基站光儲充一體機項目方案

胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

前景

5G基站的高能耗

從2G時代開始，通信網絡能耗不斷攀升，用戶在享受更好的覆蓋、更高的網絡速率的同時，運營商也在對網絡進行持續建設，而更多的基站、更廣的頻段、更大的帶寬、更強的處理能力帶來了絕對功耗的上升。相比4G基站，5G不僅功耗提高了近3倍，并且由于覆蓋范圍的衰減，5G基站的數量又是成倍增加。當前主流廠商的5G基站單系統滿載功耗約為3.5~4kW，據統計現有運行的5G微基站平均每天耗電約65kWh，如果按照電價1元/kWh計算，每年全國僅5G基站電費支出將達到763億，這對運營商來說是沉重的負擔。

基站的電源設備、發射設備、傳輸設備等都是較大的發熱體，空調系統要持續為基站降溫，據統計空調的電費支出約占整個基站電費支出的54%左右，成為基站機房中的主要耗電設備。

除了電費高昂之外，還有基站供電問題。由于5G基站負荷比4G基站高出近3倍，原有4G基站的配電系統可能不足以提供這么高的功率，包括供電線纜、斷路器、空調、開關電源、蓄電池等都需要升級，這樣成本會更高。因此對于運營商而言，5G基站的高功耗甚至成為了制約5G發展的首要原因。

需求

2. 微電網為基站解決哪些問題

概念

微電網，作為現代能源系統中的一個創新概念，其解決的問題遠不止于單一的能源供應或管理層面。在深入探討其解決的具體問題之前，讓我們先回顧一下微電網的基本定義：微電網是一個小型、獨立的電力系統，能夠集成多種分布式能源（如太陽能、風能、儲能設備等），并通過先進的控制和通信技術實現局部區域內的電力自給自足與智能調度。

提升能源供應的可靠性

在自然災害或主電網故障時，微電網能夠迅速孤島運行，保障關鍵負荷的不間斷供電。這種能力對于醫院、數據中心、應急指揮中心等關鍵基礎設施尤為重要，它們需要持續的電力供應來維持正常運行，從而確保社會服務的連續性和公共安全。

促進可再生能源的消納

隨著可再生能源比例的不斷提高，其間歇性、波動性給電網帶來挑戰。微電網通過靈活調度其內部的分布式能源，特別是儲能系統的應用，有效平抑可再生能源的波動，提高可再生能源的利用率和電網的接納能力。這不僅有助于減少化石燃料的依賴，還促進了綠色低碳的能源轉型。

優化能源配置與利用

微電網內部的能源管理系統可以根據實時電價、負荷需求、天氣預測等信息，智能調整分布式能源的發電計劃和儲能充放電策略，實現能源的槜優配置和高效利用。這種精細化管理有助于降低用戶的用電成本，同時提高整個能源系統的經濟性和環保性。

增強電力系統的靈活性和韌性

微電網作為電網的“細胞"或“微單元"，其靈活性和韌性對于提升整個電力系統的適應性和恢復力至關重要。通過微電網的廣泛部署和互聯互通，可以形成更加靈活多變的電網架構，有效應對未來能源結構的多元化和電力需求的多樣化。

推動能源互聯網的發展

微電網是構建能源互聯網的重要基石之一。通過微電網之間的信息交互和電力交易，可以形成更大范圍、更高層次的能源共享和互補機制，促進能源的高效利用和可持續發展。同時，微電網也為用戶提供了更多參與能源市場的機會，激發了市場的活力和創新。

綜上所述，微電網在提升能源供應可靠性、促進可再生能源消納、優化能源配置與利用、增強電力系統靈活性和韌性以及推動能源互聯網發展等方面發揮著重要作用。隨著技術的不斷進步和政策的持續支持，微電網有望在未來能源系統中扮演更加重要的角色。

方案

安科瑞為基站微電網提供解決方案

概述

Acrel-2000MG微電網能量管理系統，是我司根據新型電力系統下微電網監控系統與微電網能量管理系統的要求，總結國內外的研究和生產的先進經驗，專門研制出的企業微電網能量管理系統。本系統滿足光伏系統、風力發電、儲能系統以及充電樁的接入，全天候進行數據采集分析，直接監視光伏、風能、儲能系統、充電樁運行狀態及健康狀況，是一個集監控系統、能量管理為一體的管理系統。該系統在安全穩定的基礎上以經濟優化運行為目標，促進可再生能源應用，提高電網運行穩定性、補償負荷波動；有效實現用戶側的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設備運行效率、降低供電成本。為微電網能量管理提供安全、可靠、經濟運行提供了全新的解決方案。

微電網能量管理系統應采用分層分布式結構，整個能量管理系統在物理上分為三個層：設備層、網絡通信層和站控層。站級通信網絡采用標準以太網及TCP/IP通信協議，物理媒介可以為光纖、網線、屏蔽雙絞線等。系統支持Modbus RTU、Modbus TCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT 等通信規約。

系統架構

本平臺采用分層分布式結構進行設計，即站控層、網絡層和設備層，詳細拓撲結構如下：

光儲充一體機示意圖

功能特點

安科瑞微電網能量管理系統能夠微電網的源、網、荷、儲能系統、充電負荷進行實時監控、診斷告警、全景分析、有序管理和高級控制，滿足微電網運行視監全面化、安全分析智能化、調整控制瞻前化、全景分析動態化的需求，完成不同

目標下光儲充資源之間的靈活互動與經濟優化運行，實現能源效益、經濟效益和環境效益Z大化。

主要功能

?實時監測

?能耗分析

?智能預測

?協調控制

?經濟調度

?需求響應

系統特點

?平滑功率輸出，提升綠電使用率；

?削峰填谷、谷電利用，提高經濟性

?降低充電設備對局部電網的沖擊

?降低站內配電變壓器容量

?實現源荷最高匹配效能