张全贵，等.基于LonWorks的无线通信在风力发电远程监控系统中的应用研究[J].工控网，2010，（7）：1-2.

作者简介

唐智强（1981-），男，江苏；毕业院校：连云港职业技术学院，专业：工业电气自动化，学历：本科，现就职单位：上海瑞翊信息科技有限公司，研究方向：风力发电在通信行业的应用。