新型技術在5G電源配套建設中的應用

周 雷，崔穎強

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210009）

0 引 言

在5G這一新技術的發展背景下，基站設備功率相較以往有了大幅提高，同時基站電源技術成為影響5G實現全國范圍商用的一大限制因素。為此，研究探討5G電源技術便有著較強的現實意義與社會價值。

1 5G網絡特點

5G網絡在具體運用期間，為確保其能夠正常投入使用，應當結合融入其他的新式技術，如多輸入多輸出系統與C-RAN技術。這些技術在實際運用時有著局部頻率重復調用與智能微小分區等問題，對于5G基站參數具有較高的建設要求。在網絡系統具體運作時，數據輸送和存儲管理既要求將基站建設地點與分散數目等要素納入考慮范疇，同時還要仔細考慮各種干擾與能源效率等要素[1]。

將5G通信技術與4G進行比較可以了解到，5G技術不論是在網絡功能、參數，還是在算法方面均獲得了較強的優化。有關公司在實行5G網絡的研發運用時，應當有效把控好成本，并且還要在實現對技術革新與新型設備引入的基礎上達成對現有基站電源的配套改造。

2 現網5G基站電源配套改造的相關策略

2.1 電池的有效配置

只有保證了電能的充足供應，方可使得5G功能得以確切實現。在具體建設工作中，為了使得系統的運作要求得到滿足，應當進行合理的電容擴展。基于對電池規格大小的合理選取，可以防止電池在使用過程中出現規格與類型不同的情況[2]。若是在實際工作中發生了不同種類與規格電池混合使用的狀況，那么就可能引起設備損壞。

電池容量的選取應當結合實際需求來確定，盡量不出現太大或者是太小的情況。這是因為當電池容量太大時，就會使得電能被浪費，無法讓資源獲得高效率的利用，而電池容量若是太小，那么將會無法確保設備能夠正常運作，情況嚴重時還有可能使設備受損。在電池配置時應當強化對資金的有效管控，盡可能以最低成本獲取到最高的經濟收益[3]。在電池配備工作中，有關人員應當仔細比對分析停電信息，按照統計的信息來調整資金投入。電池配置應當采取模塊化的方式來進行容量擴增，在資金得到合理控制的前提下充分滿足電池容量需求。而在電池的各自連接上，有關人員應當仔細分析相對應的電流圖，了解連接的電池之間是否可以兼容，然后再計算分析充放電狀態下的電流與電壓的最大值，確保電池擴容的科學合理性，防止引發雪崩效應[4]。

2.2 開關電源的創新運用

在對現網5G基站電源實行配套改造時，對于開關電源的改造十分關鍵。運用開關電源能夠提高與改進電源性能，實現對電流性質的有效管控，從而在5G網絡的運作期間，開關電源可以按照具體需求合理分配直流和交變電源。在進行開關電源的改造工作中，應當基于具體電網要求出發，確保現網基站電源配套設施功能完善，并且對于數量大于10的模塊就應當安排一個開關電源來進行控制[5]。

2.3 外市電的創新解決

外市電改造同樣也是5G電源配套建設中的關鍵內容，在此方面的工作難度相對較大，需要投入較多的人力和物力。為確保外市電改造的足夠合理，有關工作人員在進行改造時應當加強對于改造工作流程的分析與探究，整理并深入剖析專業信息數據。外市電改造結果的優劣會直接決定基站是否可以穩定運作[6]。舊式基站市電容量通常包括了通信設備、蓄電池電能以及空調最高負荷3部分，如果要想減少負荷數，則可采取市電削峰技術。在高峰時期，應當盡可能不對電池進行充電，否則將可能引起停電。在進行外市電改造工作時，成本花費額度相對不高，更為適合運用在偏遠地區，有效減輕資金壓力[7]。

3 5G基站電源技術的應用

3.1 市電削峰技術

市電削峰是目前使用較多的一種5G基站電源技術，主要是利用用電高峰期和低谷期的蓄電池來實行充電，從而解決基站內電源擴容與機房改建等各方面問題。當處于用電高峰時期，利用蓄電池作為市電的補充供電，而進入到用電低谷時期或，就可以使用市電來為蓄電池實行充電。這樣一種基于限流、儲存電能與錯峰等原理而形成的市電削峰技術，可以有效減少通信設備和電池充電方面的市電問題。同時，在實際運用中，此技術又可細分成多種類型，主要包括以下幾種。

