李永杰,陸繼釗,侯煥鵬,許東蛟
(國網河南省電力公司信息通信分公司,河南 鄭州 450052)
0 引 言
微網技術的快速發展,深刻影響著各行各業,特別是給通信領域帶來了巨大的變革。通信基站作為信息傳播的重要支撐,其電源供應的可靠性對于維持通信系統的連續性發揮著關鍵影響[1]。傳統電源供應方式在日益復雜和要求嚴格的通信環境下,面臨著一系列挑戰,如電力波動、供電中斷等。微網技術以其分布式能源資源、智能控制和高度可靠性等特點,為解決這些挑戰提供了新方法[2]。文章旨在深入分析微網技術在通信基站電源供應中的應用,并評估其可靠性。通過結合實際案例,探討微網技術如何提高通信基站電源供應的可用性和健壯性。
1 關于微網技術的認識
微網技術是一種先進的能源系統,它以分布式能源資源和智能控制為核心,旨在實現電力系統的分散化和自主化。這一技術的核心思想是將小范圍的能源生產、存儲和管理納入一個獨立的系統,可以獨立運行,也可以與主電力網絡連接,以滿足不同場景下的電力需求[3]。微網技術的應用領域廣泛,不僅可以應用于電力供應,還可以應用于能源管理、智能電網以及可再生能源的集成。通過微網技術,能夠更好地應對電力波動,提高供電可靠性,并支持可再生能源的高效利用[4]。這一技術的發展對于推動能源轉型,提高能源效率以及減少環境影響都具有重要意義。微網技術系統結構如圖1 所示。

圖1 微網結構
2 通信基站應用微網技術的意義
2.1 提高基站運行的可靠性
在通信基站電源供應中應用微網技術,可以增強基站運行的可靠性。傳統的電力供應方式常常依賴于單一電源,一旦出現電力中斷等故障,通信基站就面臨長時間的服務中斷,給通信網絡造成不可估量的影響[5]。而通過引入微網技術,可以拓寬基站能源來源,包括太陽能、風能、蓄電池等,在電力中斷時提供備用電源,保障通信系統的連續運行。微網技術的智能控制系統可以快速檢測電力中斷等故障,并切換至備用電源,減少了電力故障對基站的影響。微網技術的應用,不僅改善通信基站的電力供應可靠性,而且降低維護成本,確保了通信服務的穩定性,保障通信行業的發展[6]。
2.2 提高節能減排效果
在通信基站電源供應中應用微網技術,有助于提高節能減排效果,這一效果主要表現在以下2 個方面。一方面,微網技術中的智能能源管理系統可以有效優化能源使用,動態監測電力需求,根據需求量和供應情況智能調整能源分配,避免能源浪費。另一方面,可再生能源集成是微網技術的一個重要特點。通信基站可以利用太陽能、風能等可再生能源作為主要或輔助能源來源,減少對傳統化石燃料的依賴,降低了碳足跡,推動了可再生能源的使用。這種可再生能源的集成,有助于基站能源的多樣化,增強了電力供應的穩定性[7]。
2.3 提高基站運行的靈活性
在通信基站電源供應中應用微網技術,可以提高基站運行的靈活性,具體表現在以下幾個方面。
首先,在微網技術支撐下,通信基站會連接或脫離主電網。這意味著在需要獨立供電的情況下,通信基站可以自主運行,不受主電網的限制。這在偏遠地區或應急通信場景中,發揮著關鍵作用,它消除了對主電網的依賴,保障了通信系統運行的連續性。當主電網供電穩定時,基站也可以接入主電網,以確保電力供應的可靠性和經濟性。
其次,微網技術的智能控制系統,可以根據電力需求的變化進行實時調整[8]。如果通信基站的電力需求增加,微網技術可以自動調整能源分配,以滿足增加的電力需求。這種靈活性可以應對不同時間段和負載情況下的電力需求,提高了基站的運行效率。
最后,微網技術的可擴展性,使得基站能夠靈活地增加或減少能源資源。如果需要增加電力容量,可以輕松地增加太陽能板、風力發電機或蓄電池的數量,以適應不斷增長的通信需求。如果電力需求減少,可以減少能源的使用[9]。
3 通信基站應用微網技術可靠性的驗證
3.1 實驗步驟
為了評估微網技術對通信基站電源供應可靠性的提升效果,采取以下實驗步驟。
第一,建立實驗基站。在實驗室或模擬場地內,建立一個通信基站模型,包括能源資源(太陽能和蓄電池)、微網控制系統、通信設備。確保模型能夠模擬基站的實際電力供應情況。
第二,模擬電力中斷。設計一種方式來模擬電力中斷,可以通過切斷主電源或模擬電力波動來實現,這將是測試微網技術應對電力中斷的關鍵部分。
第三,監測與記錄。在實驗期間,實時監測各種參數,包括電力輸出、電池狀態、能源利用率以及通信設備狀態等。使用傳感器和監測設備記錄數據。
第四,微網技術的應用。啟動微網技術的控制系統,讓其接管電力供應。觀察并記錄微網系統如何響應電力中斷,包括切換到備用能源、能源調整和通信設備維持運行。
第五,電力恢復。模擬電力供應恢復,觀察微網系統如何處理電力恢復,并切換回主電源。
第六,數據分析。收集的數據將用于分析微網技術在電力中斷和恢復時的性能,評估其可靠性、響應速度和能源利用效率。
第七,重復實驗。重復實驗多次,以確保結果的可重復性和一致性。
3.2 預期結果
通過實驗,可以評估微網技術在通信基站電源供應中的可靠性表現,包括其在電力中斷和恢復時的響應能力、能源利用效率以及通信設備的穩定性,從而驗證微網技術在增強通信基站電源供應可靠性方面的有效性。
3.3 實驗數據與結果
在微網技術可靠性驗證實驗中,文章進行了多次測試,以評估微網技術在通信基站電源供應中的可靠性。電力中斷期間的響應時間比較如表1 所示,能源利用效率比較如表2 所示。

