徐州移动高铁覆盖站点供电方案分析

徐州移动高铁覆盖站点供电方案分析

赵运刚

中国移动通信集团江苏有限公司徐州分公司赵运刚

摘要：本文简要介绍了徐州移动采用的高铁覆盖站点的就近供电方式，这种供电方式同用远程供电方式一样，都可以达到有效解决RRU引入市电困难问题的效果。本文还将这种供电方式并和逆变交流远程供电、高压直流远程供电在系统效率、造价等方面进行了对比分析，可以作为客观条件相似地区选择分布式基站远程供电方式的参考。

关键词：高铁覆盖；RRU供电方式1、引言高铁覆盖站点采用的是分布式基站RRU，其供电方式相较于传统基站有很大区别。同时，随着分布式基站的大量建设，如何保证RRU的供电成为通信运营商迫切需要解决的问题。

高铁覆盖站点通常面临着市电引入困难的情况，根据移动集团的《GSM分布式基站建设指导意见》，这种情况通常用市电逆变交流远程供电和高压直流远程供电这两种供电方式解决。徐州移动根据自身的实际情况，提出了就近从宏站引入市电供电加小型室外一体化开关电源（后简称徐州方式）。

2、三种供电方式技术原理简介2.1徐州方式根据实际情况，徐州移动采用的是就近从附近的宏站站点引入220V/50HZ交流电（引自宏站内的总交流配电箱），然后通过综合杆路，和光缆共杆，将电力传输到RRU侧。并在RRU侧安装小型室外一体化电源，从而为RRU提供稳定的工作电源。供电方式系统图如下：

图2.2逆变交流远供方式系统图也可在远端加装整流设备为48V远端设备供电。

2.3高压直流远供系统原理局端（BBU侧）的-48V基础电源通过DC/DC变换器变换到280～380V高压直流输出，经专用电缆或复合光缆传输到远端设备（RRU）；远端设备的电源直接采用高压直流电或者将高压直流电变换到所需的各种工作电压（48V），从而完成远程供电。高压直流远供系统一般可以分为局端、传输线路和远端：传输线路方面，局端与远端之间使用复合光缆或者专用电力电缆连接。可采用如下两种方式：a）单端远供方式：无远端设备，直接为远端基站设备供电。

图2.3-2双端高压直流远供方式系统图该方式适合远端通信设备只能接入常规-48V直流的情况。

当远端通信设备为220V交流的情况下，DC-DC变换器可选换为逆变器。

由于RRU设备还没有针对高压直流供电的电源技术标准，因此并非所有的RRU厂商均支持远端通信设备（RRU）直接接入高压直流电，因此通常采用双端远供方式。

3、三种方式对比分析由于徐州移动高铁覆盖站点距离最近的宏站距离不超过1000米，因此徐州移动提出了适用于自身特点的远程供电方式。按照《GSM分布式基站建设指导意见》，此方式属于就近供电，但是徐州方式的市电是来自附近的宏站的。以下通过分析指出为何徐州移动采用这种供电方式为高铁覆盖站点供电。

3.1系统效率对于可直接使用高压直流电的RRU，在不考虑线路损耗的情况下，高压直流远程供电的电源系统效率稍高（约90％）。

但是对于多数厂家的RRU设备，由于通常只兼容220V交流电和48V直流电而不兼容高压直流电，高压直流远程供电电源系统需要配置2台DC/DC变换器，将局端48V转换为高压直流后再转为48V，系统效率较低（约80％，不考虑线路损耗的情况下）。

而根据方式供电系统图不难看出，而徐州方式的系统效率是最高的，这种系统的供电方式的效率也就是一体化开关电源的效率，可达到95％。

3.2造价多数站点配置2个RRU，按照每个RRU功耗300W考虑。

根据计算可以得出三种供电方式的造价对比（计算过程略）。

电源电缆材料费和电源设备费对比如下表、以远程供电距离为1000米的情况为例，线路的施工费用由于基本相同不再进行对比。

下表中的电源电缆材料按铜线考虑，只为便于对比对比造价。在实际工程安装中，考虑到防盗等因素，可以采用高一个等级的铝线代替。

表3.2两种供电方式电源线缆材料及设备费用对比表

若支持高压直流，则高压直流远程供电方式略有价格优势。

由于RRU通常不支持高压直流，因此需配置2台DC/DC的情况下，两种拉远供电方式造价相差不大，而徐州方式是造价是最低的。

三种供电方式，由于都可以采用电力电缆和光缆采用“共挂”方式，节省了杆路的材料、施工及占地费用，每1000米可节约费用约8000元。

3.3技术成熟度高压直流供电暂时无工信部颁布的相关技术标准，规模较大的几个电源厂家暂未量产相关产品。相较之下，一体化开关电源和逆变交流远程供电技术可参考现有的技术标准，且产品较为成熟。

