《移动通信基站太阳能供电系统的可行性研究》.docx
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《移动通信基站太阳能供电系统的可行性研究》
《移动通信基站太阳能供电系统的可行性研究》
北京邮电大学
硕士学位论文
姓名：
郎琪
申请学位级别：
硕士
专业：
项目管理
指导教师：
舒华英
202x-05-01北京邮电大学工程硕_上专业学位论文
摘要
随着国家的不断进步，移动通信行业业务范围也在不断发展，加强
海域附近和偏远地区的通信覆盖对当地通信环境的改善无疑是非常重要
的，然而这些地方市电供应状况较差，甚至没有市电供应，如何保障这
些基站的供电是一个很大的挑战。
太阳能光伏供电系统的能源几乎全部
来自太阳能这种无污染的绿色能源，采用独立型（又叫离网型）光伏发
电系统作为基站电源，除设备一次性投资费用及维护费用外，不需额外
追加开支费用，既解决了供电问题，也符合国家大力倡导的节能减排政
策。
本文以移动通信基站太阳能光伏供电电源系统作为研究对象，对独
立型太阳能光伏供电系统进行了分析，讨论了移动通信基站电源的要求、
容量设计原则及方法，并对移动通信基站应用太阳能光伏供电系统的可
行性进行了分析。
文章首先介绍了可行性研究的相关理论及可行性研究的主要内容和
方法，为详细分析移动通信基站太阳能供电系统提供了理论指导。
然后
从需求、技术、经济和风险四个方面，详细论证了该系统的可行性。
关键词：
太阳能光伏发电移动通信基站可行性研究
北京邮电大学工程硕士专业学位论文
thefeasibilityofthesolarpoⅥ吧rstati
弟一章绪论
1.1论文的背景、目的与意义
1.1.1论文的背景
随着科学技术的不断发展，近年来我国的经济呈现快速增长的现象，在众多建设领域取得了巨大的成就。
不幸的是，在取得辉煌成就的同时，我国的资源和环境却受到了不同程度的浪费和污染，经济增长与环境保护以及节约能源之间的矛盾日趋激化。
这种局面与我国不合理的经济结构以及粗线条的经济发展方式密不可分。
只有加快调整经济结构的步伐、转变增长方式的思路，才能有效解决我国日趋紧张的资源问题，并带动下一个阶段的经济发展。
从电能消耗情况来看，我国电力的利用效率非常低，单位gdp耗电量是发达国家的3～5倍，如果采用先进的节约型管理方式，节电降耗、提高能效，那么我国在节能方面将有巨大的
挖掘潜力。
做出了巨大的贡献。
目前，我国移动通信网络的建设规模与用户数量高居世界首通信行业作为国家支柱产业，在近20年的高速发展中为经济和社会的发展位。
随着网络规模不断扩大，用户不断增加，能耗也与日俱增。
在盈利增长变缓，
市场竞争更加激烈的背景下，降低能耗、节约开支、控制成本无疑是提升企业利
润、提高企业竞争力的有效途径。
移动通信基站数量众多，占移动通信企业能耗比例大，是节能的重点关注对
象。
目前，移动通信企业已经陆续开展了节能减排的多项工作，分别从主设备节
能、供电设备节能、空调设备节能入手，采用各种节能措施（例如基于时隙的
pa关断、变频空调、新风热交换技术等）并建立了相应规模的试点，通过理论
和实际相结合的尝试，总结了一套适应于移动通信无线网络的节能方法和建设规
范。
究和实验阶段，如何有效地利用太阳能代替电能，不单是技术上的创新、成本上
的控制，更能大大的减轻对环境的污染，对能源的消耗，不仅对企业有利，对社
会有利，更是对人类的可持续性发展做出了巨大的贡献。
第1页移动通信基站使用太阳能发电解决市电引入的技术手段和应用场景仍在研北京邮电大学工程硕士专业学位论文
总之，无论从国家宏观经济发展、国家政策方面，还是从移动通信行业的可持续发展，以及从移动运营商战略发展角度考虑，开展移动通信基站应用太阳能发电技术的研究具有很重要的意义。
1.1.2论文的目的与意义
本文通过对移动通信基站太阳能供电系统的内外因素深入分析，对其投资的可行性进行了深入的探讨，为移动通信基站太阳能供电系统的实施提供参考。
