截(jié)至2023年(nián)10月，我(wǒ)國5G基(jī)站(zhàn)總(zǒng)數(shù)達(dá)321.5萬(wàn)個(gè)，占全國通(tōng)信基(jī)站總(zǒng)數的28.1%
。然(rán)而(ér)，隨著(zhuó)5G基站(zhàn)數(shù)量(liáng)的快速(sù)增長，基站的能耗問(wèn)題(tí)也逐漸日益(yì)凸顯，基(jī)站的用電給(gěi)運營商帶來了(liǎo)巨大的電費開(kāi)支(zhī)壓力(lì)，降(jiàng)低5G基(jī)站的(dí)能耗(hào)成為了(liǎo)運營(yíng)商(shāng)們(mén)亟待(dài)解決(jué)的問(wèn)題
。

5G基(jī)站的(dí)高能耗(hào)

從2G時代開始，通信網(wǎng)絡能(néng)耗(hào)不(bù)斷攀升，用戶在享(xiǎng)受(shòu)更好的覆(fù)蓋(gài)，更高的(dí)網絡速(sù)率的(dí)同時，運(yùn)營商(shāng)也在對(duì)網絡(luò)進行持續(xù)建設(shè)，而(ér)更多的基(jī)站，更廣的頻段，更(gēng)大的帶寬，更強的處(chǔ)理能力帶來(lái)了功(gōng)耗的(dí)上(shàng)升
。相(xiāng)比(bǐ)4G基(jī)站，5G不僅(jǐn)功耗提高了近(jìn)3倍(bèi)，並且(qiě)由(yóu)於覆(fù)蓋範圍的(dí)衰減(jiǎn)，5G基站的數量又是成倍(bèi)增加(jiā)
。當前(qián)主流(liú)廠商(shāng)的(dí)5G基站(zhàn)單係(xì)統(tǒng)滿載功耗(hào)約(yuē)為3.5~4kW，據統(tǒng)計現有運(yùn)行的(dí)5G微(wēi)基站平(píng)均(jūn)每(měi)天(tiān)耗(hào)電(diàn)約(yuē)65kWh，如(rú)果按照(zhào)電價1元/kWh計(jì)算(suàn)，每(měi)年全國僅(jǐn)5G基(jī)站(zhàn)電費支出將達到763億！

基(jī)站(zhàn)的(dí)電源設備(bèi)，發射(shè)設備(bèi)，傳(chuán)輸(shū)設備等(děng)都是較大的發熱體，空(kōng)調係(xì)統(tǒng)要持續為(wéi)基站降(jiàng)溫，據統計空調的電費支出(chū)約占整(zhěng)個(gè)基站電費(fèi)支出(chū)的54%左(zuǒ)右(yòu)，成(chéng)為基(jī)站機(jī)房中(zhōng)的主要耗電(diàn)設備
。

除(chú)了(liǎo)電費(fèi)高昂(áng)之(zhī)外(wài)，還有(yǒu)基(jī)站(zhàn)供電問題(tí)
。由於5G基站負(fù)荷比(bǐ)4G基(jī)站(zhàn)高出(chū)近(jìn)3倍(bèi)，原有(yǒu)4G基站的配電係統可(kě)能不足以提供(gōng)這(zhè)麼(mó)高的(dí)功率，包括供電(diàn)綫纜(lǎn)，斷路(lù)器，空(kōng)調，開關(guān)電源，蓄電池(chí)等都(dū)需要升級，這樣(yàng)成本(běn)會(huì)更高(gāo)
。因此對(duì)於運營商而(ér)言，5G基站的高(gāo)功耗甚至(zhì)成為(wéi)了製約(yuē)5G發(fā)展的(dí)首(shǒu)要(yào)原因
。

圖1 基站(zhàn)供電係(xì)統示意圖(tú)

基(jī)站(zhàn)智(zhì)慧用電解決方(fāng)案(àn)

現有的大部(bù)分(fēn)基(jī)站(zhàn)供(gōng)電係(xì)統不具(jù)備智能，節能，維(wéi)護簡(jiǎn)便等(děng)需求(qiú)，對供電(diàn)係統的故障(zhàng)隱患等沒(méi)有預先(xiān)感知(zhī)和判斷(duàn)，需(xū)要運(yùn)維人(rén)員(yuán)不(bù)時到現場，這無疑也(yě)會增加(jiā)運營成本(běn)
。

安科瑞(ruì)基站(zhàn)智(zhì)慧用電(diàn)雲(yún)平台，通(tōng)過(guò)在基站(zhàn)加裝電(diàn)量傳感(gǎn)器，智慧微斷以及空調控製(zhì)等設備，實現(xiàn)了基(jī)站用電(diàn)的智(zhì)能化和精細化(huà)管(guǎn)理，為基站可靠，節(jié)約(yuē)用電(diàn)提(tí)供解(jiě)決方案(àn)
。

