基站機(jī)房重要負(fù)載簡易雙回路電源應(yīng)用探索

中圖分類號：TN86；TN929.53

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編碼：1672-7274（2025）05-0139-03

Abstract：This article explores Various backup power schemes for important loads in base station rooms，with a focus on the inteligent graded and precise power preparation schemeon the load side and its application.After the interruptionof the mains power，this planprioritizes theuseoftheoriginal machineroom backup batery for backup power，and then uses the precision backup power equipment to provide backup power to important loads when it is exhausted.This solution significantly enhances the backup time of important loads，with low deployment costs and high cost-effectiveness.

Keywords： precise preparation of power; important loads; easy deployment; cost performance

通信電源是通信網(wǎng)絡(luò)安全的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，因設(shè)備供電不穩(wěn)定影響網(wǎng)絡(luò)安全故障比例遠(yuǎn)大于設(shè)備自身故障。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，基站機(jī)房負(fù)荷日益加大，各類業(yè)務(wù)匯聚設(shè)備（包括OLT、PTN、SPN等）供電保障難度及成本越來越高，蓄電池?cái)U(kuò)容受空間及承重限制的問題越發(fā)明顯[]，一定程度上加大了網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

1 重要負(fù)載備電現(xiàn)狀

當(dāng)前業(yè)務(wù)匯聚設(shè)備雖然支持雙路電源接入，但實(shí)際上基站機(jī)房只有一套電源及備電系統(tǒng)，即雙路單電源回路，實(shí)際上為單一電源系統(tǒng)，一旦主回路出現(xiàn)故障，所有負(fù)載均在瞬間退服，電源保障存在較大風(fēng)險(xiǎn)[2]。

當(dāng)前對重要負(fù)載備電擴(kuò)容一般采用“智能擴(kuò)容鋰電方案”“新增電源 + 鋰電方案”“電池共用器”這三種方案。

（1）“智能擴(kuò)容鋰電方案”即在原機(jī)房蓄電池旁增加智能鋰電池[3]。該方案本質(zhì)上依然是單一電源系統(tǒng)，且對重要負(fù)載（二次下電負(fù)載，如OLT設(shè)備及PTN傳輸設(shè)備）有效利用率較低，電池投資較大。

（2）“電池共用器方案”使不同電池類型可以混用，但本質(zhì)上與“智能擴(kuò)容鋰電方案”一致，也是單一電源系統(tǒng)。其新增電池對重要負(fù)載的利用率較低，且差異化備電易于引入新的故障點(diǎn)。

（3）“新增電源 + 鋰電方案”是目前OLT設(shè)備及PTN傳輸獨(dú)立備電的主流方案。該方案新建獨(dú)立電源備電系統(tǒng)，新增電池對重要負(fù)載有效利用率可達(dá)100% ，但增加了電源成本，改造成本高，且存在機(jī)房內(nèi)置鋰電池只向接入的重要負(fù)載供電；市電恢復(fù)時，使用市電供電并給智能精準(zhǔn)備電設(shè)備充電。

2.2智能精準(zhǔn)備電優(yōu)勢

智能精準(zhǔn)備電設(shè)備充分利用機(jī)房現(xiàn)有資源，減少了施工難度和建設(shè)成本，同時具有全面監(jiān)控功能及高度系統(tǒng)可塑性。其優(yōu)勢如下：

（1）“ ¹⁺¹ ”備電：可與機(jī)房原備電系統(tǒng)相兼容，在市電中斷時先調(diào)用原備電電池備電，原備電電池耗盡后再啟用精準(zhǔn)備電設(shè)備備電，從而實(shí)現(xiàn)“1+1”備電。

（2）獨(dú)立備電回路：在原電源空間承重受限不能實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)。

為實(shí)現(xiàn)重要負(fù)載的重點(diǎn)保障，解決單一電源系統(tǒng)缺陷，同時避免新增電池管理器及差異化備電開關(guān)引入新增的故障點(diǎn)，低成本實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)備電及高效極簡運(yùn)維。本文提出了一種利用負(fù)載側(cè)智能精準(zhǔn)備電設(shè)備實(shí)現(xiàn)重要負(fù)載第二回路電源的方案，方案充分利用第一回路電源（原機(jī)房電池）給重要負(fù)載供電，并且在主回路市電中斷或故障的情況下，第二回路依然能夠給重要負(fù)載備電，提供有效供電保障。

2 重要負(fù)載第二回路備電實(shí)現(xiàn)方案

2.1智能精準(zhǔn)備電設(shè)備工作原理

為實(shí)現(xiàn)重要負(fù)載第二回路電源，在重要負(fù)載側(cè)部署智能精準(zhǔn)備電設(shè)備，其只給重要負(fù)載備電。

智能精準(zhǔn)備電設(shè)備內(nèi)置鋰電池和充放電管理模塊，當(dāng)市電正常時。內(nèi)置鋰電池?cái)嚅_，采用開關(guān)電源給負(fù)載供電；當(dāng)市電中斷時，優(yōu)先使用原機(jī)房電池給負(fù)載供電，機(jī)房電池耗盡時（輸入電壓下降至閾值），內(nèi)置鋰電池開關(guān)閉合，同時切斷智能精準(zhǔn)備電設(shè)備輸入，系統(tǒng)故障時，可0秒切換至獨(dú)立備電回路，精準(zhǔn)備電設(shè)備只向接入的負(fù)載備電，確保不向其他負(fù)載供電（防反充）。