本文的完成将具有理论和现实两方面意义，理论上是太阳能技术在移动通信基站应用手段上的又一个发展，对丰富和拓展太能技术的应用范畴提供有价值的参考，从技术上论证移动通信基站使用独立的太阳能光伏供电系统的可行性；同时通过对移动通信基站太阳能供电系统进行投资可行性分析，结合风险分析，从政策因素、市场环境、经济效益等方面对如何建立一个稳定、可靠、节能的太阳
能基站进行了阐述，可以为太阳能基站在移动通信网络中的jif购j推广提供依据，
具有很强的现实意义。
1.2国内外研究现状
1.2.1可行性研究国内外研究现状
1.2.1.1国外研究现状
面的、系统的调查研究和综合论证，其目的是要判断工程项目是否可行，需要建
设或不需要建设，为投资决策者提供确实有效的依据。
随着经济和管理科学的发
展在大概一百年前可行性研究工作产生了，最早大概在一九三几年，美国人在田
纳西河流域开展建设时，正式提出将可行性研究作为整个建设流程中的一个环
节。
项目的可行性研究从主要采用财物分析方法发展到同时从微观和宏观角度评
价项目的经济效益，1978年联合国工业发展组织编写了《工业可行性研究手
册》；2年后该组织又编写了《工业项目评价手册》，把社会效益也纳入了项
目评价的标准之中，《工业可行性研究手册》中对项目评价提出了以下10个方
面的内容：
1.总论，内容包括项目的背景以及研究工作的依据和范围；可行性研究是在建设前期对工程项目的一种考察和鉴定，对拟建项目进行全
第2页北京邮电大学工程硕士专业学位论文
需求预测和计划建设规模；
3.资源、原材料、及公共设施；
4.建厂条件和厂址方案；
5.设计方案；
6.环境保护；
7.企业组织和人员培训；
8.实施进度建议；
9.投资估算和资金筹措；
10.社会及经济效果评价；
《工业可行性研究手册》为世界各国特别是发展中国家开展工程建设可行性
研究工作创造了范本n1。
1.2.1.2国内研究现状
我国可行性研究工作是从20世纪80年代初期开始的，国务院在xx年颁布的《关于加强基本建设体制管理、控制基本建设规模若干规定》中明确规定：
“所有新建、扩建大中型项目以及所有利用外资进行基本建设的项目都需要有可行性研究报告。
”中华人民共和国国家计划委员会（现名发改委）颁发的《关于建设项目可行性研究的试行管理办法》中规定了可行性研究报告应包括的内容，该规定与上一节中提到的《工业可行性研究手册》中要求的内容基本相同。
这一阶段，项目经济分析评价成为可行性研究的核心，各行业及建设银行、投资银行都先后制定了各自的评价方法并评价了一些项目，为我国的项目经济分析评价工程积累了经验。
xx年国家计委在理论研究的基础上，根据我国国情，编制并且颁布了《建设项目经济评价方法》、《关于建设项目经济工作的若干规定》、《建设项目经济评价参数》、《中外合资经营项目经济评价方法》四个文件，在xx年出版的《建设项目经济评价方法与参数》（第二版）中，国家计委重申了建设项目经济评价的概念、主要方法及相关参数，并一直沿用至今。
王国玉在xx年12月主编了《投资项目评估学》一书，书中将可行性研究的内容概括为市场研究、技术研究和经济效益分析三个主要方面乜3；广东商学院金融系林文俏教授202x年撰写了《项目投资决策经济分析》一书，将项目经济评价分为财务分析评价和国民经济评价两个层次，讲述了财务分析评价对投入物和产出物采用财务价格，国民经济分析评价采用影子价格的不同评价方法∞1。
综上所述，国内外的可行性研究开始都比较早，大多数可行性研究都对项目建设的一些主要方面，如市场需求、资源条件、原材料、燃料、动力的供应情况、交通运输、厂址选择、建厂规模、工艺技术方案的确定、设备选型等重大问题进
第3页北京邮电大学工程硕士专业学位论文
行全面系统地分析，并对投资的经济和社会效益进行分析对比。
1.2.2光伏发电的国内外现状
进入二十一世纪之后，根据国际能源机构预测。
全世界煤炭能使用220年、油气开采高峰在202x年附近，并在30—60年后消耗殆尽。
我国的能源形势更加
严峻。
据统计：
我国是储煤大国，但是剩余煤炭仅仅可供我国开采80年，而石油
和天然气只够开采20年。
（近几年来，我国已经完成了从石油和天然气出口国向
