基站智慧用电(5G基站智慧用电云监控节能的技术解决方案)

2022-11-15行业资讯2324

　　一，项目背景

　　近年来，全球电信运营商营收整体不断下滑，运营成本支出却不断增加，其中基站电费在网络运营支出中占比超30%。5G基站由于更大的带宽、更多的通道数、器件集成度低等因素影响，功耗相当于4G基站的3-4倍。

　　2019 年 6 月 6 日工信部正式宣布向运营商发放 5G 牌照，标志着中国正式进入 5G 时代，5G 基站规模建设来临，根据中国铁塔公司 2019 年度业绩数据显示，截至 2019 年末，全国共计建成 5G 基站 16.1 万个。2020~2021年两年时间，全国预计建成5G基站超48万个，对于 5G 基站建设而言，无论是设备功率大幅提高的宏基站，还是数量众多的小微基站，均需要低压配电系统进行供电。在 5G基站主建设期，基站的个数和配电线路会大量增加。随着基站个数的增多，运维团队对基站的维护难度逐渐增大。当基站供电线路出现问题时候，运维人员需要找到对应的基站，然后依次进行排查，才能处理好隐患，这样的过程比较费时费力。并且基站本身的耗电量比较大，光是电费就占了很大的运营成本。。5G基站节能已成为5G商用中不得不考虑的一个棘手问题。

　　二，铁塔5G基站监控设备选型

　　中国铁塔股份有限公司是由中国移动通信有限公司、中国联合网络通信有限公司、中国电信股份有限公司和中国国新控股有限责任公司出资设立的大型国有通信铁塔基础设施服务企业。公司主要从事通信铁塔等基站配套设施和高铁地铁公网覆盖、大型室内分布系统的建设、维护和运营。

　　铁塔新建基站项目需满足其制定标准的智能电表要求。Q/ZTT 1017-2015《基站交流智能电表技术规范》，Q/ZTT 2205-2017《基站直流电能计量模块技术要求》。

　　三，基站现状

　　1，耗电在运营商成本中占比较高

　　在运营商的运行成本中，基站电费支出占网络运营部分的30%以上，占整个运营支出的10%左右。数据显示2018年中国移动电费支出约220亿元。

　　2，5G相比4G功耗更大

　　由于大带宽、通道数增多、发射功率等技术设备的提升，G基站相比4G的功耗有了显著增加，数据显示，目前运营商的 5G基站主设备空载功耗约2.2-2.3kW，满载功耗约3.7-3.9kW，这相当于4G基站的3-4倍左右。5G节能已成为5G商用中不得不考虑的一个棘手问题，会对运营商的5G运营商成本带来极大影响。因此，运营商在5G招标中均将节能作为基站基本功能，占据较大比重。

　　3，运维检修效率低

　　现有的基站供电系统无法满足用户对智能化、信息化、可视化、维护简便等的日益增加的需求，对系统中蓄电池的故障隐患等没有预先感知和判断，需要运维人员不断的到现场进行运维服务，运维效率低。现网基站停电，动力监控系统检测到告警后，维护人员才知道停电事件的发生，再进行“分析、准备、到场和发电”等工作。在大面积停电、交通或天气条件不足时，往往因无法及时准备人员、油料和油机，引起重要站停电退服发生。长此以往，不利于现网业务安全。

　　4，目前基站多采用标准的主动式空调设备降温

　　据统计分析，平均每个基站空调的电费支出约占整个基站电费支出的54%左右，空调成为基站机房中的主要耗电设备。

　　四，5G基站用电节能技术解决方案

　　基站智慧用电云平台通过对5G宏站和室分站点加装交/直流智能监控设备、无线采集设备以及系统管理平台，完成夜间无业务时段的下电操作，减少电能消耗，降低运营成本支出，以及提升通信设备供电线路状态的实时监测保护功能;系统后台对存储的供电线路历史电气性能数据进行梳理、汇总、分析，找出故障原因，给出解决建议对策，减少后续同类故障的发生率，提升供电线路运维管控能力。

　　1.监测机房设备的空调运行情况，包括电压、电流、功率、能耗、温湿度等参量;

　　2.用户可自定义设置空调的开启和停止，分别是时间策略和温度策略;

　　3.根据时间策略和温度策略控制空调的开启和停止，实现基站的节能降耗;

　　4.对基站设备的电流、电压、温湿度等参量进行监测，如果电流过大、电压过低、温度过高等，会进行预警，通过APP推送、短信、语音电话、邮件通知责任人;

　　特点一：开关量输入是均采用开关信号输入方式，仪表内部配备+12V的工作电源，无须外部供电。当外部接通或断开时，经过仪表开关输入模块采集其接通或断开信息并通过仪表本地显示。开关量输入不仅能够采集和显示本地的开关信息，同时可以通过仪表的RS485实现远程传输功能，即“遥信”功能。开关量输出为继电器输出，可实现“遥控”和报警输出。可以与环境温湿度，控制空调设备的通断。

　　特点二：两套时段表,一年可以分为4个时区,每套时段表可设12个日时段,4个费率(F1、F2、F3、F4即尖峰平谷) 。分时计费的基本思想就是把电能作为一种商品，利用经济杠杆，用电高峰期电价高，低谷时电价低，以便削峰填谷，改善用电质量，提高综合经济效益。目前包括贵州、山东、辽宁等在内的多地已相继出台政策，对5G基站用电试行峰谷电价，并进一步降低电价。在基站税收减免及数据中心的用地用水用电保障、建设审批、能耗指标要求等方面，加大政策支持力度。

　　五，总结

　　实现了无人化值守监控安全相关的监测数据，当电气安全设备检测到报警故障时会自动通过手机短信、语音电话和APP推送提醒用户，后续的处理也能持续跟进，促进了信息流通、资源共享，提升了工作效率，实现了透明化管理。

　　节能降损：系统通过温度传感器监测基站的温度，根据温度来远程操作空调的开启状态，使温度满足室内通讯设备工作环境要求，也能避免不必要的电能损耗。

　　针对设备产生的历史数据进行大数据分析，以便及早发现问题、杜绝隐患。能对基站进线回路和出线回路进行监测对比，实时监测线路的使用功率，通过最小功率功能监测设备是否正常运行，也能通过最大功率判断是否有其他设备接入而产生偷电行为。

　　远程控制：当设备检测到报警或故障时，相关人员可以通过平台进行分合闸或者复位消音等操作。系统可以根据分析数据合理分配基站服务时间，对基站进行定时开启关闭，控制便捷，而且起到节能的目的。