圖2 基站電氣數(shù)據(jù)采(cǎi)集(jí)配(pèi)置示意圖

基站(zhàn)用電智(zhì)能(néng)化

通過(guò)平(píng)台(tái)可(kě)以監測(cè)基站(zhàn)內電氣(qì)參(cān)數，統(tǒng)計基(jī)站用(yòng)能(néng)數據(jù)，實(shí)時預(yù)警基站電氣(qì)參(cān)數異(yì)常，比如(rú)市電/應(yīng)急(jí)進綫和(hé)直(zhí)流(liú)饋綫(xiàn)欠壓，失壓，蓄電(diàn)池(chí)異常等，實(shí)現基站(zhàn)用(yòng)電(diàn)數(shù)字化，智能化遠(yuǎn)程管理
。

配(pèi)置交(jiāo)流多回(huí)路監(jiān)測(cè)儀表用(yòng)於(yú)采集市電回路和應急(jí)發(fā)電回路以及(jí)總進綫(xiàn)回(huí)路的電(diàn)氣(qì)參數並上傳平(píng)台(tái)；

配(pèi)置直流多(duō)回(huí)路(lù)監測儀(yí)表用於(yú)采(cǎi)集直(zhí)流饋綫回(huí)路電(diàn)氣參數(shù)並上傳平(píng)台；

配置智慧微(wēi)斷用於(yú)監測和控(kòng)製基(jī)站內空調，照明，風機回(huí)路(lù)，數(shù)據(jù)上(shàng)傳平(píng)台；

配置(zhì)空(kōng)調紅(hóng)外控製器用(yòng)於(yú)現場自(zì)動控(kòng)製以(yǐ)及(jí)平(píng)台遠(yuǎn)程(chéng)控製基(jī)站內空(kōng)調(tiáo)；

配(pèi)置(zhì)蓄(xù)電池(chí)監測(cè)單(dān)元采集蓄電池(chí)數(shù)據並上(shàng)傳(chuán)平(píng)台
。

圖3 基(jī)站(zhàn)用(yòng)電數據(jù)傳輸示意圖

基(jī)站用電節(jié)能控製(zhì)

通過在(zài)邊(biān)緣(yuán)計算網關設置(zhì)好(hǎo)控製(zhì)邏(luó)輯，采集(jí)基(jī)站(zhàn)外部環境(jìng)溫度，基站內(nèi)部(bù)溫(wēn)度進行比(bǐ)較判斷(duàn)來自(zì)動控製空調待機(jī)和啟(qǐ)停(tíng)新(xīn)風風(fēng)機，利用(yòng)自然(rán)冷(lěng)卻，使(shǐ)基站(zhàn)內部溫濕(shī)度控製(zhì)在目標(biāo)範(fàn)圍內，從而實現基站(zhàn)內(nèi)空調用(yòng)電節能
。

圖4 基站內空(kōng)調風機(jī)節能(néng)控(kòng)製示意(yì)圖(tú)

基(jī)站用(yòng)電擴容管理(lǐ)

由於(yú)5G相對(duì)4G基站能耗(hào)提高(gāo)了3倍，如果(guǒ)在原有4G基站進行升級(jí)改(gǎi)造的時(shí)候很有(yǒu)可能(néng)會遇到原有市(shì)電(diàn)容(róng)量不足的(dí)問(wèn)題，升(shēng)級(jí)市電(diàn)可能需要更換原(yuán)有(yǒu)供(gōng)電(diàn)綫(xiàn)纜，斷(duàn)路器，空調(tiáo)，開關(guān)電(diàn)源，蓄電池等眾多設備(bèi)，甚至(zhì)可(kě)能(néng)無(wú)法(fǎ)提(tí)升(shēng)市(shì)電容量的情況(kuàng)
。

此(cǐ)前(qián)，華為和(hé)鐵塔公(gōng)司合(hé)作(zuò)了一個的(dí)“不(bù)改市電，不動(dòng)配電(diàn)"的方案(àn)，其實就是額(é)外加(jiā)一個“充電寶"，當(dāng)負(fù)載峰值超過正(zhèng)常(cháng)市電限值，鋰電儲能(néng)放(fàng)電參與(yǔ)負載供電；負載(zǎi)空閒時，鋰(lǐ)電儲(chǔ)能轉(zhuǎn)充電補(bǔ)充電量
。也可用於(yú)應急場景，在(zài)大(dà)麵積停電(diàn)情況下(xià)提供(gōng)應急用電，避免造成(chéng)5G基(jī)站(zhàn)大量的退服情(qíng)況(kuàng)
。安科瑞基(jī)站智慧用電管理平台可接入鋰電池儲能變流(liú)器及鋰電池(chí)BMS數據，並(bìng)可(kě)製定充放電(diàn)控製管(guǎn)理
。

圖5 基(jī)站電源(yuán)擴(kuò)容示意圖(tú)

基(jī)站配電數(shù)字化設備選型表

表(biǎo)1 基站智(zhì)能(néng)化(huà)設備(bèi)選(xuǎn)型表(biǎo)

基(jī)站(zhàn)智(zhì)慧用(yòng)電(diàn)雲平(píng)台(tái)

