典型移動(dòng)基站蓄電池合理配置方案研究

李 鵬

（中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

1 基站蓄電池配置基本要求

在對(duì)蓄電池后備時(shí)間進(jìn)行確認(rèn)的條件下，需要依照蓄電池品牌樣本的數(shù)據(jù)，進(jìn)行恒功率放電數(shù)據(jù)時(shí)曲線的設(shè)計(jì)，確定蓄電池的型號(hào)和容量。如果電池容量較高，會(huì)增加投資成本，需要增加電源模塊容量。若需要確保充電電流，則需要投入大量的資金。如果電池容量較小，容易導(dǎo)致設(shè)備下電并通信中斷。依照實(shí)際負(fù)載電流，根據(jù)放電至終端電壓供應(yīng)10h來進(jìn)行計(jì)算，需要達(dá)到正常的供電效果。圖1為電池放電曲線圖。

圖1 電池放電曲線圖

2 移動(dòng)基站蓄電池的配置方案

2.1 基站蓄電池容量配置原理

通過檢查基站蓄電池發(fā)現(xiàn)，很多站點(diǎn)都有容量配置不合理的問題。根據(jù)農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、城市三大場(chǎng)景，基站后備電池使用時(shí)間通常為7 h、5 h、3 h。這三個(gè)時(shí)間是依照維護(hù)管理人員的現(xiàn)場(chǎng)管理發(fā)現(xiàn)基站停掉到趕到現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電的時(shí)間制定的。依照當(dāng)前運(yùn)營(yíng)維護(hù)的平均功耗，如果設(shè)備功率是200 W，無線設(shè)備每張網(wǎng)是1100 W，那么運(yùn)營(yíng)商需要的總功耗為1300 W，需要相應(yīng)的負(fù)載電流是27.08A。如果供應(yīng)商有兩張網(wǎng)的需求，則需要2400 W的功耗，需要負(fù)載電流達(dá)到50 A。三張網(wǎng)絡(luò)需求下，需要3 500 W功耗，需要消耗72.92A電流。如果有四張網(wǎng)絡(luò)需求，則需要4 600 W的功耗，負(fù)載電流會(huì)達(dá)到95.83 A[1]。

依照電池容量公式進(jìn)行計(jì)算：

具體的放電時(shí)間T與放電系數(shù)η對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 放電時(shí)間T與放電系數(shù)η對(duì)應(yīng)關(guān)系

2.2 不同場(chǎng)景下的電池配置方案

依照上述條件進(jìn)行推演和計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，在農(nóng)村進(jìn)行蓄電池配置時(shí)，需要控制放電小時(shí)數(shù)為7 h。在設(shè)計(jì)方案時(shí)，放電系數(shù)η需要取折中數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，即取值0.91，具體的配置情況如表2所示。以此類推，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)及城市環(huán)境下進(jìn)行蓄電池配置時(shí)，需要控制放電時(shí)間為5 h和3 h，具體的配置方案如表3、表4所示[2]。分析三種環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)配置的具體數(shù)據(jù)，得出相應(yīng)的配置方案。在進(jìn)行實(shí)際操作過程中，需要鐵塔公司進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)研工作，盡量確定運(yùn)營(yíng)商近期和遠(yuǎn)期的網(wǎng)絡(luò)需求，保證蓄電池一次性配置到位，避免以后進(jìn)行擴(kuò)容時(shí)出現(xiàn)資金浪費(fèi)的問題。

表2 農(nóng)村場(chǎng)景電池配置方案

表3 鄉(xiāng)鎮(zhèn)場(chǎng)景電池配置方案

表4 城區(qū)場(chǎng)景電池配置方案

3 蓄電池使用中的改善措施

對(duì)于基站停電頻繁或蓄電池?zé)o法充足電且異常放電的問題，可以通過以下方法進(jìn)行彌補(bǔ)，增加蓄電池充入電量。需要在機(jī)電基站組合開關(guān)電源中分析蓄電池的實(shí)際工作情況，調(diào)整蓄電池的充電限流值。在對(duì)蓄電池進(jìn)行充電的過程中，限流值通常設(shè)定為0.1C10A，可以將其進(jìn)行調(diào)整。如果有必要可以設(shè)置為0.15～0.2C10A，但不能比0.2C10A高，以縮短充電時(shí)間，使蓄電池充電前期充入大量的電。依照基站在實(shí)際工作中的停電時(shí)間和次數(shù)，如果停電時(shí)間較長(zhǎng)且停電次數(shù)較多時(shí)，可以對(duì)開關(guān)電源的恒均衡充電時(shí)間進(jìn)行判別、調(diào)整，進(jìn)一步延長(zhǎng)均衡充電的時(shí)間，通常可以比原有值延長(zhǎng)20%～30%的時(shí)間[3]。同時(shí)，可以分析開關(guān)電源均衡充電的時(shí)間周期適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，如將原有的三個(gè)月周期調(diào)整為一個(gè)月或兩個(gè)月。

可以對(duì)基站組合開關(guān)電源進(jìn)行分析，重新調(diào)整和設(shè)定電池欠壓保護(hù)，設(shè)置電壓值提高蓄電池欠壓保護(hù)電壓，防止蓄電池產(chǎn)生深度過放電問題。設(shè)置的具體方法如下：一次下開關(guān)電源設(shè)置電壓需要超過46 V，控制二次下電設(shè)置電壓超過44 V，可以設(shè)定在44.4 V左右，保證負(fù)載電流超過1/3I10A。

對(duì)基站的室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行改善，使用一些智能通風(fēng)系統(tǒng)，將基站由于空調(diào)問題或市電停電而導(dǎo)致溫度過高的問題進(jìn)行解決，避免影響相關(guān)通信設(shè)備和蓄電池。加裝智能通風(fēng)設(shè)備，不僅可以控制基站成本運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，還節(jié)省了大量能源，提高了基站通信系統(tǒng)的可靠性，對(duì)系統(tǒng)的故障率進(jìn)行控制，避免了蓄電池由于溫度較高而出現(xiàn)電池失控的問題，延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命。

若監(jiān)控中心接到警報(bào)基站停電，需要對(duì)基站的運(yùn)行情況進(jìn)行密切管理和控制。如果出現(xiàn)中斷超過時(shí)限的問題，需及時(shí)通知相關(guān)維護(hù)人員，攜帶相應(yīng)的設(shè)備到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理，保證蓄電池放電終止后可以即時(shí)充上電，有助于延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。

前期的工程勘探設(shè)計(jì)過程中，需要選擇供電線路，保證供電質(zhì)量。另外，需注意了解該地區(qū)的供電情況，合理選擇蓄電池容量，不要以一刀切的方式配置蓄電池容量。

加強(qiáng)基站巡查工作情況，尤其需要在停電頻繁的季節(jié)，進(jìn)一步巡查基站蓄電池，及時(shí)處理一些需要更換的蓄電池。另外，相關(guān)維護(hù)人員要加強(qiáng)技能學(xué)習(xí)，加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合，熟練掌握如何延緩電池性能下降的方法，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理一些問題。

4 結(jié) 論

配置后備電池是非常專業(yè)的技術(shù)。原三大運(yùn)營(yíng)商對(duì)其基站自行進(jìn)行維護(hù)，由于各家的情況不同，往往會(huì)出現(xiàn)很多問題。當(dāng)前，由鐵塔公司統(tǒng)一對(duì)其進(jìn)行管理和維護(hù)，在維護(hù)過程中要注意維護(hù)的規(guī)范性，防止出現(xiàn)一些不合理的設(shè)備和設(shè)計(jì)。