表1 電力中斷期間的響應時間比較

表2 能源利用效率比較
從表1 中可以看出,在電力中斷發生時,微網技術顯著減少了響應時間,平均響應時間比傳統電力供應縮短了50%。由此表明,微網技術可以更快地切換到備用能源,減少了通信基站的停機時間,顯著增強了微網技術的可靠性。
表2 顯示,微網技術在電力供應期間實現了更高的能源利用效率。微網技術的平均能源利用效率比傳統電力供應高出15%。由此表明,微網技術不僅可以增強通信基站的可靠性,還能降低能源成本,減少環境影響,符合可持續發展的目標。
4 微網技術應用的建議
鑒于微網技術在提高通信基站可靠性方面的顯著優勢,建議通信運營商積極考慮在基站網絡中廣泛采用微網技術,有助于降低電力中斷造成的服務中斷風險,提高通信系統的可用性。為確保微網技術的可靠性,建議建立定期維護與監控機制。首先,運營商應定期檢查太陽能和蓄電池系統的狀態,確保其正常運行。其次,建立遠程監控系統,以便實時監測電力供應情況并遠程管理。再次,為基站維護人員提供培訓,使他們能夠有效地操作和維護微網技術。建議建立技術支持渠道,以便在出現問題時能夠迅速獲得專業支持,確保微網系統的穩定性。最后,要繼續推進可持續能源整合,如太陽能和風能等,不僅有助于降低運營成本,而且能夠減輕對傳統能源的依賴,降低環境影響,實現可持續發展目標。
5 結 論
微網技術在通信基站電源供應中具有顯著的可靠性。它不僅能夠提高響應速度、提高能源利用效率,還具備強大的應急供電能力,支持遠程監控與管理,使得微網技術成為提高通信基站可靠性的有效工具,有助于確保通信系統運行的連續性,降低運營風險,符合可持續發展和高效能源管理的目標。