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5G基站節(jié)能及數(shù)字化管理解決方案

更新時(shí)間: 2023-12-06   點(diǎn)擊次數(shù): 445次

截至2023年10月,我國5G基站總數(shù)達(dá)321.5萬個(gè),占全國通信基站總數(shù)的28.1%。然而,隨著5G基站數(shù)量的快速增長,基站的能耗問題也逐漸日益凸顯,基站的用電給運(yùn)營商帶來了巨大的電費(fèi)開支壓力,降低5G基站的能耗成為了運(yùn)營商們亟待解決的問題。

1. 5G基站的高能耗

2G時(shí)代開始,通信網(wǎng)絡(luò)能耗不斷攀升,用戶在享受更好的覆蓋、更高的網(wǎng)絡(luò)速率的同時(shí),運(yùn)營商也在對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行持續(xù)建設(shè),而更多的基站、更廣的頻段、更大的帶寬、更強(qiáng)的處理能力帶來了絕對(duì)功耗的上升。相比4G基站,5G不僅功耗提3倍,并且由于覆蓋范圍的衰減,5G基站的數(shù)量又是成倍增加。當(dāng)前主流廠商的5G基站單系統(tǒng)滿載功耗3.5~4kW,據(jù)統(tǒng)計(jì)現(xiàn)有運(yùn)行的5G微基站平均每天耗電約65kWh,如果按照電價(jià)1元/kWh計(jì)算,每年全國僅5G基站電費(fèi)支出將達(dá)到763億,這對(duì)運(yùn)營商來說是沉重的負(fù)擔(dān)。

基站的電源設(shè)備、發(fā)射設(shè)備、傳輸設(shè)備等都是較大的發(fā)熱體,空調(diào)系統(tǒng)要持續(xù)為基站降溫,據(jù)統(tǒng)計(jì)空調(diào)的電費(fèi)支出約占整個(gè)基站電費(fèi)支出的54%左右,成為基站機(jī)房中的主要耗電設(shè)備。

除了電費(fèi)高昂之外,還有基站供電問題。由于5G基站負(fù)荷比4G基站高出近3倍,原有4G基站的配電系統(tǒng)可能不足以提供這么高的功率,包括供電線纜、斷路器、空調(diào)、開關(guān)電源、蓄電池等都需要升級(jí),這樣成本會(huì)更高。因此對(duì)于運(yùn)營商而言,5G基站的高功耗甚至成為了制約5G發(fā)展的首要原因。

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1 基站供電系統(tǒng)示意圖

2. 基站智慧用電解決方案

現(xiàn)有的大部分基站供電系統(tǒng)不具備智能化、低碳節(jié)能、維護(hù)簡便需求,對(duì)供電系統(tǒng)的故障隱患等沒有預(yù)先感知和判斷,需要運(yùn)維人員不斷的到現(xiàn)場進(jìn)行運(yùn)維服務(wù),這無疑也會(huì)增加運(yùn)營成本。

安科瑞基站智慧用電云平臺(tái),通過在基站加裝智能斷路器和電量傳感器,實(shí)現(xiàn)了基站用電的智能化和精細(xì)化管理,為基站可靠、節(jié)約用電提供解決方案。

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2 基站電氣數(shù)據(jù)采集配置示意圖

2.1 基站用電智能化

通過平臺(tái)可以監(jiān)測基站內(nèi)電氣參數(shù),統(tǒng)計(jì)基站用能數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)預(yù)警基站電氣參數(shù)異常,比如市電/應(yīng)急進(jìn)線和直流饋線欠壓、失壓、蓄電池異常等,實(shí)現(xiàn)基站用電數(shù)字化、智能化遠(yuǎn)程管理。

1) 配置交流多回路監(jiān)測儀表用于采集市電回路和應(yīng)急發(fā)電回路以及總進(jìn)線回路的電氣參數(shù)并上傳平臺(tái);

2) 配置直流多回路監(jiān)測儀表用于采集直流饋線回路電氣參數(shù)并上傳平臺(tái);

3) 配置智慧微斷用于監(jiān)測和控制基站內(nèi)空調(diào)、照明、風(fēng)機(jī)回路,數(shù)據(jù)上傳平臺(tái);

4) 配置空調(diào)紅外控制器用于現(xiàn)場邏輯控制以及平臺(tái)遠(yuǎn)程控制基站內(nèi)空調(diào);

5) 配置蓄電池監(jiān)測單元采集蓄電池?cái)?shù)據(jù)并上傳平臺(tái)。

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3 基站用電數(shù)據(jù)傳輸示意圖

2.2 基站用電節(jié)能控制

通過在邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)設(shè)置好控制邏輯,采集基站外部環(huán)境溫度、基站內(nèi)部溫度進(jìn)行比較來自動(dòng)控制空調(diào)待機(jī)和啟停新風(fēng)風(fēng)機(jī),最大限度利用自然冷卻,使基站內(nèi)部溫濕度控制在目標(biāo)范圍內(nèi),從而實(shí)現(xiàn)基站內(nèi)空調(diào)用電節(jié)能。

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4 基站內(nèi)空調(diào)風(fēng)機(jī)節(jié)能控制示意圖

2.3 基站用電擴(kuò)容管理

由于5G相對(duì)4G基站能耗提高了3倍,如果在原有4G基站進(jìn)行升級(jí)改造的時(shí)候很有可能會(huì)遇到原有市電容量不足的問題,升級(jí)市電可能需要更換原有供電線纜、斷路器、空調(diào)、開關(guān)電源、蓄電池等眾多設(shè)備,甚至可能無法提升市電容量的情況。

此前,華為和鐵塔公司合作了一個(gè)的“不改市電、不動(dòng)配電"的方案,其實(shí)就是額外加一個(gè)“充電寶",當(dāng)負(fù)載峰值超過限功率點(diǎn),鋰電儲(chǔ)能放電參與負(fù)載供電;負(fù)載空閑時(shí),鋰電儲(chǔ)能轉(zhuǎn)充電補(bǔ)充電量。也可用于應(yīng)急場景,在大面積停電情況下提供應(yīng)急用電,避免造成5G基站大量的退服情況。安科瑞基站智慧用電管理平臺(tái)可接入鋰電池儲(chǔ)能變流器及鋰電池BMS數(shù)據(jù),并可制定充放電控制管理。

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5 基站電源擴(kuò)容示意圖

基站配電數(shù)字化設(shè)備選型表

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