截至2023年10月廣泛關註，我國(guó)5G基站總數(shù)達(dá)321.5萬(wàn)個(gè)集成應用，占全國(guó)通信基站總數(shù)的28.1%深刻變革。然而實際需求，隨著5G基站數(shù)量的快速增長(zhǎng)服務好，基站的能耗問題也逐漸日益凸顯新趨勢，基站的用電給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)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(yíng)商們亟待解決的問題共謀發展。

　　1. 5G基站的高能耗

　　從2G時(shí)代開始學習，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)應用優勢，運(yùn)營(yíng)商也在對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行持續(xù)建設(shè)高質量發展，而更多的基站、更廣的頻段高效節能、更大的帶寬影響力範圍、更強(qiáng)的處理能力帶來(lái)了絕對(duì)功耗的上升。相比4G基站新創新即將到來，5G不僅功耗提高了近3倍邁出了重要的一步，并且由于覆蓋范圍的衰減，5G基站的數(shù)量又是成倍增加設施。當(dāng)前主流廠商的5G基站單系統(tǒng)滿載功耗約為3.5~4kW需求，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)算組合運用，每年全國(guó)僅5G基站電費(fèi)支出將達(dá)到763億更讓我明白了，這對(duì)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說是沉重的負(fù)擔(dān)。

　　基站的電源設(shè)備積極、發(fā)射設(shè)備探索、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)為基站降溫廣泛應用，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%左右關註度，成為基站機(jī)房中的主要耗電設(shè)備。

　　除了電費(fèi)高昂之外哪些領域，還有基站供電問題敢於挑戰。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建立和完善，包括供電線纜提供了遵循、斷路器、空調(diào)大型、開關(guān)電源服務效率、蓄電池等都需要升級(jí)，這樣成本會(huì)更高重要意義。因此對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言統籌發展，5G基站的高功耗甚至成為了制約5G發(fā)展的首要原因。

圖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)不具備智能化體系、低碳節(jié)能生產製造、維護(hù)簡(jiǎn)便等需求，對(duì)供電系統(tǒng)的故障隱患等沒有預(yù)先感知和判斷攜手共進，需要運(yùn)維人員不斷的到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行運(yùn)維服務(wù)共同，這無(wú)疑也會(huì)增加運(yùn)營(yíng)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簡單化，實(shí)現(xiàn)了基站用電的智能化和精細(xì)化管理力度，為基站可靠、節(jié)約用電提供解決方案系統性。

圖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(cè)基站內(nèi)電氣參數(shù)勇探新路，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)異常傳遞，比如市電/應(yīng)急進(jìn)線和直流饋線欠壓方法、失壓、蓄電池異常等提供有力支撐，實(shí)現(xiàn)基站用電數(shù)字化、智能化遠(yuǎn)程管理保供。

　　1) 配置交流多回路監(jiān)測(cè)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)自行開發；

　　2) 配置直流多回路監(jiān)測(cè)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(cè)和控制基站內(nèi)空調(diào)引領、照明自動化裝置、風(fēng)機(jī)回路，數(shù)據(jù)上傳平臺(tái)應用前景；

　　4) 配置空調(diào)紅外控制器用于現(xiàn)場(chǎng)邏輯控制以及平臺(tái)遠(yuǎn)程控制基站內(nèi)空調(diào)有很大提升空間；

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

圖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)置好控制邏輯首次，采集基站外部環(huán)境溫度可能性更大、基站內(nèi)部溫度進(jìn)行比較來(lái)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搖籃，使基站內(nèi)部溫濕度控制在目標(biāo)范圍內(nèi)技術，從而實(shí)現(xiàn)基站內(nèi)空調(diào)用電節(jié)能。

圖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倍推動，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相對較高，升級(jí)市電可能需要更換原有供電線纜、斷路器信息、空調(diào)相關、開關(guān)電源、蓄電池等眾多設(shè)備豐富內涵，甚至可能無(wú)法提升市電容量的情況生產效率。

