一、電池和應急發電問題多，成為斷站第一因素
隨著互聯網快速發展，人們生活已經離不開網絡，需要無處不在的移動寬帶。基站穩定運行是通信網絡高可用的基礎，由于停電不可避免，基站需要有合理的后備動力保障方案。蓄電池+移動油機是最常用的后備動力保障方式，停電時由蓄電池支持基站工作，當蓄電池容量不足時，調派移動油機上站發電，保障基站運行不中斷。
由于居民對噪聲的普遍反對，以及站點所在建筑物出入管理原因，實際上城市站點很難上站應急發電；農村站點發電距離遠、高山站上站困難，應急發電保障度困難。通過對基站通信中斷原因分析，平均57%網絡中斷與基站配套相關，停電是引起網絡中斷的第一要因。
以某市某運營商3453個站點為例，高山站無法應急發電的有195個，業主原因經常無法上站發電的有2004個，無法用移動油機保障的站點占比高達64%。該運營商單月停電2771站次，由于停電原因發生斷站1923次，停電斷站率高達69%。停電斷站涉及1322站點，平均每站斷站時長高達2.1小時。應急發電次數802次，停電發電比例29%，其中包括40次應急發電不及時導致基站運行中斷。由此可見，停電后不能應急發電或應急發電不及時是造成通信網絡中斷的第一因素。
二、蓄電池+移動油機，后備動力保障成本很高
在基站容量一定的條件下，蓄電池容量取決于后備時長要求，后備時長必須大于應急發電上站時間，并留有足夠的余量。對于頻繁停電的基站，如果具備小型固定油機安裝條件，可安裝固定油機，不具備固定油機安裝條件的基站，適當增配電池，如郊縣、農村、山區備電時長可分別增至5、7、10小時。對于通信負載平均功率為2kW的站點，備電7小時需要配置一組500Ah蓄電池，電池成本很高。移動油機作為應急保障電源，停電時安排發電人員上站發電，即使應急發電人員尚未到達站點時市電已恢復，也需要支付應急發電費用。
應急發電成本包括上站人工費用、發電油費、移動油機攤銷成本。上站人工費用與當地勞動力成本相關，一般在300元/次左右；發電燃油成本與發電時長、耗油率相關，一般平均每次發電消耗50元左右燃油；移動油機攤銷成本包括油機折舊、油機維護成本分攤，平均每次發電分攤30元左右。農村站點是停電高發區域，平均月上站次數可能超過一次，按應急發電成本每次380元計，如果每月發電一次，每年單站應急發電成本4560元，發電成本很高。
減少停電斷站、提高通信網絡質量是通信動力系統建設與維護的第一要務。不論是增配蓄電池延長備電時長、提高應急上站發電次數、安裝固定油機等，都可以降低停電斷站率，提高通信網絡質量。由于蓄電池成本很高，增加1小時備電時長平均每站每年需要投入400元左右；每增加1次應急上站發電需增加380元左右；安裝固定油機一次性投入成本很高。不論是電信運營商還是鐵塔運營商，都需要有以較低成本提高保障質量的解決方案。
三、站點疊光，低成本提高供電質量、降低運維成本
站點疊光方案，指在站點電源基礎上疊加太陽能，安裝僅滿足通信負載功率需求的太陽能電池板，優先使用太陽能供電的方案。太陽能是可再生能源典型代表，疊加太陽能可降低站點電費。例如，對于平均直流負載功率為2kW的站點，假設日照時數為4小時（全國省會城市貴陽最低2.84小時、拉薩最高6.7小時，一半以上超過4小時），采用疊光方案可年省電2920度，需要安裝約2.5kWp的太陽能電池板。客戶采購太陽能電池板、太陽能模塊及其安裝服務成本為22000元，如果電價為1元/度，則疊光方案的投資回報周期為7.5年左右，決策投資相對困難。
疊光后，如果基站停電發生在有日照的時段，可以不需要應急發電。由于深夜通信業務較少、夜晚上站發電相對危險等因素，實際很少夜間發電。此外，由于移動油機普遍不防雨且室內發電危險，雨天一般也不發電。因此，應急發電多在沒有下雨的白天進行，該時間段太陽能可用概率很高，即使陰天太陽能發電量很少，也可延長電池備電時長。經過測算，采用疊光方案的站點，可以減少80%以上上站應急發電成本，并降低由于應急發電不及時帶來的斷站風險。
例如，某市某運營商共432個基站，2014年12月份發電77次，只有一次為夜間發電，發電次數TOP 10基站平均發電15.64小時，平均發電次數3.8次，最長一次發電時長僅5.42小時，發電時長相對平均。在相同應急保障條件下，對于應急發電TOP 10站點具備安裝太陽能電池板條件的，可采用疊光措施，假定減少應急發電次數比例為80%，單站一個月可以節省上站費用1155元。由于12月份并非停電高峰，評估單站一年可節省1.4萬元以上發電費用，遠比省電價值更大，投資回報周期僅1.3年左右。如果批量采用疊光方案，還可能獲得國家和地方政府財政補貼，如浙江省對于太陽能發電量每度補貼0.42元，可以進一步降低投資回報周期。由于應急發電成本以人工費用為主，人工費用呈長期上升趨勢，隨著應用時間的增加，疊光方案回報越來越高。