3.4供电距离由于高压直流远程供电的电压较高，且RRU侧设备允许工作电压范围更宽（高压直流远端单元工作电压通常为DC215～410V，而RRU若采用220V交流设备，最大允许压降通常为20％，即AC176～264V），因此线缆截面相同情况下，高压直流远程供电可以提供更远的传输距离，通常相较于徐州方式和逆变直流拉远方式可以传输距离超过一倍以上。

但是对于徐州移动高铁覆盖站点的现状，所有的站点均无需拉远超过1000米。因此供电距离这个因素对于徐州移动选择供电方式影响较小。

3.5室外电源设备安装条件由于逆变拉远在远端不需要安装换流设备，不需要远端站点具备室外电源设备的安装条件；如果远端设备支持高压直流，则高压直流拉远方式的困难度也最低；如果远端设备不支持高压直流，高压直流拉远需要安装DC-DC变换器，远端站点需要具备安装室外电源设备的条件（如需要配置设备平台等），某些情况下可能难以安装；徐州方式也同样需要具备安装室外电源设备的条件。

对于徐州移动的高铁覆盖站点，可以满足远端安装一体化电源的条件。

3.6其它对比由于高压直流存在远端单元，应配置防雷箱、徐州方式安装有一体化开关电源，应配置防雷模块，逆变拉远则不需要。

这三种方式在输电线路方面的防雷要求是一样的，线路线缆要求均要求选用带有金属屏蔽层或铠装的阻燃护套线缆，屏蔽层或铠装层两端均需可靠接地。

由于高压直流远程供电为较新的技术，维护人员还有需要熟悉的过程，维护压力相对较大。且电源系统元器件成本相对较高。

3.7各种供电方式的优势及徐州移动的选择三者相较之下，高压直流远程供电的优势主要体现在，在设备功耗较小情况下且多个站点间距较近的情况下，高压直流远程供电方式可以实现多个站点级联（不需要像逆变交流远程供电那样需要调相设备），可以节省线材及设备投资，对于类似高铁这种平均1公里左右安装2个RRU或其它类似情况，高压直流较有优势。但对于部分站点需配置4个RRU，且功耗通常可以达到约1200W，不得不在一对一的方式下供电，高压直流远程供电优势并不明显。

而由于系统效率及造价的原因，徐州方式更优于逆变方式，因此徐州移动采用了就近从附近的宏站站点引入交流电＋室外一体化电源的就近供电方式。

4、电缆和光缆杆路共挂的要求由于光缆与电力线路同杆架设，给线路的施工、运行维护带来不便。因此必须采用相应的防护技术措施，以保证线路施工及运行的安全。

（1）为便于线路的安全架设与维护，光线路与10KV以下线路间净距应不小于2.5M。光缆线路应挂于电力线下方，光缆的吊线应用绝缘管保护。

（2）为防止电击吊线产生危害影响，要求吊线每隔500m左右作一次有效的接地，接地电阻不大于10欧。每隔1000m左右吊线做一次绝缘。

（3）从防雷的角度考虑，电力电缆可以采用铠装护套（重量较重，不建议采用）或者自带金属屏蔽层的绝缘电缆，护套或屏蔽层每隔250米接地一次，并在出宏站和入远端站点前根据规范做好地埋接地保护，并安装避雷器加以保护。

（4）施工安装应选在电力线停电时进行，操作人员应是熟练工，按照安全规程操作，以确保安全及安装质量。

5、结束语本文简要介绍了徐州方式、高压直流远程供电和逆变交流远程供电这三种供电方式，并对三者在系统效率、造价、技术成熟度等方面的进行了对比分析。虽然这三种供电方式都是引入市电困难的情况下的一种可选的方案，但每种供电方式都有自身的优缺点，徐州移动选择了自己的独特模式，是针对自身高铁覆盖站点的实际情况提出的，对于其它有类似情况的地区也可以作为一种有益的借鉴。

参考文献：[1]中国移动通信有限公司《GSM分布式基站建设指导意见》2009.12.[2]中国移动通信有限公司《高压直流远程供电技术规范》2010.6.