随着我国通信行业的快速发展，基站已经遍及城市、乡镇、农村的各个角落。
便携式储能设备代替现有小容量发电机为通信基站供电，有效的解决传统发电机设备由于自身重量大，携带和运输困难，发电成本高，存在排放污染，噪声污染等问题。
方便及时地为基站负载提供持续供电，对通信企业建设绿色网络，节约企业运营成本，增强企业竞争力和生存能力有着重要的意义。
通信基站供电现状
通信基站由通信设备、基站电源、蓄电池组和机房空调几部分组成。基站设备采用直流-48V工作电源，由基站电源及蓄电池组提供。基站电源及机房空调采用380V交流工作电源，正常时由市电提供交流供电；市电停电时，由发电机提供交流供电。
供电技术存在的问题
通信基站供电技术在市电停电后，使用发电机、风能、电能等方式发电，可满足基站通信设备正常运行，但均存在不足。
1.传统供电技术
(1)发电机设备自身重量较大，主用功率3.4kW设备重量约200kg，携带及运输困难；
(2)发电机设备使用柴油作为主要能源，发电效率较低，成本是市电的两倍，并且产生污染；
(3)发电机噪声较大，即使采用降噪措施，噪音一般也在75～80分贝，不符合城镇环境要求，噪声污染严重，存在严重的扰民问题。
2.风光互补供电技术
(1)风光互补供电系统适用于风光能自然资源充足的站点，但受地理位置及气候影响因素较大，适用范围小，不能满足大部分基站供电使用。
(2)风光能源续航能力相对较差，当风力较小或光照不足时，只能使用传统市电、发电机供电技术进行基站供电。
3.便携式储能设备的设计思路
1.设备组成
便携式储能设备用于代替柴油发电机为通信基站发电，是一种节能、环保的发电替代产品，如图所示。该装置主要包括储能设备、控制管理装置、电池充电保护控制装置、快速接口等。
便携式储能设备结构
储能设备：内部装有多块储能单元，储能单元具备在线式更换功能，具备较好的续航能力，可为基站通信负载持续供电。储能单元安装于便携式设备机架内部，便于运输携带。
储能单元使用铁锂电池储能，铁锂电池使用磷酸铁锂作为正极材料，单体电池具备工作电压高、自放电小、充放电循环次数多、良好的高温特性。其寿命长、体积小、重量轻、无污染等优点，满足作为通信用后备电源的使用要求，能够较好地解决传统铅酸电池使用中存在的主要问题，因此使用铁锂电池可以有效地减小储能设备的体积，降低设备重量，增加设备的便携性。
磷酸铁锂电池和铅酸电池比较
控制管理器：用于监测储能设备系统状态，控制储能系统的接入、输出及更换，主要包括充电保护电路，并联输出稳流电路以及控制管理单元。
基站电源电池充电保护控制器：用于基站铅酸蓄电池充电保护，防止蓄电池并联时，由于电池组间电压差过大所造成的充电损坏。
直流快速接口：用于储能设备与通信基站电源系统快速并联接入，缩短系统接入时间。
2.设备特征
便携式储能设备特点分析如下
(1)携带方便性储能单元采用-48V/50Ah铁锂蓄电池组替代传统铅酸蓄电池，铁锂电池能量体积比为传统铅酸电池的2.2～2.3倍，能量重量比为传统铅酸电池的2.6～3.2倍，储能单元尺寸仅为（L×H×D）442mm×145mm×300mm，重量31.8kg。同时箱体采用拉杆箱或背带式设计，增加设备的可移动性，便于维护人员携带及运输。
(2)供电持续性便携式储能设备可以满足基站供电持续性，以某省基站为例，全省约3万座基站，其中80%的基站设备功率小于2.0kW，采用-48V/200Ah便携储能设备可提供5h以上设备供电。
同时，储能设备内部装有多块可拆卸的储能单元，并有控制电路保证多个储能电源供电一致性。在当前一组储能单元放电完成后，可拆卸替换新的储能单元，能够实现在线更换，提高设备续航能力。
(3)耐高温性基站机房环境温度受铅酸蓄电池工作温度限制，需在28℃才能保持蓄电池充放电活性，因此，发电机供电时要求启用基站空调设备进行制冷，增加供电成本。
由于铁锂电池良好的耐高温特性，在0～40℃范围内，铁锂电池可以正常工作，降低空调运行费用，达到节能减排的目的。
(4)低噪声便携式储能设备采用蓄电池进行放电，与传统发电机相比，无噪声污染，不存在扰民问题，适用于城镇居民区。
(5)无污染排放改进现有发电机污染物排放的问题，无废气，绿色环保。
4.供电系统接入方案
便携式储能设备在通信基站市电断电后，由设备维护人员携带，代替柴油发电机发电。在市电断电后，如图所示，维护人员将便携式储能设备通过直流快速接口接入基站电源系统，并将控制管理器与基站电源电池充电保护控制器连接，实现基站电源与储能设备间并联控制。
便携式设备基站电源接入示意
储能设备接入：基站用便携式储能设备接入基站电源系统后，控制管理器通过基站电源电池充电保护控制器对基站蓄电池进行充电保护（允许放电，不允许充电），并由储能单元为基站负载进行供电。
储能单元更换控制：当储能单元电压小于设定值时，向工作人员发送储能单元更换警示信息，由维护人员对电能过低模块进行在线更换，由控制管理器实现新旧模块间并联放电控制。
退出管理：市电恢复后，由基站开关电源恢复对基站设备进行供电，同时恢复基站蓄电池充电管理。储能设备自动关闭，恢复基站市电供电机制。
5.储能设备应用分析
采用便携式储能设备代替发电机供电，具有明显优势，主要性能比较如图。
便携式储能设备与柴油发电机比较
采用便携式储能设备代替柴油发电机可以有效节约运营成本。采用发电机供电，发电成本约2.4元/kWh，采用储能设备供电成本约1.2元/kWh，约为发电成本的一半。
以某省基站为例，全省共约3万座基站，若每座基站每月发电时长8kWh，则每年可节约发电运营成本3万座×8kWh×12个月×（2.4-1.2）元/kWh=345.6万元，若同时考虑发电时基站空调耗电，则节约成本更加明显。
本文参考资料：便携式储能设备在通信基站的应用分析
储能产业交流群
2021年全球电化学储能装机规模21.1 GW。其中，锂离子电池93.9%；铅蓄电池2.2%；钠基电池2.0%；液流电池1.2%；超级电容器0.2%；其它0.5%。到2025年，预计电化学储能增量将达到12GW/年，累计装机约40GW。在储能产业链中，各种电化学储能技术、新材料、先进制造设备、储能配套设施等都迎来了爆发式增长的机会。为促进储能产业行业交流，艾邦特建有“储能产业交流群”，欢迎业内人员加入。
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原文始发于微信公众号（艾邦储能与充电）：便携式储能设备代替现有小容量发电机，为通信基站供电！
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