安(ān)科瑞(ruì)基站智慧用電平台可本地或雲(yún)端部署，采(cǎi)集各類基站(zhàn)配電係(xì)統數(shù)據(jù)，進行(háng)數字化(huà)展示和數(shù)據分析，並基於(yú)基(jī)站(zhàn)本地邊緣(yuán)計算進(jìn)行(háng)邏(luó)輯(jí)控製來(lái)啟停(tíng)空(kōng)調(tiáo)，風機，實(shí)現基站遠程(chéng)集中(zhōng)監(jiān)測(cè)和節(jié)能控(kòng)製
。當(dāng)平台(tái)檢測到報(bào)警故障時會(huì)自動(dòng)通過手機(jī)短(duǎn)信，語(yǔ)音電話和APP推送提醒用(yòng)戶，提(tí)升(shēng)基站運維管(guǎn)理(lǐ)工(gōng)作(zuò)效(xiào)率(shuài)，實(shí)現(xiàn)了(liǎo)透(tòu)明化管理(lǐ)
。

基(jī)站(zhàn)一(yī)覽(lǎn)

GIS地圖顯示對(duì)應(yīng)基站的位置，包括(kuò)基(jī)站(zhàn)的詳細信(xìn)息(xī)和設(shè)備配(pèi)置(zhì)情況，顯示本月基(jī)站(zhàn)的(dí)報(bào)警情況(kuàng)和用(yòng)電情況(kuàng)
。

基(jī)站配電(diàn)組態(tài)

顯示(shì)基(jī)站內各個用電設(shè)備(bèi)的運(yùn)行情(qíng)況(kuàng)和(hé)用電(diàn)情況，包括市電，應(yīng)急(jí)發電，開(kāi)關電(diàn)源，空(kōng)調，風機，蓄電(diàn)池(chí)及(jí)用電設(shè)備(bèi)等(děng)，同時顯(xiǎn)示基(jī)站內外(wài)環境(jìng)數據
。

基站能(néng)耗分析

統(tǒng)計基站能耗數據，並進行(háng)同環比分析比較(jiào)，形成(chéng)能(néng)耗(hào)報表
。

鋰電(diàn)池(chí)儲(chǔ)能管理

平(píng)台(tái)接入電池管(guǎn)理(lǐ)係統和儲能(néng)變流器數(shù)據(jù)，為基站(zhàn)提供運(yùn)行模(mó)式(shì)監視(shì)和控(kòng)製(zhì)策略(lüè)選擇，係統(tǒng)監(jiān)測(cè)電(diàn)芯電流，溫度(dù)，SOC，SOH，檢測直(zhí)流係統絕緣狀(zhuàng)況，並根據基(jī)站(zhàn)負(fù)荷(hé)變化或(huò)人工(gōng)指令(líng)設(shè)置儲能(néng)係(xì)統的充(chōng)放(fàng)電策略，保障(zhàng)基(jī)站(zhàn)可(kě)靠供電(diàn)
。

異(yì)常(cháng)報(bào)警(jǐng)推送(sòng)

當(dāng)出現異常(cháng)情(qíng)況(kuàng)，平(píng)台可通過手機短(duǎn)信(xìn)，APP推(tuī)送，郵件推(tuī)送(sòng)，語(yǔ)音外呼(hū)等方式，及(jí)時通知相應人(rén)員
。

運維管(guǎn)理

運維管理包括(kuò)隱患巡查(chá)，隱(yǐn)患處(chǔ)理，隱患(huàn)記錄(lù)，隱患(huàn)提(tí)醒(xǐng)，工單(dān)處(chǔ)理(lǐ)和隱患批(pī)量處理等功(gōng)能
。

應用

2021年(nián)12月(yuè)改(gǎi)革委，中央(yāng)網信(xìn)辦，工(gōng)業(yè)和(hé)信息化部，國家能源局(jú)聯(lián)合發(fā)布《貫(guàn)徹(chè)落實(shí)碳(tàn)達(dá)峰碳(tàn)中和目標要(yào)求(qiú)推(tuī)動數據(jù)中(zhōng)心(xīn)和5G等(děng)新型基礎(chǔ)設施(shī)綠色高(gāo)質(zhì)量(liáng)發展實施方案》，要(yào)求(qiú)到(dào)2025年，數據中心和5G基本(běn)形成綠色集(jí)約的一(yī)體(tǐ)化運行(háng)格局，其(qí)中(zhōng)5G基站能(néng)效提升(shēng)20%以(yǐ)上(shàng)
。安科瑞基站節能(néng)及數(shù)字化管(guǎn)理解決(jué)方案已(yǐ)經在不(bù)少基站應用(yòng)，並取得很(hěn)好(hǎo)的效果(guǒ)，平均節能效果提升20%以(yǐ)上，運維效率(shuài)提升(shēng)40%，助力通信(xìn)基站數(shù)字化管(guǎn)理轉型，早(zǎo)日(rì)實現“雙(shuāng)碳"目標
。