为解决“5G基站+光伏+储能”系统难以兼顾系统经济性与蜂窝网络性能的问题，提出双层优化模型。外层模型将时间尺度压缩在1天，采用基于模拟退火的粒子群算法求解基站光伏储能容量，其优化目标为在满足光伏利用率要求下，使得系统投资回报率最大。内层模型将时间尺度确定在1小时，采用拉格朗日对偶分解方法求解基站发射功率分配策略，其优化目标为在满足用户服务速率要求下，使得网络逐小时碳排放效率最优。通过对混合供能蜂窝网络系统经济性分析，分别得出了系统投资回报率、碳效与系统光伏板面积、电池储能容量的关系。仿真结果表明，使用提出的算法可使得系统投资回报率达到380.3%,光伏利用率达到96.5%;其内层碳效优化算法相较于注水算法碳排放量降低了31.8%。