策略啟閉節(jié)能電表運(yùn)用于5G室內(nèi)覆蓋試點(diǎn)研究

魏英俊

（福建省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，福建 福州 350003）

0 引 言

近年來，5G建設(shè)正在步入規(guī)模化擴(kuò)張階段。由于5G頻段高，覆蓋范圍進(jìn)一步縮小，室內(nèi)穿透能力差，室內(nèi)的信號將無法通過室外基站覆蓋解決，因此室內(nèi)覆蓋將是未來5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要組成。目前，5G室內(nèi)覆蓋主要通過有源數(shù)字室分覆蓋，采用 基帶處理單元（Building Baseband Unit，BBU） +信號交換設(shè)備（RRU HuB，rHuB） +射頻拉遠(yuǎn)單元（pico Radio Remote Unit，pRRU）的拉遠(yuǎn)方式。5G設(shè)備pRRU平均功耗是4G的1.2倍[1]。5G室內(nèi)覆蓋往往建設(shè)在大型場館、園區(qū)、綜合體、寫字樓、高校及廠區(qū)宿舍內(nèi)等。除電網(wǎng)企業(yè)外的社會資本投資建設(shè)了供配電設(shè)施，形成了供配電設(shè)施的電力紅線，因此只能接入轉(zhuǎn)供電主體的用電。長期以來，轉(zhuǎn)供電是造成基站用電高電價的主要因素之一，轉(zhuǎn)供電平均電價達(dá)到了約1.1元/（kW·h），是直供電平均電價的1.8倍以上[2]。在目前5G建設(shè)重點(diǎn)覆蓋的密集城區(qū)，部分區(qū)域轉(zhuǎn)供電站址比例達(dá)到50%以上。如果條件未曾改變，那么5G鋪開之后，電費(fèi)成本一項(xiàng)或許將透支運(yùn)營商的所有利潤，給運(yùn)營商造成重大負(fù)擔(dān)。另外，5G營收端仍在早期增長階段，行業(yè)應(yīng)用的商業(yè)模式尚在探索，5G營收入只有零星的用戶終端套餐，5G建設(shè)亟待降本增效。

1 工作原理

策略啟閉節(jié)能電表是在一款前端融合了窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things，NB-IoT）及4G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電表。通過在5G rHuB前端加裝策略啟閉節(jié)能電表，對該交換設(shè)備及下掛的5G pRRU實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程節(jié)能策略開關(guān)、計(jì)量統(tǒng)計(jì)、電氣狀態(tài)及參數(shù)監(jiān)測等，實(shí)現(xiàn)節(jié)能用電。

2 試點(diǎn)場景

2020年7月份，在泉州某行政服務(wù)中心5G室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)中試點(diǎn)安裝了策略啟閉節(jié)能電表并試運(yùn)行至今，具體安裝設(shè)備及下掛設(shè)備情況如表1所示。

3 能耗分析

3.1 未啟用節(jié)能功能前能耗

在沒有開啟策略啟閉節(jié)能開關(guān)前，運(yùn)行期間（2020年7月11日至9月8日），全天24 h（00:00—23:59）耗電量數(shù)據(jù)（kW·h），對應(yīng)的耗電情況統(tǒng)計(jì)如表2所示。其中日均全天用電量合計(jì)32.47 kW·h。

通過表1、表2數(shù)據(jù)測算分析，可以得出以下結(jié)論。第一，平均每天24 h整個站點(diǎn)總能耗為32.47 kW·h。第二，平均每天24 h每臺pRRU耗電量（含rHUB均攤耗電）為32.47/33≈1 kW·h。第三，考慮到2臺智能電表下掛設(shè)備數(shù)量差距為1臺pRRU和5G業(yè)務(wù)量波動情況，通過電量數(shù)據(jù)對比判斷，5G-pRRU每天耗電量為1～1.2 kW·h/臺。

表1 泉州某行政服務(wù)中心5G室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)安裝設(shè)備及下掛設(shè)備情況