进口大国的转变。
）
大规模使用化石燃料已经对地球生态环境造成了巨大的破坏，为了更好的保
护人类的生存环境，全球185个国家和地区参与制定了《京都议定书》。
我国
xx年正式加入《京都议定书》，同意以法规的形式来限制二氧化碳等温室气
体的排放，并以支付履约金的形式处罚那些超出排放限制的国家。
所以，建立在煤炭、石油、天然气等传统燃料之上的常规能源体系将逐步升
级为以太阳能等新型可再生能源为主的能源体系。
为此，各国政府都推出了一些政策来鼓励和开发新型可再生能源。
1.2.2.1国外现状
l、美国的“百万房项计划”
xx年6月26日美国政府颁布了太阳能光伏发电的“百万房顶计划”
（millionsolarroofsinitiative），计划在超过
100万座建筑的房顶上安装太阳能板进行光伏发电作为原有电网的另一套电力来源。
在美国政府的大力支持下，此计划目前己基本完成，现在美国一些主要地区，太阳能已经成为当地能源供给的主要形式。
2、日本的“阳光计划”日本是一个资源匮乏的岛国，从国土面积、人口总数
总量己远远超过了同等经济水平的美国和欧盟。
1）作为国策、从长远出发、坚持不懈日本在xx年，通产省把发展光电作为改善城乡环境和抑制地球生态恶化
的主要措施制定了“阳光计划”。
202x年日本政府又颁布了《循环型社会建设基
速发展太阳能光伏发电。
通过“阳光计划”，日本从xx---202x年，共耗资30亿美元，推动“住宅
第4页来看，它的太阳能发电
本法》，明确要求加大增北京邮电大学工程硕士专业学位论文
屋顶光电系统”。
现在日本的“住宅屋顶光电系统”已经逐渐替代火力发电成为
主要发电系统。
3、德国的“十万房项发电计划”
德国是现在世界上最大的使用太阳能发电的国家，德国政府在202x年实施
了“十万房顶发电计划”。
目前，在德国到处可见⋯一在自家屋顶上安装的小型太阳能光伏电站，每家
转换的电量汇集在一起并入公共电网，国家以家庭为单位给予一定比例的补助。
1.2.2.2国内现状
我国能源结构以煤炭为主，二氧化碳排放量已经处于世界最大，并且受《京都议定书》的制约，我国的限排压力很大，火力发电发展的优势已经完全丧失。
同时，作为世界上众多太阳能资源较丰富的国家之一，我国国土面积超过65％以上的地区年日照时数大于2200小时，具有很大的发展潜力。
我国在202x年2月28日举行的第十届全国人大会第14次会议上，通过了《中华人民共和国可再生能源法》，并于202x年1月1日起正式开始颁布。
我国花了xx年时间，由国家发展改革委员会牵头实施了一个“光明计划项目”，共筹集100亿元，在202x年到202x年期间利用太阳能技术，总共解决了超过202x万户用户的用电问题，累计发电总量达到300m1】
l／。
202x年8月8号，举世瞩目的第34届夏季奥运会在北京开幕。
北京市政府本着“人文奥运、绿色奥运"的宗旨，在奥运场馆上大量采用了太阳能发电设施。
具体情况可见下表：
袁1-1奥运期间太阳能使用情况表
编号
1主要场馆光伏发电总功率（删）
151********0500、奥运主体育场（鸟巢）奥运游泳馆（水立方）奥运沙滩排球场2345北京奥组委办公楼绿色奥运专项路灯奥运篮球馆北京南站blpv678910奥运森林公园市发改委太阳能照明工程
202x年在上海举办的世博会，太阳能光伏发电的规模已达到当年城市建设
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中的最大规模，世博会的主要场地均采用太阳能光伏照明。
另外，全亚洲最大的太阳能光伏发电项目于202x年12月8号在云南昆明开
工建设，总占地面积为5600亩，设计功率166兆瓦，年发电量为2亿度；中国
北方城市一河北保定市，立足打造中国第一光电城市，现己建设成为北方最大的
光伏产业基地。
中国最大的农村太阳能基地示范村一上海市崇明岛前卫村，现已
建设1mw电.站。
1.3研究思路和方法
1.3.1研究思路
本文以太阳能技术理论、通信技术、经济学和管理学等多学科知识作为基础，探讨移动通信基站太阳能光伏供电系统的特点和成立的条件。