3~5年是合理的投資回報周期，按示例，疊光方案總投資2.2萬元，只要每年節省超過4400元，就值得投資。一個2kW站點年省電按2920元計，只需要能年節省1480元應急發電費用即可滿足5年投資回報要求。按每次發電成本380元計，對于年上站應急發電需求4次以上的站點，都值得投資疊光方案。如果太陽能發電可獲得補貼，如0.42元/度，每年補貼1226元，加之站點都或多或少存在應急發電需求，對所有具備安裝太陽能條件的站點普遍疊光，會具備非常好的投資回報。一個單運營商2G/4G站點或兩個運營商單制式共享站典型負載平均功率接近2kW，可配置一個3kW太陽能模塊和9×250Wp太陽能電池板，只需要凈占地面積13平米。當安裝面積不足時，可以欠配安裝，如只安裝1.5kW太陽能電池板，停電時不足的功率由電池補充,使原來只能備電3小時的站點（300Ah電池）在陽光較好時備電時長延長至12小時以上，同樣能大幅減少應急發電次數。
四、傳統疊光方案，電池管理風險需要謹慎控制
傳統疊光方案指在站點內增加一套獨立的太陽能系統，太陽能模塊輸出的直流電直接與存量開關電源直流輸出并聯，太陽能系統與開關電源互相獨立。由于需要優先使用太陽能，太陽能系統輸出的開路電壓應高于開關電源。對于傳統疊光方案來說，太陽能系統輸出電壓設置非常關鍵，不合適的設置會導致部分甚至全部太陽能被浪費。當開關電源或太陽能系統電壓測量電路出現偏差時，也可能發生同樣的結果。此外，開關電源均充時，由于電源輸出電壓更高，這段時間內太陽能無法被利用。
開關電源具備蓄電池管理功能，能限制最大充電電流以保護蓄電池使用壽命。當太陽能系統輸出電壓高于設置值時，過高的電壓使電池過充。由于疊加的太陽能功率大于負載功率是常態，在蓄電池需要充電時，多余的太陽能功率也會對電池進行充電，使電池充電電流大于開關電源設定的充電限流值，蓄電池實際充電電流與開關電源系統測量值不一致，不利于蓄電池充電管理。
開關電源都有溫度補償功能，電池溫度補償范圍為±2V，由于開關電源溫度補償功能無法與太陽能系統關聯，溫度降低時電源浮充電壓升高，導致太陽能浪費，而溫度升高時太陽能輸出電壓不變，使電池加速充電失水。如果取消開關電源溫度補償功能，太陽能可以得到充分應用，但會影響蓄電池使用壽命。
為了充分利用太陽能，保護電池壽命，對于傳統疊光方案需要準確配置太陽能電池板數量，謹慎設置太陽能系統和開關電源電壓，并取消電池溫度補償功能，在溫度變化不大的室內站點使用。
五、電源兼容太陽能，消除電池管理風險
隨著電力電子技術與數字信息技術融合發展，電源模塊控制芯片內含軟件和算法，使硬件功能可由軟件定義，稱為軟電源（SDP，Software Defined Power），可以很方便地實現不同功能模塊兼容。太陽能模塊與整流模塊兼容就是典型的軟電源特性，采用兼容太陽能的開關電源系統，就能在任何合適的站點在電源模塊位置插入太陽能模塊，不需要采購獨立的太陽能控制系統，除了太陽能電池板采購及安裝費用外，只需要從開關電源廠家購買一個太陽能模塊即可。
由于太陽能模塊與整流模塊兼容，通過同一個監控模塊控制，不論太陽能功率大小，也不論蓄電池需求電壓高或低，都會優先調度使用太陽能，使太陽能全部得到利用。太陽能模塊和整流模塊的輸出電壓統一控制，并與電池溫度補償同步，蓄電池充放電管理功能完全不受影響。山西鐵塔聯合華為試點MTS站點電源疊光，疊光工程量就是安裝太陽能電池板的工作量，系統不需要調試就成功投產。因此，部署站點時宜優選支持疊光功能的電源系統，引導全行業電源向多功能兼容方向發展。對于存量宜疊光站點，如果存量電源不是高效電源且無法直接替換高效模塊，優先采用多功能高效電源改造。
六、應急發電TOP N管理，實現低成本疊光
由于站點規劃建設時很難預測未來應急發電情況，對于投產后的站點可以采用基于短板改進的應急發電次數TOP N管理手段，通過站點網管系統對應急發電次數進行統計，選擇應急發電次數多、合適安裝太陽能電池板的站點進行疊光，可以實現精準配置，最小化疊光成本。如山西試點的疊光站點就是停電次數較多的站點，經測算，站點疊光年收益高達2.1萬元/年，非常可觀。
如果全面采用支持疊光的電源系統，定期對區域內基站應急發電次數TOP N站點進行疊光、疊油（不具備安裝太陽能條件，但可安裝固定油機的）、疊電（對于不能疊光、疊油的站點，可直接增配新電池或鋰電池）等手段優化，逐漸消滅需要頻繁應急發電的站點，大幅度減少應急發電上站次數，降低應急發電成本，并在節能的同時提高基站可靠性。到目前為止，疊光是以較低成本實現站點供電高保障的首選方案。
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