任高翔，任爱仙
中节能（汾阳）光伏农业科技有限公司
山西焦化集团有限公司
摘 要：太阳能作为当今设备的重要可再生能源，可以为我们的生活与社会发展提供推进动力。因此，本文针对光伏智慧能源在移动通信能源基础设施建设的发展与挑战展开分析探讨。阐述了光伏通信电源技术发展与变革，分析了移动通信基础电源发展展望以及市场应用面临的挑战。
关键词:光伏智慧能源；移动通信；基础电源；市场应用
在当前阶段，太阳能光伏发电有着分散供电的优势，通信网络点的覆盖面积较为广阔，在偏远地区的无线通信网络具有良好的应用前景。目前，城市建筑物和公共设施已经广泛运用了通信光伏发电系统，进而提升城中传输中继站、无线基站等接入网点可再生能源的利用率，扩大太阳能光伏发电的市场前景，更好的迎接光伏智慧电源在建设移动通讯能源基础设施过程中面临的机遇和挑战。
一、光伏通信电源技术发展与变革
（一）光伏控制器
随着生活水平的不断提高，人们对于电力的依赖越来越高，在这样的情况下，需要技术设备及时更新优化[1]。目前，光伏充电控制器已经得到了大幅度的进步，基本上可以分为四种类型，分别为并联型、串联型、脉宽调制型以及最大功率跟踪性。并联型控制器是采用并联在太阳能两端的开关组件来控制充电过程，一般情况下，并联型控制器会被用在小型小功率的系统当中。串联控制器则是利用串联在充电回路中的机械或者开关组件来控制充电过程，以并联型控制器的主要区别在于两者的连接方式不同。脉宽调制型控制器是通过脉冲的形式将开关光伏组件进行输入，在充电的过程中能够达到理想的充电状态。这个类型的控制器的平均充电电流瞬息变化有效满足蓄电池的充电需求，不仅能够带来良好的充电效率，还能够延长蓄电池的使用寿命。最后为最大功率跟踪控制器。这项控制器主要是判断太阳能的输出功率是否达到了最大值。如果控制器没有处于最大功率，会适当调整脉宽，改变电池电流，并且进行实时采样，进行确保太阳电池始终保持在最大功率点，能够充分利用太阳电池方阵的输出能量。于此同时运用PWM调制方式，将充电电流转变为脉冲电流，能够有效降低蓄电池的极化，进而促进充电效率的提升。
（二）光伏逆变器
光伏逆变器主要分为三种，分别是组串式逆变器、微型逆变器以及直流后备一体化逆变器。组串式逆变器是当前市场较为流行的逆变器。这种逆变器使给予模块化概念，将每个光伏组串联成一个逆变器，令直流段拥有最大功率峰值跟踪，在交流端并联并网。这种逆变器不会受到串间模块造成的差异和遮影影响。微型逆变器一般情况下使光伏发电系统中功率不足1000W并且具组件级MPPT的逆变器。这种微型逆变器能够对每个组件进行你变，进行独立的MPPT控制，能够有效提升整体的运行效率。并且还能够有效规避集中式逆变器造成的直流高效、木桶效应、弱光效应差等负面情况。直流后备一体化逆变器可以借助太阳能、电池或者电网提供不间断的电源。逆变器会将光伏的直流电转变为交流电，将其并网发电，这个情况需要在市电正常的情况下进行。如果市电不稳的情况下，直流后备控制器则会将光伏直流电转变为稳定的直流电，然后为通信直流负载供电，并且为蓄电池组充电。能够有效保障通信基站的后备供电水平。
二、移动通信基础电源发展展望
（一）传统供电方式
在传统的供电方式当中，主要有市电专线供电、市电转供电以及柴油发电机供电[2]。在市电专线供电方面，这样的供电方式较为适合电网且能够与城市电网保持较高重要度的基站。在市电出现异常情况或者紧急停电的过程中，能够及时提供后备供电。如果长时间不能够恢复市电，需要选择移动油机进行供电。
