一篇關(guān)于5G基站用電節(jié)能的技術(shù)解決方案

一，項目背景

近年來，全球電信運營商營收整體不斷下滑，運營成本支出卻不斷增加，其中基站電費在網(wǎng)絡(luò)運營支出中占比超30%。5G基站由于更大的帶寬、更多的通道數(shù)、器件集成度低等因素影響，功耗相當于4G基站的3-4倍。

2019 年 6 月 6 日工信部正式宣布向運營商發(fā)放 5G 牌照，標志著中國正式進入 5G 時代，5G 基站規(guī)模建設(shè)來臨，根據(jù)中國鐵塔公司 2019 年度業(yè)績數(shù)據(jù)顯示，截至 2019 年末，國內(nèi)共計建成 5G 基站 16.1 萬個。2020~2021年兩年時間， 國內(nèi)預(yù)計建成5G基站超48萬個，對于 5G 基站建設(shè)而言，無論是設(shè)備功率大幅提高的宏基站，還是數(shù)量眾多的小微基站，均需要低壓配電系統(tǒng)進行供電。在 5G基站主建設(shè)期，基站的個數(shù)和配電線路會大量增加。隨著基站個數(shù)的增多，運維團隊對基站的維護難度逐漸增大。當基站供電線路出現(xiàn)問題時候，運維人員需要找到對應(yīng)的基站，然后依次進行排查，才能處理好隱患，這樣的過程比較費時費力。并且基站本身的耗電量比較大，光是電費就占了很大的運營成本。。5G基站節(jié)能已成為5G商用中不得不考慮的一個棘手問題。

二，鐵塔5G基站監(jiān)控設(shè)備選型

中國鐵塔股份有限公司是由中國移動通信有限公司、中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司、中國電信股份有限公司和中國國新控股有限責任公司出資設(shè)立的大型國有通信鐵塔基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)企業(yè)。公司主要從事通信鐵塔等基站配套設(shè)施和高鐵地鐵公網(wǎng)覆蓋、大型室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)、維護和運營。

鐵塔新建基站項目需滿足其制定標準的智能電表要求。Q/ZTT 1017-2015《基站交流智能電表技術(shù)規(guī)范》，Q/ZTT 2205-2017《基站直流電能計量模塊技術(shù)要求》。

三，基站現(xiàn)狀

1，耗電在運營商成本中占比較高

在運營商的運行成本中， 基站電費支出占網(wǎng)絡(luò)運營部分的30%以上，占整個運營支出的10%左右。數(shù)據(jù)顯示2018年中國移動電費支出約220億元。

2，5G相比4G功耗更大

由于大帶寬、通道數(shù)增多、發(fā)射功率等技術(shù)設(shè)備的提升，G基站相比4G的功耗有了顯著增加，數(shù)據(jù)顯示，目前運營商的 5G基站主設(shè)備空載功耗約2.2-2.3kW，滿載功耗約3.7-3.9kW，這相當于4G基站的3-4倍左右。5G節(jié)能已成為5G商用中不得不考慮的一個棘手問題，會對運營商的5G運營商成本帶來極大影響。因此，運營商在5G招標中均將節(jié)能作為基站基本功能，占據(jù)較大比重。

3，運維檢修效率低

現(xiàn)有的基站供電系統(tǒng)無法滿足用戶對智能化、信息化、可視化、維護簡便等的日益增加的需求，對系統(tǒng)中蓄電池的故障隱患等沒有預(yù)先感知和判斷，需要運維人員不斷的到現(xiàn)場進行運維服務(wù)，運維效率低?，F(xiàn)網(wǎng)基站停電，動力監(jiān)控系統(tǒng)檢測到告警后，維護人員才知道停電事件的發(fā)生，再進行“分析、準備、到場和發(fā)電”等工作。在大面積停電、交通或天氣條件不足時，往往因無法及時準備人員、油料和油機，引起重要站停電退服發(fā)生。長此以往，不利于現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)**。

4，目前基站多采用標準的主動式空調(diào)設(shè)備降溫

據(jù)統(tǒng)計分析，平均每個基站空調(diào)的電費支出約占整個基站電費支出的54%左右，空調(diào)成為基站機房中的主要耗電設(shè)備。

四，5G基站用電節(jié)能技術(shù)解決方案

基站智慧用電云平臺通過對5G宏站和室分站點加裝交/直流智能監(jiān)控設(shè)備、無線采集設(shè)備以及系統(tǒng)管理平臺，完成夜間無業(yè)務(wù)時段的下電操作，減少電能消耗，降低運營成本支出，以及提升通信設(shè)備供電線路狀態(tài)的實時監(jiān)測保護功能；系統(tǒng)后臺對存儲的供電線路歷史電氣性能數(shù)據(jù)進行梳理、匯總、分析，找出故障原因，給出解決建議對策，減少后續(xù)同類故障的發(fā)生率，提升供電線路運維管控能力。