从国家政策到市场环境，运用投资回收期、净现值等工程经济学指标，对移动通信基站太阳能光伏供电系统的建设进行了多方面的事前测评，以判定该系统是否能够达到预期目标和可能产生的经济效益，正确的评价其投资的合理性。
1.3.2研究方法
1.文献阅读与实地考察相结合的方法。
在大量阅读太阳能项目、项目投资可行性分析、风险管理的相关书籍的基础上通过实地勘察延庆2铺、延庆黄土梁、平谷玻璃台、延庆花盆等移动通信基站，调研在移动通信基站中应用太阳能发电是否可行的相关资料。
2.定性与定量相结合的办法。
运用调查分析等方法对建设需求、风险等进行定性分析、运用计算投资回收期、净现值等数学指标对投资效益等进行定量分析。
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第二章相关基础理论综述
2.1可行性研究基本内容及方法
2.1.1可行性研究的基本内容
可行性研究报告，简称可研，是在制订生产、基建、科研计划的前期，通过全面的调查研究，为分析论证某个建设或改造工程、某种科学研究、某项商务活动切实可行而提出的一种书面材料。
根据项目的性质和投资类别不同，可研的内容有很大的差别，但一般应包含以下内容：
第一是市场需求，根据市场调查及预测的结果，以及有关的产业政策等因素，论证项目投资建设的必要性。
这是项目可研的前提和基础，如果产品没有市场，那么项目也就没有存在的必要了。
第二是技术研究，主要指从技术实现角度，论证项目正常实施的可能性问题；第三是经济指标的研究，这是为了解释投资项目的合理性问题。
最后是研究项目的风险并制定应对方法，主要是对项目潜在的技术、经济、法律及社会等风险因素进行
评价，制定相应的应对策略。
综上所述，可行性研究报告的主要作用就向投资决策者汇报项目实施的紧要性、可行性以及是否盈利，为项目的后续实施提供理论依据。
2.1.2可行性研究的常用方法
2.1.2.1项目投资的市场需求评估1.宏观评估
对市场需求进行宏观性评估时，要从国家、行业以及地区的长期规划角度进行论证，研究项目与长期规划的一致性，并且从长期规划发展的角度说明规划目前的进度己到达本项目所处的环节，应该进行本项目的建设。
2.微观评估对市场需求进行微观性评估时，应首先从企业发展的角度说明项目的实施与企业发展保持高度的一致性，然后要从市场的角度进行需求的全方位的分析，主
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要包括。
调查、预测以及竞争对比。
2.1.2.2项目投资的技术研究
项目投资的技术研究主要是对项目可能使用到的技术进行理论探讨，对于太阳能基站来说，包括太阳能方阵的设计、建设、电源保障等，此外，还包括先进的移动通信设备选型，这对太阳能基站能否成功起到了决定性的作用。
2.1.2.3项目投资的经济效益估
项目经济效益评估是根据国家现行财税制度、市场价格体系和项目评估的有关规定，从项目的财务角度分析计算项目直接发生的财务效益和费用，编制财务报表，计算财务评估指标，对项目的基本生存能力、盈利能力、偿债能力等财务状况进行分析评估，据以判断项目的财务可行性，明确项目对投资主体的价值贡献，为项目投资决策提供科学依据心1。
。
评估的步骤如下：
|嘉嚣薹蠢＼
顶嚣建浚蕞覆
算分橱计冀枫瓣络秘
爿
生产条转
生产娩辏
桶撕|
技米分析
℃系统建设分拆
设备透墅与采购矜析
l射盈麓鼬
i搠万蔫硼
l数器测算
工
王
上
i
土
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现垒菠量|
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l借款倦还jl诗潮袭
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螽）l
基本生存
i
麓力分折
t
牌蚴
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量