3.1.1 備電電池錯峰充電型

其使用原理為在負荷處于高峰時期下，基于對電池充電電流的削弱與對通信設備供電的強化來使蓄電池達成錯峰充電的目的。基于具體分析計算得知，使用此種充電模式可以達到的最高削峰比例在15%左右，比較適合運用市電容量缺口不大，并且每12 h內停電時長不高于3 h的基站環境中。此外，使用這種充電模式所帶來的負面影響主要是電池充電時長相對更長[8]。所以，結合其特點，可以將備用電池錯峰結合限流充電方式一同運用其中，除了使用備用電池實行錯峰充電之外，還會對電池充電時的電流進行嚴格把控，可讓最高削峰比例高達30%左右。所適合運用的場景為保障級別不高，市電容量缺口不大，且每日停電時間不超過3 h的5G基站。

3.1.2 錯峰充電結合儲能電池削峰型

此種方式的原理為在負載高峰時期對儲能電池進行放電處理，而且要在低谷時期才對電池進行充電。對于負載高峰和低谷時期的判斷，應當按照所連接設備的具體荷載狀況來加以確定。這種模式下可以有效控制通信設備的負載波動情況，為此也讓最高削峰比例可達到40%。比較適合運用的場景為市電容量具有較高缺口，而且未存在連續性停電情況的低等級基站，從而保證基站電源可以正常運作。

3.1.3 儲能電池削峰型

其運用原理為在負荷的高峰時間讓儲能電池進行放電，而在低谷時期為儲能電池充電。此種模式下能讓最高削峰比達到15%，而且不會讓備用電池的充電時間長度因此延長，但儲能電池只有在備用電池進行充電以及負荷高峰期的疊加時段可以運用。在具體使用時主要可用于市電具有較小缺口，且停電頻率比較規律的5G基站。

3.2 創新式集中供電技術

集中供電系統詳細構成如圖1所示。將通信機房常用的48 V供電電源作為案例分析，先將其從48 V提高到直流250～410 V，然后使用電纜讓其運輸到遠端機區域。其后，遠端機再將直流250～410 V電壓實行變壓處理，讓其轉化成直流48 V與交流220 V，如以便可以向設備持續提供電能，且不會發生中斷現象。在具體運用時，可以將此種創新式集中供電系統設置在中心基站區域，同時還應保證此中心基站所處區域的市電容量十分充足。基于對中心基站的布設便可以運用這種創新式集中供電技術向周邊的數個基站提供電能，在此基礎上不僅可以減輕周邊基站市電和蓄電池擴容壓力，而且可以在短時間內投入運用，同時還可以為基站提供十分穩定、可靠的電能[9]。

圖1 集中供電系統組成

3.3 蓄電池共用管理技術

此種技術的主要作用在于解決不同類別蓄電池與廠商電池并聯使用時的不兼容問題，以達成模塊化擴容。對電池進行主動控制，讓鋰電池優先放電，為市電削峰和削峰填谷等技術運用，如圖2所示。

圖2 蓄電池共用管理示意圖

充電模式分為共充模式（默認模式）和單充模式兩種，前者是指各個電池接口與外置鉛酸電池依照預設的限流值一同進行充電，后者是指各個電池接口與外置鉛酸電池根據預設好的優先順序依次充電，一般是在市電容量存在缺口時運用。

放電模式分為共放模式（默認模式）和優先放電模式兩種，前者中各條電路按照預設好的限流值或者是按照電池容量以容量占比大小為標準進行放電，共同達到放電截止條件；后者可以預設兩級放電次序，運用于市電削峰和削峰填谷等場景下，梯級電池主要用于削峰時，鉛酸主要用于備電時[10]。

電池共用管理能夠讓不同廠商生產以及種類不同的蓄電池組一同投入應用，減輕了工程開展的難度與復雜程度，加快了工程的建設速度，并且還使得工程整體造價有效降低，促使資源利用率大幅提升。

4 結 論

5G規模化應用各種新型技術，使得基站配套建設工作的難度顯著提高。而基于對創新電源技術的運用解決了此方面的難題，提高了5G網絡的建設速度，讓企業獲得了更高的經濟與社會效益，同時也對促進我國通信事業發展起到了幫助。