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湖南移动“绿色” 能源的创新应用
http://www.cww.net.cn   2009年10月12日 13:57    通信世界周刊    
作 者:中国移动湖南公司 刘学红

    风力发电节能型供电系统是一种高效的新能源系统。它是一种最大限度的利用风能所转化的电能来保证基站供电的供电系统,并且采用以风电为主,其他供电方式为辅的供电模式。

    中国现代风力发电技术的开发利用起源于20世纪70年代初。经过不断的发展,取得了长足的进步和很大的提高,特别是在小风机方面走在世界的前列。但是,目前中国的风机生产厂生产的风力发电机,仍无法达到在低风速条件下高效率发电的要求,在使用这些风机时必须根据当地风况进行供电的综合控制。

    湖南移动与湖南华软科技有限公司合作经过近三年的研究与实践,开发出了一整套适用于风能贫乏地区各类型基站利用风能发电节能的技术——风力发电节能型供电系统,并在不同类型基站进行了应用,取得了良好的效果。

    湖南地区风力情况

    湖南是属于风能资源相对贫乏地区,年平均风速小于2m/s,平均风能密度小于50w/m2。

    在年平均风速低于2.5m/s的地区,风能利用依照现有的风力发电系统在业界是认为无价值的。目前普遍采用的风力发电机的启动风速均大于3m/s,实际上在风速大于6m/s时才能有功率输出。

    湖南全省平均情况如上所言,但在局部地区仍有较好的风能资源,据湖南省气象局相关资料,在沅江漉湖、益阳大通湖、城步南山、龙山八面山、岳阳三江口、怀化雪峰山、通道黄沙岗、新化大熊山、江华砣江等地点的风况,已经达到了工业化利用的良好程度。部分地区已开工建设大型风力发电场。在其周边的广大区域分布着相当数量的移动基站和直放站,此类站点均可使用风力发电节能型供电系统,以达到绿色节能减排的目的。

    风力发电凸显节能

    湖南移动使用的风力发电节能型供电系统,采用了技术处于国内领先地位的智能控制设备,使用专为移动通信开发的微风启动风力发电机,在启动风速2m/s(一般为3m/s)、额定风速8m/s(一般为10m/s)时,保证风机启动即能发电。与普通风机相比,更能充分利用低风速下的风能,提高风能利用率,保障电力的提供。

    总的来说,自主开发的智能控制设备采用以风电为主,其他供电方式为辅的供电模式,根据能源供给情况在不同的发电设备间自动切换,保证基站各种设备的持续供电;同时保证最大限度利用风能,以达到节能的目的。

    自动控制系统是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。我们自主开发的智能控制设备,既不是基于模型也不是基于规则的,而是一种基于信息的控制方法。实践中,我们充分利用了MFA控制理论,克服了输入电流和电压的变化,输出电流始终持续保持自动控制状态;在整个运行过程中,最大限度的利用风能,减少一切不必要的损耗,使得能源利用最大化;在系统运行过程中,无需过程模型或过程辨识,使得调试和维护相当容易。

    风力发电节能型供电系统的智能控制设备具备有丰富的控制接口,在简单设置后即可对机房空调及通风系统进行控制,在保障机房设备正常运行的前提下,最大限度降低机房能耗。

    风力发电的创新应用

    在创新的应用中以风力发电为主,用市电作为补充,用柴油发电机作为最后保障,由智能控制设备进行控制,只要风力发电达到供电要求,就立刻切换到风力发电供电。

    当风力发电能满足基站设备能源需求时,基站完全由风能供电,且富余电能自动存储到蓄电池中。当风力发电不能满足基站设备能源需求时,切换到辅助电源供电,此时风力发电的电能依然提供给基站设备,从而降低辅助电源的供电量。

    1.风力发电节能型供电系统应用特点

    ◇降低运行维护成本,减少因停电带来的通信保障风险;

    ◇能够减少或消除基站断电现象;

    ◇能够有效降低总拥有成本;

    ◇能够有效控制建设成本;

    ◇能在较短的时间内完成建设;

    ◇风力发电节能型供电系统是全自动化运行的系统,在其正常运行期间无需人为干预;

    ◇独特的控制技术,能提高风能利用率,保障电力的提供,技术处于国内领先地位;

    ◇带有RS485接口,可接入到机房动环系统,实现遥测、遥控。

    2.经济和社会效益评估

    湖南移动在不同类型基站上使用了风力发电节能型供电系统,自2007年7月至今,一直运行正常。退服次数仅为同类基站的1/4弱。尤其是在2008年全省冰灾及2009年地区性高山冰灾期间,风力发电节能系统经受住严峻的考验,基本保证了基站的供电,在周边类似基站多数退服的情况下,使用风力发电节能型供电系统的基站均未退服,保证了基站的正常运行。

    据我们统计,在已建成风力发电节能型供电系统的大型基站平均每季度节约运营费用约4500元,减少二氧化碳排放3700kg(0.95Kg/kwh)。

    基站在使用风力发电节能型供电系统后,减少了电源维护工作量,降低了维护人工成本及电费支出,减少人工发电成本及油料支出。同时减少了因各种电源故障原因引起的退服次数和时间,增加了公司话费收益。

编 辑:高娟
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