3.2 啟用節(jié)能功能后能耗

針對此行政服務(wù)中心5G室內(nèi)覆蓋，如果00:00—08:00，19:00—23:59進(jìn)行智能關(guān)閉，每日可節(jié)能18.94 kW·h，每月節(jié)能568.2 kW·h，每年可節(jié)能6 913.1 kW·h，按照1元/kW·h計(jì)算，單單此行政服務(wù)中心5G室內(nèi)覆蓋每年可節(jié)能6 913.1元。表3為啟閉節(jié)能開關(guān)后對應(yīng)的能耗情況。

策略啟閉節(jié)能電表運(yùn)用于5G室內(nèi)覆蓋的節(jié)能方案主要是針對特定場景進(jìn)行定時開關(guān)，如體育場館、展覽館、會展中心、藝術(shù)博物館、大型商業(yè)綜合體及寫字樓等。根據(jù)前期的能耗采集、統(tǒng)計(jì)和分析，并結(jié)合不同場景的業(yè)務(wù)需求制定分時或分階段進(jìn)行開啟及關(guān)閉的節(jié)能策略，從源頭上關(guān)閉設(shè)備供電，從而達(dá)到節(jié)能的效果。節(jié)能效率取決于業(yè)務(wù)需求和能關(guān)閉的時長。

統(tǒng)計(jì)截至目前，該地市5G室內(nèi)覆蓋站點(diǎn)223個，pRRU數(shù)3 931臺，PB數(shù)量730臺，按照日常能耗分析，年均需要耗電2 041 518 kW·h，年電費(fèi)204萬元。表4為5G室內(nèi)覆蓋的節(jié)能情況。

如果啟用策略啟閉節(jié)能電表后，按照全區(qū)統(tǒng)計(jì)，有182個室內(nèi)覆蓋站點(diǎn)可以采用策略啟閉節(jié)能電表，年均耗電1 497 522 kW·h，節(jié)能560 913 kW·h，節(jié)省電費(fèi)投資56萬元，節(jié)能比為37%。

4 節(jié)能電表優(yōu)缺點(diǎn)

4.1 優(yōu) 點(diǎn)

策略啟閉節(jié)能電表的計(jì)量精度為一級精度，支持集中遠(yuǎn)程抄表、報(bào)表導(dǎo)出、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析，能夠提升運(yùn)維前端的轉(zhuǎn)供電電費(fèi)抄表效率，降低人工抄表的勞動強(qiáng)度，同時加強(qiáng)電費(fèi)異常站點(diǎn)整治，杜絕電費(fèi)“跑冒滴漏”，并通過管理平臺可進(jìn)行批量導(dǎo)出報(bào)表，方便按月/季/年進(jìn)行電費(fèi)核算。

表3 啟閉節(jié)能開關(guān)后對應(yīng)的能耗情況

表4 5G室內(nèi)覆蓋的節(jié)能情況

策略啟閉節(jié)能電表可以對能耗進(jìn)行采集、監(jiān)測，在異常用電情況時能幫助運(yùn)維部門進(jìn)行預(yù)警和故障分析，精準(zhǔn)定位設(shè)備故障，提升維護(hù)的效率及指標(biāo)。針對運(yùn)營商對于節(jié)能要求的指標(biāo)，本文結(jié)合不同的應(yīng)用場景提出了多樣化的節(jié)能解決方案，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗手段的多樣化、信息化。

4.2 缺 點(diǎn)

策略啟閉節(jié)能電表運(yùn)用于5G室內(nèi)覆蓋的方案需要對5G設(shè)備進(jìn)行上電和下電操作，因此需提前和后臺做好節(jié)能時段的下電告警屏蔽流程，否則會引起非必要的維護(hù)派單以及影響設(shè)備掉線指標(biāo)等。臨時性的保障任務(wù)需要制定好策略變更流程，提前進(jìn)行策略更改，確保保障時，設(shè)備能及時開啟。

5 結(jié) 論

本文介紹了策略啟閉節(jié)能電表的工作原理和運(yùn)用于5G室內(nèi)覆蓋試點(diǎn)的能耗情況，并分析了該表的優(yōu)缺點(diǎn)。