5G基站风光储能系统研究

5G基站风光储能互补系统研究1背景需求XX国网供电局新投运500kV输电线路，计划开展无人机巡检，联合XX移动在高压电力塔上架设5G天线及基站，为无人机巡检提供5G信号覆盖。2问题分析本次输电线路中涉及到的几座电力铁搭位于野外高山上，无法直接接入市电，没有现成的基站资源可以利用来满足5G网络覆盖，我们需要重新规划站点进行5G网络建设。通过现场环境勘测，电力铁塔周围无居民区，并且周围空旷，无遮挡，塔下有200平米左右较为平整的空地，山顶风资源较为丰富，可以利用风光发电系统来实现电量供给。3解决方案3.1设备用电负荷分析5G基站主要由BBU和AAU组成，其基站供电系统如下图所示。AAU（RRU与天线一体化设备）主要作用是将基带数字信号转换成模拟信号，然后调制成高频射频信号，再通过功放单元放大功率，通过天线发射出去。BBU包含控制单元、传输单元和基带处理单元等，主要负责信号滤波、OFDM、调制解调、频域处理（符号映射/解映射和MIMO均衡等）、CPRI、DPD（数字预失真处理）等功能。5G基站供电系统架构5G单站功耗是4G单站的2.5~3.5倍，AAU功耗增加是5G功耗增加的主要原因。根据项目需求与设备资料得出，本次采用的2扇区5G基站峰值功率约4.8kW=1.4kW(每扇区AAU)×2扇区+2kW(BBU功耗)，每天平均工作时间为3小时，系统平均每天用电量为14.4kWh。3.2风电系统方案本次采用两台3kW永磁直驱风力发电机，其主要参数如下表所示。根据地市以往气象资料，每年平均风速大于6米/秒的时间在4000小时以上，折合风机平均利用小时数约1330h，因此本次采用的6kW风电机组年平均发电量为7980kWh。永磁直驱风力发电机参数额定功率3KW叶片材质增强玻璃钢风轮直径4m工作电压DC48V-DC480V叶片数量3发电机类型三相交流永磁启动风速3m/s调速方式电磁+偏航工作风速3.0-25m/s停机方式电磁+手动安全风速40m/s主体重量150kg启动力矩3n/m拉索杆重量255kg/8m额定风速10m/s独立杆重量880kg/9m最大功率4.5KW控制器型号240V100A额定转速300转/分蓄电池规格12V100AH*203.3光伏系统方案本次采用20块单晶PERC315Wp双面双玻光伏组件，相关参数如下表所示：单晶PERC光伏组件315Wp相关参数表（典型值）组件规格（Wp）315Wp组件尺寸（mm）1650*991*6组件数量（块）组件串数（串）20块×1串实际容量（k）6.3选用1台10kW光储一体化变流器，同储能系统耦合并网，配备最大功率跟踪和能量自适应管理功能。根据项目所在位置、周边遮挡情况及光伏组件年衰减情况，计算了光伏系统发电量，如下表所示。光伏发电量计算表（估计值）组件装机容量（kWp）最佳倾角（°）平均年利用小时数（h）年平均发电量（kWh）PERC组件6.3201084.268303.4储能系统方案本工程配套建设储能系统，用于储存风电和光伏未被实时消纳的发电量，实现离网型微电网的能量缓存和平衡，并提供系统备用容量。离网型微电网中储能系统的容量理论计算公式：P=Pc×t×F/(η*D)式中：Pc为离网微电网系统平均日用电量，kWh；t为系统备用天数，本系统取t=3；F为储能电池放电效率的修正系数，通常取1.05；η为考虑各种损耗的系统整体效率，一般取0.9；D为电池最大放电深度，一般取0.9。则P=14.4×3×1.05/(0.9×0.9)=56kWh，本项目锂电池建议配置为10kW/56kWh。采用交流微电网，以AC380V作为汇流母线，风电、光储、负荷装置均接入0.4kV配电柜，实现能量耦合和平衡。3.5监控系统方案统一监视微网系统运行的综合信息，包括微网系统频率、电压，并实时统计微网总发电出力、储能剩余容量、总有功负荷、总无功负荷，并监视微网内部各断路器开关状态、各支路有无功功率、各设备的报警等实时信息，完成整个微电网的实时监控和统计，及时做到故障报警处理与节能控制。3.6系统总体架构56kWh磷酸铁锂电池56kWh磷酸铁锂电池10kW光储一体化变流器6.3kWp光伏系统6kW永磁直驱风电机组5G基站设备负荷综合监控系统AC380V母线以太网监控中心5G系统架构4前后对比无5总结本方案因地制宜，充分发掘利用当地分布式光伏和风力资源，结合储能系统，提供10