基于大数据分析的基站蓄电池精细化配置方法

纪国强，汤志刚，郑志刚，裴皎

(1 中国移动通信集团设计院有限公司浙江分公司，杭州 310020；2 中国铁塔股份有限公司浙江省分公司，杭州 310020)

目前新建基站蓄电池一般均按照特定的配置原则进行配置，如铁塔公司一般按照3h后备时长配置，但全国各地市电可靠性存在差异，且城区部分区域相对较少停电或者停电时长很短，这为我们降低蓄电池配置提供了条件。

后期随着我国电力系统的不断发展和完善，市电的可靠性逐步提高，为降低蓄电池配置进一步提供空间。

1 蓄电池计算原则

目前通信基站后备保障一般采用铅酸蓄电池为主，根据GB51194-2016《通信电源设备安装工程设计规范》5.2.4节，铅酸蓄电池组总容量应按下式计算：

式中：Q为蓄电池容量（Ah）；K为安全系数，取1.25；I为负荷电流（A）；T为放电小时数（h）；η为放电容量系数，如表1所示。

t为实际电池所在地最低环境温度数值。所在地有采暖设备时，按15℃考虑，无采暖设备时，按5℃考虑。

α为电池温度系数（1/℃）当放电小时率≥10时，取α=0.006；当10＞放电小时率≥1时，取α=0.008；当放电小时率＜l时，取α=0.01。

由以上计算方法可见，基站蓄电池容量与放电小时数（即后备保障时长）有着紧密的联系。

2 基站停电现状分析

根据某东南沿海省份运营商在2016年8月至2017年3月期间共计71 439个物理站点约96万余条监控停电告警数据进行统计分析。得出停电时长分布如图1所示。

表1 铅酸蓄电池放电容量系数（η）表

图1 全省基站停电时长分布

由图1可以看出，在全省有停电记录的站点中，29%站点停电时长在2 h以下，其中19%站点停电时长在1 h以下。

东南沿海省份在夏季台风气候较多，基站易发大面积停电事故，部分内陆省份市电可靠性或更高。由此可见，在目前的市电可靠性下，采用精细化的配置方法，可以有效降低基站蓄电池的投资。

3 基于大数据分析的蓄电池精细化配置方法

3.1 建立基站停电数据库

根据基站监控停电告警数据进行统计分析。得出各站点的停电次数和停电时长分布。再按站点编码匹配出站点的经纬度形成基站停电数据库，如表2所示。

3.2 新建站点后备保障时长选择

首先，可以根据经纬度测算出拟新建站点与数据库中所有站点的站间距，然后根据站间距进行排序并提取出特定数量的站点（如站间距从小到大排名前3的站点，可以根据需求设定）的历史停电数据。根据历史停电数据作参考来取定蓄电池的保障时长，实现蓄电池的精细化配置。

以上步骤通过Excel宏工具实现站间距计算和排序提取，也可制作小软件实现平台化，操作实施简便。

图2 Excel宏工具输入界面

如图2所示，在Excel宏工具输入界面中输入拟新建站点站名和站点经纬度，在显示站点数量一栏输入“3”（可自行设定，无上限，考虑实际情况一般提取站间距在1 km以内的站点即可)， 点击“查找计算”按钮。则输出如图3所示距离该站点站间距从小到大排名前3位的站点的历史停电信息，并显示各个站点距离新建站点的站间距，以此作为拟新建站点的后备保障时长选取参考。

如图3所示，与该拟建站点站间距在400 m以内的3个站点历史停电记录均在2 h以下，建议该站点后备保障时长选取2 h，则此站点按2 h放电时长计算蓄电池容量。

表2 基站停电数据库（节选）

图3 excel宏工具输出界面

表3 不同后备保障时长下单站蓄电配置和投资差异

4 效益分析

4.1 单站效益分析

根据基于大数据分析的蓄电池精细化配置方法，部分基站后备保障时长可以调整为2 h或1 h。与3 h后备时长下单站蓄电池的配置和投资差异如表3所示。

4.2 整体效益分析

根据某省运营商2017规划新建站点规模，规划新建物理站点约8 257个（其中新建1套系统站点5 945个，2套系统站点2 073个，3套系统站点239个）。结合前文分析数据，10%站点后备保障时长按2 h配置，19%站点后备保障时长按1 h配置，根据此蓄电池精细化配置方式，经测算该运营商全省2017年可节省蓄电池投资约为938万元。

5 结束语

基于基站停电大数据分析法是一种简单有效的基站蓄电池精细化配置方法，该方法可在不影响供电可靠性的前提下有效降低基站蓄电池的建设成本。在实际应用中，基于大数据分析的特点，市电停电的数据覆盖站点和停电记录应尽可能多，数据量尽可能大，同时还应定期更新停电数据库，以此才能保证大数据分析的准确性。

另一方面，市电可靠性只是影响蓄电池后备保障时长的其中一项重要因素，后续还可考虑将市电停电时长和维护应急发电的便利性相结合，实现更进一步的精细化配置，更大限度节省基站蓄电池造价。

[1] 吴晓, 刘慧婷. 典型移动基站蓄电池合理配置方案建议[J].通信电源技术, 2015,32(6):190-193.

[2] 郭武，吴文静. 通信工程设计中配置蓄电池组容量的计算方法[J]. 电信工程技术与标准化, 2005(5).