基站智慧用電(5G基站智慧用電云監控節能的技術解決方案)

　　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，其中基站電費在網絡運營支出中占比超30%。5G基站由于更大的帶寬、更多的通道數、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放 5G 牌照，標志著中國正式進入 5G 時代，5G 基站規模建設來臨，根據中國鐵塔公司 2019 年度業績數據顯示，截至 2019 年末，全國共計建成 5G 基站 16.1 萬個。2020~2021年兩年時間， 全國預計建成5G基站超48萬個，對于 5G 基站建設而言，無論是設備功率大幅提高的宏基站，還是數量眾多的小微基站，均需要低壓配電系統進行供電。在 5G基站主建設期，基站的個數和配電線路會大量增加。隨著基站個數的增多，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問題時候，運維人員需要找到對應的基站，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基站監控設備選型

　　中國鐵塔股份有限公司是由中國移動通信有限公司、中國聯合網絡通信有限公司、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立的大型國有通信鐵塔基礎設施服務企業。公司主要從事通信鐵塔等基站配套設施和高鐵地鐵公網覆蓋、大型室內分布系統的建設、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規范》，Q/ZTT 2205-2017《基站直流電能計量模塊技術要求》。

　　三，基站現狀

　　1，耗電在運營商成本中占比較高

　　在運營商的運行成本中， 基站電費支出占網絡運營部分的30%以上，占整個運營支出的10%左右。數據顯示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、通道數增多、發射功率等技術設備的提升，G基站相比4G的功耗有了顯著增加，數據顯示，目前運營商的 5G基站主設備空載功耗約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招標中均將節能作為基站基本功能，占據較大比重。

　　3，運維檢修效率低

　　現有的基站供電系統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，對系統中蓄電池的故障隱患等沒有預先感知和判斷，需要運維人員不斷的到現場進行運維服務，運維效率低。現網基站停電，動力監控系統檢測到告警后，維護人員才知道停電事件的發生，再進行“分析、準備、到場和發電”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生。長此以往，不利于現網業務安全。

　　4，目前基站多采用標準的主動式空調設備降溫

　　據統計分析，平均每個基站空調的電費支出約占整個基站電費支出的54%左右，空調成為基站機房中的主要耗電設備。

　　四，5G基站用電節能技術解決方案

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

　　1.監測機房設備的空調運行情況，包括電壓、電流、功率、能耗、溫濕度等參量;

　　2.用戶可自定義設置空調的開啟和停止，分別是時間策略和溫度策略;

　　3.根據時間策略和溫度策略控制空調的開啟和停止，實現基站的節能降耗;

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

　　特點一：開關量輸入是均采用開關信號輸入方式，儀表內部配備+12V的工作電源，無須外部供電。當外部接通或斷開時，經過儀表開關輸入模塊采集其接通或斷開信息并通過儀表本地顯示。開關量輸入不僅能夠采集和顯示本地的開關信息，同時可以通過儀表的RS485實現遠程傳輸功能，即“遙信”功能。開關量輸出為繼電器輸出，可實現“遙控”和報警輸出。可以與環境溫濕度，控制空調設備的通斷。

　　特點二：兩套時段表,一年可以分為4個時區,每套時段表可設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，改善用電質量，提高綜合經濟效益。目前包括貴州、山東、遼寧等在內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據中心的用地用水用電保障、建設審批、能耗指標要求等方面，加大政策支持力度。

　　五，總結

　　實現了無人化值守監控安全相關的監測數據，當電氣安全設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，后續的處理也能持續跟進，促進了信息流通、資源共享，提升了工作效率，實現了透明化管理。

　　節能降損：系統通過溫度傳感器監測基站的溫度，根據溫度來遠程操作空調的開啟狀態，使溫度滿足室內通訊設備工作環境要求，也能避免不必要的電能損耗。

　　針對設備產生的歷史數據進行大數據分析，以便及早發現問題、杜絕隱患。能對基站進線回路和出線回路進行監測對比，實時監測線路的使用功率，通過最小功率功能監測設備是否正常運行，也能通過最大功率判斷是否有其他設備接入而產生偷電行為。

　　針對設備產生的歷史數據進行大數據分析，以便及早發現問題、杜絕隱患。能對基站進線回路和出線回路進行監測對比，實時監測線路的使用功率，通過最小功率功能監測設備是否正常運行，也能通過最大功率判斷是否有其他設備接入而產生偷電行為。

　　遠程控制：當設備檢測到報警或故障時，相關人員可以通過平臺進行分合閘或者復位消音等操作。系統可以根據分析數據合理分配基站服務時間，對基站進行定時開啟關閉，控制便捷，而且起到節能的目的。