（3）自帶充放電管理：可直接利用原機(jī)房電源進(jìn)行充電，并自行完成自主充放電管理，無須再新增電源或其他設(shè)備。

（4）物聯(lián)網(wǎng)化：除可支持以RS-485方式接入FSU實(shí)現(xiàn)與動環(huán)平臺對接外，還支持4G連接，配備獨(dú)立能源管理平臺以實(shí)現(xiàn)“遙控”“遙信”“遙測”。

（5）備電切片：設(shè)備支持多個輸出端口，滿足多臺負(fù)載接入，支持通過軟件定義每臺負(fù)載備電時長及備電電量。

（6）精準(zhǔn)計(jì)量：具備精準(zhǔn)的SOC/SOH計(jì)量，在主電源回路故障時可準(zhǔn)確識別并計(jì)算出預(yù)計(jì)電池續(xù)航時長。

（7）部署簡單：智能精準(zhǔn)備電設(shè)備支持快速部署（部署時長不超過30分鐘），適配現(xiàn)有機(jī)柜，設(shè)備厚度不超過3U。

（8）投資效益比最佳：相比“智能擴(kuò)容鋰電方案”“電池共用器方案”，“負(fù)載側(cè)精準(zhǔn)備電”電池部署于重要負(fù)載側(cè)，只給重要負(fù)載供電，具有最高的利用率，且完成相同備電時長時，需新增的電池容量最低。“新增電源 + 鋰電”“負(fù)載側(cè)精準(zhǔn)備電”兩種方案電池都部署于負(fù)載側(cè)，但“負(fù)載側(cè)精準(zhǔn)備電”方案無須增加開關(guān)電源成本，改造成本最低。

3 應(yīng)用案例分析

3.1典型應(yīng)用案例

負(fù)載側(cè)精準(zhǔn)備電方案已在運(yùn)營商現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行部署。本文以雷州官昌基站為例。2024年4月28日19：30左右，雷州官昌基站發(fā)生市電中斷、市電中斷后機(jī)房直流電源切換到原機(jī)房電池；原機(jī)房電池備電1.6小時，機(jī)房電池電壓下降至45V以下，存在斷電風(fēng)險(xiǎn)。精準(zhǔn)備電設(shè)備0秒切換至內(nèi)置電池；切換至內(nèi)置電池后，精準(zhǔn)備電設(shè)備為0LT設(shè)備備電至4月29日8：46（備電11.6小時）；市電恢復(fù)，電池開始進(jìn)入充電周期。雷州官昌基站市電中斷及備電相關(guān)時間及時長如表1所示。

詳細(xì)過程如下：

（1）雷州官昌基站在19：30市電中斷，精準(zhǔn)設(shè)備輸入功率為131.71W，此時由原機(jī)房備電電池給負(fù)載供電，持續(xù)至21：07電池耗盡，備電1.6小時。

（2）21：08，精準(zhǔn)備電設(shè)備輸入功率降至0W，原機(jī)房備電電池電壓下降至45V以下，存在斷電風(fēng)險(xiǎn)，精準(zhǔn)備電設(shè)備0秒切換至內(nèi)置電池，持續(xù)備電至次日8：46，市電恢復(fù)，備電11.6小時。市電恢復(fù)后，精準(zhǔn)備電進(jìn)入充電階段。

3.2應(yīng)用效果

（1）備電時間充足，有效降低脫網(wǎng)率：從以上案例分析，在原機(jī)房電池耗盡后，負(fù)載側(cè)精準(zhǔn)備電設(shè)備備電時長可達(dá)10小時，顯著降低脫網(wǎng)率。

（2）有效解決機(jī)房電源不穩(wěn)給負(fù)載帶來的安全隱患：部分站點(diǎn)監(jiān)測到市電中斷在10分鐘以內(nèi)，備電時長僅為1分鐘～5分鐘，是機(jī)房電壓不穩(wěn)引起的備電。市電電壓不穩(wěn)時，精準(zhǔn)備電設(shè)備迅速備電，有效解決電壓不穩(wěn)帶來的安全隱患。

（3）電池性能可視化：智能精準(zhǔn)備電設(shè)備通過4G連接管理平臺，將電池性能從不可知變?yōu)榭深A(yù)測，提高供電可靠性。且可提前識別電池風(fēng)險(xiǎn)，精確定位故障原因，縮短排障時間，遠(yuǎn)程在線監(jiān)測和管理，減少上站成本。

結(jié)束語

智能精準(zhǔn)備電設(shè)備為重要負(fù)載建立獨(dú)立第二回路保障。在市電中斷、市電不穩(wěn)或電源主回路故障中斷等緊急情況下，可為重要負(fù)載提供第二電源回路，在緊急情況下充分利用業(yè)務(wù)匯聚設(shè)備的AB雙電源優(yōu)勢。該方案滿足站點(diǎn)重要設(shè)備的備電需求，極大增加重要設(shè)備的備電時長。該方案可最大化利用現(xiàn)有機(jī)房備電電池及開關(guān)電源，部署簡單，可實(shí)現(xiàn)對OLT、PTN、SPN的有效保障，提升站點(diǎn)抗停電能力，確保網(wǎng)絡(luò)服務(wù)持續(xù)運(yùn)行。通過項(xiàng)目應(yīng)用，負(fù)載側(cè)智能備電方案安全、可靠、性價(jià)比高，具有良好的市場推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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