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1财务评镳绥论
图2—1经济效益评估步骤图
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态评价指标，第二类是动态评价指标。
在进行经济评估时应该以动态评价指标作
为主要评估指标，同时用静态评价指标作为参考，结合起来综合评估一个项目。
常用的财务评价指标体系如图所示：
投资稠润事从是否与时间参数相关，经济学角度的评估指标主要分为两类：
第一类是静
静态投蠢圈彀期动投资圜收期
瓣务净现僮
封务内帮收益搴
图2-2财务评价指标体系图
（1）投资利润率
投资利润率指每年的年利润与总投资金额之间的比例，是一个是静态评价指
标。
投资利润率喾童望竖堕查骂墨蠹掣
2一·，
c
好的投资项目其投资利润率应高于行业内的平均投资利润率。
（2）投资回收期
投资回收期有动态和静态两种算法，其意义是收回投资金额的年限。
静态投资回收期，算法比较简单，直接用项目的总投资除以每年的利润即可。
投资回收期一般用英文字母p标识，其计算公式如下：
静态投资回收期可用财务现金流量表中累计净现金流量计算求得，详细计算
公式是：
投资回收期茹出现芷擅年份数。
士王曼兰军零翥銎磊产辩溶同。
妇蜘一墨茎
苎
墨
盒蚕
塑
-i
-上
年
累
计净
现
金
流
量
的绝
对
值，。
¨
动态投资回收期的算法是。
用项目的总投资除以每年项目净收益的现值。
需
要先把项目每年的净现金流量按基准收益率折成现值之后，再按上述公式计算投
资回收期。
一般来讲，静态回收期较短，投资决策者可能认为项目可以实施，但动态投
资回收期通常都要比静态投资回收期长些，项目是否可以实施就不得而知了。
同理，优秀的投资项目其投资回收期与行业内其他项目的投资回收期相比，越短越好。
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2.1.2.4项目投资的风险控制
风险控制是指在预测到项目存在风险之后，项目管理人员通过采取相应的手
段来降低风险发生的可能性或减少风险发生的后果。
风险控制有四种基本方法，分别是。
风险回避、损失控制、风险转移、风险保留，对于不同情况、不同风险应采取不同的方法，也就是说要视具体风险情况来选择处理方法，而不是整齐划一的采用一样的方法瞳2。
。
（1）风险回避风险回避指的是项目管理者主动避免风险，规避可能引起风险的行为。
（2）损失控制损失控制指的是在事先预料到风险之后，通过在项目实施过程中采取有效的
手段，将触发风险的可能性降到最低，减少因风险带来的损失。
（3）风险转移风险转移指在确定风险不能完全有效规避掉的时候，通过其他手段将风险转
移给其他的单位来承担，常规的做法就是买保险。
（4）风险保留风险保留，即风险承担。
也就是说，如果损失发生，经济主体将以当时可利
用的任何资金进行支付。
由于不是全部的风险都能通过其他办法解决，并且有时一些风险不值得花费额外的费用去解决，对应这些风险就应到通过保留手段来解
决。
2.2本章小结
本章介绍了可行性研究的基本内容，提出了从市场、技术、财务三个方面论
证项目可行性的研究框架，详细介绍了三个方面所包含的内容和方法，尤其对财
务方面涉及的指标、涵义、公式都作了系统阐述。
除此以外，还对风险控制理论
和方法进行了简单的介绍，为后续论文的写作提供了理论基础。
第i0页北京邮电大学工程硕士专业学位论文
第三章移动通信基站太阳能供电系统的需求分析
3.1太阳能在通信行业的应用现状
3.1.1国外通信行业太阳能的应用现状
202x年gsm协会（gsma）曾发起了一个名为“移动网络绿色能源”的节能计划，该计划提到会帮助发展中国家的移动运营商利用可再生能源发电，并且到202x年结束至少保证十一万八千座基站的电力供应。
若实现这一目标，整个行业每年最多可节省柴油25亿升、减少碳排放量630万吨。