　　此前，華為和鐵塔公司合作了一個(gè)的“不改市電發展、不動(dòng)配電"的方案保持穩定，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)載供電支撐作用；負(fù)載空閑時(shí)研學體驗，鋰電儲(chǔ)能轉(zhuǎn)充電補(bǔ)充電量。也可用于應(yīng)急場(chǎng)景最為突出，在大面積停電情況下提供應(yīng)急用電落實落細，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)高效化，并可制定充放電控制管理製高點項目。

圖5 基站電源擴(kuò)容示意圖

　　2.4 基站配電數(shù)字化設(shè)備選型表

　　3. 基站智慧用電云平臺(tái)

　　安科瑞基站智慧用電平臺(tái)可本地或云端部署，采集各類基站配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)範圍和領域，進(jìn)行數(shù)字化展示和數(shù)據(jù)分析資源優勢，并基于基站本地邊緣計(jì)算進(jìn)行邏輯控制來(lái)啟停空調(diào)特征更加明顯、風(fēng)機(jī)估算，實(shí)現(xiàn)基站遠(yuǎn)程集中監(jiān)測(cè)和節(jié)能控制。當(dāng)平臺(tái)檢測(cè)到報(bào)警故障時(shí)會(huì)自動(dòng)通過手機(jī)短信的可能性、語(yǔ)音電話和APP推送提醒用戶不要畏懼，提升基站運(yùn)維管理工作效率，實(shí)現(xiàn)了透明化管理問題。

　　3.1 基站一覽

　　GIS地圖顯示對(duì)應(yīng)基站的位置逐漸顯現，包括基站的詳細(xì)信息和設(shè)備配置情況，顯示本月基站的報(bào)警情況和用電情況系統穩定性。

3.2 基站配電組態(tài)

　　顯示基站內(nèi)各個(gè)用電設(shè)備的運(yùn)行情況和用電情況拓展基地，包括市電、應(yīng)急發(fā)電實力增強、開關(guān)電源不合理波動、空調(diào)、風(fēng)機(jī)重要工具、蓄電池及用電設(shè)備等積極拓展新的領域，同時(shí)顯示基站內(nèi)外環(huán)境數(shù)據(jù)。

3.3 基站能耗分析

　　統(tǒng)計(jì)基站能耗數(shù)據(jù)更優質，并進(jìn)行同環(huán)比分析比較相對開放，形成能耗報(bào)表。

3.4 鋰電池儲(chǔ)能管理

　　平臺(tái)接入電池管理系統(tǒng)和儲(chǔ)能變流器數(shù)據(jù)脫穎而出，為基站提供運(yùn)行模式監(jiān)視和控制策略選擇拓展應用，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)電芯電流、溫度結構、SOC管理、SOH優化上下，檢測(cè)直流系統(tǒng)絕緣狀況，并根據(jù)基站負(fù)荷變化或人工指令設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電策略模樣，保障基站可靠供電生產體系。

3.5 異常報(bào)警推送

　　當(dāng)出現(xiàn)異常情況，平臺(tái)可通過手機(jī)短信很重要，APP推送能力和水平，郵件推送，語(yǔ)音外呼等方式廣泛認同，及時(shí)通知相應(yīng)人員國際要求。

3.6 運(yùn)維管理

　　運(yùn)維管理包括隱患巡查、隱患處理鍛造、隱患記錄競爭激烈、隱患提醒、工單處理和隱患批量處理等功能改善。

　　4. 應(yīng)用

　　2021年12月改革委參與能力、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部是目前主流、國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布《貫徹落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求推動(dòng)數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》，要求到2025年高質量，數(shù)據(jù)中心和5G基本形成綠色集約的一體化運(yùn)行格局充分發揮，其中5G基站能效提升20%以上。安科瑞基站節(jié)能及數(shù)字化管理解決方案已經(jīng)在不少基站應(yīng)用管理，并取得很好的效果設計，平均節(jié)能效果提升20%以上，運(yùn)維效率提升40%改進措施，助力通信基站數(shù)字化管理轉(zhuǎn)型就此掀開，早日實(shí)現(xiàn)“雙碳"目標(biāo)。