这样的供电模式具有较高的稳定性，一次性投入的经济成本高，远距离供电会造成的一定的供电损耗。市电转供电的方式比较适合靠近农村、民用区域或者企业供电线路的基站。这种供电方式具有较高的稳定性，并且市电接入简单不繁琐，但是不能够有效保证电能整体质量。柴油发电机供电的稳定性一般，需要一定的成本费用，并且在使用过程中会对周边环境带来污染。而且电能质量不理想，故障率比较高。
（二）光伏一体化电源供电
1离网光伏供电系统
系统会将太阳能组件吸收到的太阳能转化为直流电能向负载供电，多余的电能则会存储在蓄电池当中。蓄电池当中的电能会在阴雨天或者夜晚等光照条件不佳的情况下为负载供电。太阳能控制器在此过程中承担着充放电的控制与管理，可以预防蓄电池电量过程情况，并且具有温度补偿和MPPT跟踪功能，有效加强了能源利用率。
2并网光伏供电系统
这种供电系统使将太阳能光伏发电系统与常规电网进行并联，使两者共同承担起供电任务。在阳光充足的情况下，逆变器会将光伏系统提供的直流电逆变为正弦交流电，使其为交流负载供电。剩余的电量则会输入到常规电网当中，或者直接将全部电能并入到电网当中。如果没有阳光的时候，则需要由常规电网为负载供电。
（三）光伏智慧电源管理系统在移动基站供电侧结构性创新方案
通过对当前通讯基站供电进行分析探讨，为通信基站的能源供给侧提出创新方案。需要将供电侧光伏、市电、储能和后备有机的结构进行全新的规划和调整，将以往单一的市场优先供电以及油机后备供电转变为光伏发电供电，储能则当做支持电源。整个系统需要有新型光伏一体化铁塔、储能蓄电池、光伏发电设备、削峰填谷性开关电源等设备共同组成。光伏智慧能源管理系统与以往的传统能提供基站相比，光伏智慧能源管理系统使用了光伏组件上塔建设，不仅能够节省空间同时控制成本。机房采用了FRO材料，能够与铁塔共同使用基础建设，减少占地空间。光伏并网发电可以实现自发自用，多余电量并入电网，能够享受国家和地方的财政补贴。开关电源继承削峰填谷，可以利用峰谷价差来有效降低基站电费[3]。并且运用梯次锂电池来替代铅酸电池，不仅具有良好的性能和较长的使用寿命，还能够保障绿色节能的目的。
三、市场应用面临的挑战
（一）标准化规模建设
如今，移动通信基站的建设形式和设备厂商类型比较多，不同厂商的设备难以互相匹配，所以进行统一的监控管理具有一定的难度。为了解决这种情况，应当尽快实现建设移动基站的规模化和模块化，减少后期运维工作量，促进日常的统一监控与管理。对于不同厂商的设备给予明确的要求，保证各个设备能够保持良好的匹配和衔接。这样不能保证移动基站的整体运行效率，还能够保证今后的管理水平，促进移动基站的良好发展。
（二）系统网络智能云平台管理
智能光伏云平台是对光伏电站智能化运行模式的探索，可以结合移动通信基站单体容积小、分布广泛以及维护成本高的特点，制定相应的智慧能源管理系统。系统中可以客观的考核运营绩效指标，使其成为电站资产金融化提供参考数据，为广大用户带来更加全面的运维管理解决方案。系统中会包含集中式监控中心、智能化运维体系以及大数据分析系统，能够有效分析各项数据，使光伏电站所有制能够得到最大化的投资回报。
结束语
我国是能源大国，同时也是能源供应短缺的国家。为了保证社会经济的不断发展，需要积极改善当前的能源结构，实现能源结构的多元化，有效解决节能降耗的问题。充分利用光伏智慧能源促进移动通信能源基础设施建设，勇敢面对建设过程中的挑战，寻求更好的发展机遇。
参考文献
[1]王凯.研究分布式光伏并网发电系统的发展应用[J].低碳世界,2021,11(05):217-218.
[2]邰为伟.论光伏能源项目成本管控要点[J].农家参谋,2020(04):228.
[3]耿娜.太阳能光伏发电现状与发展前景分析[J].现代经济信息,2018(17):368.