爱立信作为通信设备制造商中的龙头老大，在开发利用太阳能发电技术上也名列前茅，它帮助印尼最大的电信运营商pt电信公司在印尼农村地区部署了100多个太阳能主远端类型gsm基站，并且随后又将其太阳能基站业务扩大到了东南亚、非洲、欧洲等地区。
gsm协会根据对各家移动运营商的大量调查之后估测，目前全球只有1，5000座基站正在采用至少一种形式的可再生能源进行供电。
3.1.2国内移动通信行业太阳能的应用现状
在中国，首先从国家的政策导向上就可以看出，国家还是非常希望看到移动通信运营商大量采用太阳能技术发电的，这点从《可再生能源中长期发展规划》中即可以反映的出来。
在该规划中明确的提到了太阳能发电技术在通信行业会有很好的应用前景，并且提及了到202x年底和2020年底太阳能发电在通信行业内的应用累计应分别达到三万千瓦和十万千瓦。
其次从移动通信行业内部来看，作为移动通信行业霸主地位的中国移动通信集团早在202x年，就要求其西藏公司（下称“西藏移动”）大力推广太阳能技术在通信基站建设当中的应用，充分利用太阳能发电解决高原地区市电长期无法正常引入的问题，推动西藏移动的基站建设速度。
到202x年，中国移动通信集团积极响应国家号召，在通信行业内部第一个提出“绿色行动计划）99加大力度对
第ll页北京邮电大学工程硕士专业学位论文
通信基站进行节能减排。
在该计划中明确提到了一项重要内容一一即推广太阳能发电技术在通信基站建设当中的应用。
再到202x年底，利用太阳能发电技术西藏移动实现了对省内的六百多个地市的信号覆盖，甚至在全世界海拔最高的珠穆朗玛峰上，也建设了三个通信基站。
西藏移动每年采用太阳能发电技术新建的通信基站的比例已达到90％以上。
根据西藏移动的五年滚动规划，在202x年之前为了加大基础网络的建设以及推进3g网络的覆盖力度，中国移动还将累计投资五十多个亿在太阳能基站的建设上。
然后，再看一下中国移动的竞争对手中国联通在利用太阳能发电技术方面做出的成绩。
中国联通应用太阳能发电到基站建设中的时间要略晚于中国移动，但中国联通自打在山东完成首个试点太阳能基站之后，经过认真的分析总结，在节能减排和太阳能发电技术的应用上有了突飞猛进的发展。
在山东太阳能基站之后，中国联通陆续在浙江、内蒙古等省份也开展了太阳能基站的建设。
td—sci）ma是中国移动的第三代通信技术，太阳能则是发电行业的第三代技术，是最有潜力的可再生能源，具有取之不尽、用之不竭的特点。
再借助于国家政策的东风，移动通信行业的资金支持，太阳发电技术应用在通信基站建设当中将会变成一件大家都愿意促成的事情。
从目前太阳能发电技术在移动通信行业的应用现状来看，中国移动通信基站建设中的应用多于其他两家运营商；在西藏、内蒙等西部地区中的应用多于国内其他地区。
整体来看，太阳能基站建设目前还处于试验并总结经验的阶段，还没有在整个移动通信基站建设领域进行大范围的推广。
本文后续章节在进行研究的时候将选取太阳能资源中等的华北地区移动公司一一北京移动作为研究对象，以北京移动太阳能基站作为一个实例说明移动通信基站使用太阳能供电系统的可
行性。
3.2北京移动太阳能基站的需求分析
3.2.1宏观环境分析
节能减排已经是人们的一个口头话题，在全国各地均可见政府对节能减排的应对性措施。
去年中国移动组织开展了一个风光互补在基站上应用的研讨会，对全国的8个省进行试点，其中包括四川、湖南、甘肃、黑龙江等省份。
由于几年前那次四川的汶川大地震给全国人民带来了巨大的灾难，在地震发生后的当天，国务院就提出两点要求：
“第一是救人，第二则是恢复通信”。
可见通信行业在人
第12页北京邮电大学工程硕士专业学位论文
们生活中的重要性，地震使得几千个基站陷入瘫痪，供电线路完全遭到了破坏，如果重新铺设供电系统，将是一项非常艰难的任务，并且需要很长的一段时间。
中国移动第一时间在灾区搭建了多套风光互补发电供电系统，事实证明一个基站如果通过风光互补发电供电系统，完全恢复供电需要的时间大概只要10天左右，从时间上看比铺设电缆，
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