1.監(jiān)測機房設(shè)備的空調(diào)運行情況，包括電壓、電流、功率、能耗、溫濕度等參量；

2.用戶可自定義設(shè)置空調(diào)的開啟和停止，分別是時間策略和溫度策略；

3.根據(jù)時間策略和溫度策略控制空調(diào)的開啟和停止，實現(xiàn)基站的節(jié)能降耗；

4.對基站設(shè)備的電流、電壓、溫濕度等參量進行監(jiān)測，如果電流過大、電壓過低、溫度過高等，會進行預(yù)警，通過APP推送、短信、語音電話、郵件通知責任人；

1，應(yīng)用場景一：一路交流三相或三路單相

2，應(yīng)用場景二：三路直流

3，應(yīng)用場景三：多回路三相

特點一：開關(guān)量輸入是均采用開關(guān)信號輸入方式，儀表內(nèi)部配備+12V的工作電源，無須外部供電。當外部接通或斷開時，經(jīng)過儀表開關(guān)輸入模塊采集其接通或斷開信息并通過儀表本地顯示。開關(guān)量輸入不僅能夠采集和顯示本地的開關(guān)信息，同時可以通過儀表的RS485實現(xiàn)遠程傳輸功能，即“遙信”功能。開關(guān)量輸出為繼電器輸出，可實現(xiàn)“遙控”和報警輸出?？梢耘c環(huán)境溫濕度，控制空調(diào)設(shè)備的通斷。

特點二：兩套時段表,一年可以分為4個時區(qū),每套時段表可設(shè)12個日時段,4個費率(F1、F2、F3、F4即尖峰平谷) 。分時計費的基本思想就是把電能作為一種商品，利用經(jīng)濟杠桿，用電高峰期電價高，低谷時電價低，以便削峰填谷，改善用電質(zhì)量，提高綜合經(jīng)濟效益。目前包括貴州、山東、遼寧等在內(nèi)的多地已相繼出臺政策，對5G基站用電試行峰谷電價，并進一步降低電價。在基站稅收減免及數(shù)據(jù)中心的用地用水用電保障、建設(shè)審批、能耗指標要求等方面，加大政策支持力度。

五，總結(jié)

實現(xiàn)了無人化值守監(jiān)控**相關(guān)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，當電氣**設(shè)備檢測到報警故障時會自動通過手機短信、語音電話和APP推送提醒用戶，后續(xù)的處理也能持續(xù)跟進，促進了信息流通、資源共享，提升了工作效率，實現(xiàn)了透明化管理。

節(jié)能降損：系統(tǒng)通過溫度傳感器監(jiān)測基站的溫度，根據(jù)溫度來遠程操作空調(diào)的開啟狀態(tài)，使溫度滿足室內(nèi)通訊設(shè)備工作環(huán)境要求，也能避免不必要的電能損耗。

針對設(shè)備產(chǎn)生的歷史數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)分析，以便及早發(fā)現(xiàn)問題、杜絕隱患。能對基站進線回路和出線回路進行監(jiān)測對比，實時監(jiān)測線路的使用功率，通過*小功率功能監(jiān)測設(shè)備是否正常運行，也能通過*大功率判斷是否有其他設(shè)備接入而產(chǎn)生偷電行為。

針對設(shè)備產(chǎn)生的歷史數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)分析，以便及早發(fā)現(xiàn)問題、杜絕隱患。能對基站進線回路和出線回路進行監(jiān)測對比，實時監(jiān)測線路的使用功率，通過*小功率功能監(jiān)測設(shè)備是否正常運行，也能通過*大功率判斷是否有其他設(shè)備接入而產(chǎn)生偷電行為。

遠程控制：當設(shè)備檢測到報警或故障時，相關(guān)人員可以通過平臺進行分合閘或者復(fù)位消音等操作。系統(tǒng)可以根據(jù)分析數(shù)據(jù)合理分配基站服務(wù)時間，對基站進行定時開啟關(guān)閉，控制便捷，而且起到節(jié)能的目的。