新型技術在5G電源配套建設中的有效應用

孫 浩，陳冠軍，和家強

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引 言

在5G新型網絡技術的助力下，人們需要進一步優化和提升基站的設備功耗。5G技術在全國范圍內應用的一個重要限制性因素是基站的電源配套問題，相關工作人員需要針對5G電源設施進行相應優化和改造，以形成完善的供電系統。在5G技術使用和演進過程中，它會與其他新型技術進行有效融合，如多輸入多輸出技術（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）、新型無線接入網絡（Cloud Radio Access Network，C-RAN）技術等。這些技術在使用時不僅需要對局部頻率進行重復調用，還需要智能化處理諸多微小分區。除此之外，在網絡系統運行過程中進行數據傳輸和儲存管理時，要考慮基站的建設地點、各種干擾以及能源轉換等相關要素。設備廠商在研發5G網絡設備時，不僅要控制成本，還要將電源配套的新設備與技術創新應用于現有基站的5G電源配套改造[1]。

1 5G電源配套建設需求分析

為保障5G網絡的正常使用，需要對現有電源系統和后備電源容量進行擴容改造。相關工作人員可以針對后備電源的電池規格和容量進行合理的擴容配置，在同一站點盡量使用相同類型的電源設備和電池，降低因配置規格或類型不匹配而增加5G網絡發生故障和風險的概率[2]。

電池容量應根據系統對后備電源后備時長的實際需求進行配置，避免出現電池容量不匹配的問題。若配置電池容量過大，會導致電能浪費，增加用電負荷；若配置電池容量過小，一旦系統斷電，無法保障備用電池的后備時長，影響網絡系統性能的穩定性，嚴重時可能會使網絡中斷。此外，相關工作人員應分類對比不同區域的停電歷史信息，根據統計結果適當調整后備電池的投入資金量。

在進行電池配置時，采用模塊化的方式設置配電容量。分析配電設備充放電狀態下的電流與電壓最大值，以確保電磁擴容的科學合理性，避免因雪崩效應導致設備損傷[3]。

5G基站配置高可靠性的電源系統能夠為基于5G網絡的應用提供基礎保障。其中，后備電源電池的容量合理和高可靠性是保證關鍵通信設備在緊急情況下正常運行的重要保障。在5G網絡大規模建設的背景下，相關工作人員不僅要對配電容量進行合理調整，還要研發可靠合理的電源設備，進而實現其在電源系統改造和建設過程中的合理應用。

2 5G電源配套建設中應用的新興技術

2.1 共用共管蓄電池技術

共用共管蓄電池技術主要用于解決不同類型蓄電池和廠商電池并聯使用時存在的不兼容問題，實現模塊化的電池擴容。在日常使用時，合理有效地控制不同類型的電池，能實現削峰填谷的作用。

蓄電池的充電模式分為共充模式和單充模式。共充模式指各個電池接口與外置鉛酸電池在充電過程中，按照預先設置好的限流值同時充電；單充模式指各個電池接口與外置鉛酸電池根據系統所設置的先后順序依次進行充電，解決市電接入容量不足的問題[5]。

蓄電池的放電模式分為共放模式和優先放電模式。共放模式為常見的默認模式，即按照預設的限流值或電池容量占比進行相應放電；優先放電模式可以調整兩極放電次序，實現削峰填谷的作用。梯次電池主要用于削峰，鉛酸電池主要用于備電。

電池共用管理模式能使不同廠商生產的不同種類蓄電池組在同一套電源系統內同時應用，降低電源配套改造和實施過程的復雜度，加快電力配套設施建設速度，縮短工程建設周期，對工程整體建設具有積極作用。蓄電池儲能結構如圖1所示。

圖1 蓄電池儲能結構

2.2 削峰填谷技術

削峰填谷技術是一種在城市5G基站電源系統建設中起到積極作用的技術。在炎熱的夏季，城市用電量會達到高峰，這是不可避免的。通過使用削峰填谷技術，可以有效管理和利用電力資源。削峰填谷技術的核心是利用蓄電池進行能量的儲存和釋放。在市電用電低谷期間，蓄電池可以進行充電，將多余的電力儲存起來。而在用電高峰期，蓄電池則可以釋放儲存的電力，以抵消市電用電峰值時的用電量。通過削峰填谷技術，可實現對市電的有效儲能和分流。當市電用電量較低時，蓄電池可以充電，將多余的電力儲存起來，作為備用。而在市電用電量達到高峰時，蓄電池可以釋放儲存的電力，以滿足基站的用電需求，從而減輕市電的負荷。

削峰填谷技術的應用可以帶來多重好處。首先，可以有效平衡市電的供需關系，減少用電高峰期對市電系統的沖擊，提高電網的穩定性和可靠性。其次，可以降低基站的用電成本。通過在用電低谷期間充電，充分利用市電的低價電力，從而降低基站的用電成本。最后，可以降低對環境的影響。通過減少對傳統能源的依賴，降低碳排放量，實現可持續發展。

后備電源電池的高峰期削峰技術是一種較為簡單的技術，能夠實現電池在市電用電高峰期時放電供5G設備使用，在低谷期利用市電對電池充電儲能。采用此技術的最高削峰比例為15%左右，不會延長后備電源電池的充電時長。在電量充足的前提下，電池能在市電用電高峰期實現最大限度的削峰作用，適用于三線城市市政供電缺口較小的5G基站[6-8]。

2.3 高壓直流集中供電技術

高壓直流集中供電技術可將集中供電的主站電壓提高為380～410 V，通過電源系統送電網絡將電壓輸送至遠端基站區域。遠端基站對電壓進行變壓處理，使其轉換為48 V的直流電，從而實現對5G基站持續的電能供應。該處理方式不會因市電的中斷而出現供電中斷的情況。在高壓直流集中供電系統建設時，要注意將集中供電主站設置在市電供電容量充足、穩定的中心基站，滿足集中供電系統內所有基站的供電容量和冗余需求。通過應用高壓直流集中供電技術，不僅能有效減輕單個5G基站市電和蓄電池的擴容壓力，還能在較短的時間內完成供電系統的建設、投入使用，為基站提供穩定的電能。基于直流母線供電的集中式充電站電路如圖2所示。

圖2 基于直流母線供電的集中式充電站電路

3 結 論

5G網絡的大規模建設促進了各種新技術和新應用的發展，但增大了5G基站電源配套設施改造和建設的難度。通過對電源新技術的合理應用，能有效滿足5G網絡基站的用電需求，保障5G網絡的快速建設和可靠運行，實現更高的經濟效益和社會效益，為我國通信事業的發展和網絡環境的建設起到良好的促進作用。