新型技术在5G电源配套建设中的应用

周 雷，崔颖强

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210009）

0 引 言

在5G这一新技术的发展背景下，基站设备功率相较以往有了大幅提高，同时基站电源技术成为影响5G实现全国范围商用的一大限制因素。为此，研究探讨5G电源技术便有着较强的现实意义与社会价值。

1 5G网络特点

5G网络在具体运用期间，为确保其能够正常投入使用，应当结合融入其他的新式技术，如多输入多输出系统与C-RAN技术。这些技术在实际运用时有着局部频率重复调用与智能微小分区等问题，对于5G基站参数具有较高的建设要求。在网络系统具体运作时，数据输送和存储管理既要求将基站建设地点与分散数目等要素纳入考虑范畴，同时还要仔细考虑各种干扰与能源效率等要素[1]。

将5G通信技术与4G进行比较可以了解到，5G技术不论是在网络功能、参数，还是在算法方面均获得了较强的优化。有关公司在实行5G网络的研发运用时，应当有效把控好成本，并且还要在实现对技术革新与新型设备引入的基础上达成对现有基站电源的配套改造。

2 现网5G基站电源配套改造的相关策略

2.1 电池的有效配置

只有保证了电能的充足供应，方可使得5G功能得以确切实现。在具体建设工作中，为了使得系统的运作要求得到满足，应当进行合理的电容扩展。基于对电池规格大小的合理选取，可以防止电池在使用过程中出现规格与类型不同的情况[2]。若是在实际工作中发生了不同种类与规格电池混合使用的状况，那么就可能引起设备损坏。

电池容量的选取应当结合实际需求来确定，尽量不出现太大或者是太小的情况。这是因为当电池容量太大时，就会使得电能被浪费，无法让资源获得高效率的利用，而电池容量若是太小，那么将会无法确保设备能够正常运作，情况严重时还有可能使设备受损。在电池配置时应当强化对资金的有效管控，尽可能以最低成本获取到最高的经济收益[3]。在电池配备工作中，有关人员应当仔细比对分析停电信息，按照统计的信息来调整资金投入。电池配置应当采取模块化的方式来进行容量扩增，在资金得到合理控制的前提下充分满足电池容量需求。而在电池的各自连接上，有关人员应当仔细分析相对应的电流图，了解连接的电池之间是否可以兼容，然后再计算分析充放电状态下的电流与电压的最大值，确保电池扩容的科学合理性，防止引发雪崩效应[4]。

2.2 开关电源的创新运用

在对现网5G基站电源实行配套改造时，对于开关电源的改造十分关键。运用开关电源能够提高与改进电源性能，实现对电流性质的有效管控，从而在5G网络的运作期间，开关电源可以按照具体需求合理分配直流和交变电源。在进行开关电源的改造工作中，应当基于具体电网要求出发，确保现网基站电源配套设施功能完善，并且对于数量大于10的模块就应当安排一个开关电源来进行控制[5]。

2.3 外市电的创新解决

外市电改造同样也是5G电源配套建设中的关键内容，在此方面的工作难度相对较大，需要投入较多的人力和物力。为确保外市电改造的足够合理，有关工作人员在进行改造时应当加强对于改造工作流程的分析与探究，整理并深入剖析专业信息数据。外市电改造结果的优劣会直接决定基站是否可以稳定运作[6]。旧式基站市电容量通常包括了通信设备、蓄电池电能以及空调最高负荷3部分，如果要想减少负荷数，则可采取市电削峰技术。在高峰时期，应当尽可能不对电池进行充电，否则将可能引起停电。在进行外市电改造工作时，成本花费额度相对不高，更为适合运用在偏远地区，有效减轻资金压力[7]。

3 5G基站电源技术的应用

3.1 市电削峰技术

市电削峰是目前使用较多的一种5G基站电源技术，主要是利用用电高峰期和低谷期的蓄电池来实行充电，从而解决基站内电源扩容与机房改建等各方面问题。当处于用电高峰时期，利用蓄电池作为市电的补充供电，而进入到用电低谷时期或，就可以使用市电来为蓄电池实行充电。这样一种基于限流、储存电能与错峰等原理而形成的市电削峰技术，可以有效减少通信设备和电池充电方面的市电问题。同时，在实际运用中，此技术又可细分成多种类型，主要包括以下几种。

3.1.1 备电电池错峰充电型

其使用原理为在负荷处于高峰时期下，基于对电池充电电流的削弱与对通信设备供电的强化来使蓄电池达成错峰充电的目的。基于具体分析计算得知，使用此种充电模式可以达到的最高削峰比例在15%左右，比较适合运用市电容量缺口不大，并且每12 h内停电时长不高于3 h的基站环境中。此外，使用这种充电模式所带来的负面影响主要是电池充电时长相对更长[8]。所以，结合其特点，可以将备用电池错峰结合限流充电方式一同运用其中，除了使用备用电池实行错峰充电之外，还会对电池充电时的电流进行严格把控，可让最高削峰比例高达30%左右。所适合运用的场景为保障级别不高，市电容量缺口不大，且每日停电时间不超过3 h的5G基站。

3.1.2 错峰充电结合储能电池削峰型

此种方式的原理为在负载高峰时期对储能电池进行放电处理，而且要在低谷时期才对电池进行充电。对于负载高峰和低谷时期的判断，应当按照所连接设备的具体荷载状况来加以确定。这种模式下可以有效控制通信设备的负载波动情况，为此也让最高削峰比例可达到40%。比较适合运用的场景为市电容量具有较高缺口，而且未存在连续性停电情况的低等级基站，从而保证基站电源可以正常运作。

3.1.3 储能电池削峰型

其运用原理为在负荷的高峰时间让储能电池进行放电，而在低谷时期为储能电池充电。此种模式下能让最高削峰比达到15%，而且不会让备用电池的充电时间长度因此延长，但储能电池只有在备用电池进行充电以及负荷高峰期的叠加时段可以运用。在具体使用时主要可用于市电具有较小缺口，且停电频率比较规律的5G基站。

3.2 创新式集中供电技术

集中供电系统详细构成如图1所示。将通信机房常用的48 V供电电源作为案例分析，先将其从48 V提高到直流250～410 V，然后使用电缆让其运输到远端机区域。其后，远端机再将直流250～410 V电压实行变压处理，让其转化成直流48 V与交流220 V，如以便可以向设备持续提供电能，且不会发生中断现象。在具体运用时，可以将此种创新式集中供电系统设置在中心基站区域，同时还应保证此中心基站所处区域的市电容量十分充足。基于对中心基站的布设便可以运用这种创新式集中供电技术向周边的数个基站提供电能，在此基础上不仅可以减轻周边基站市电和蓄电池扩容压力，而且可以在短时间内投入运用，同时还可以为基站提供十分稳定、可靠的电能[9]。

图1 集中供电系统组成

3.3 蓄电池共用管理技术

此种技术的主要作用在于解决不同类别蓄电池与厂商电池并联使用时的不兼容问题，以达成模块化扩容。对电池进行主动控制，让锂电池优先放电，为市电削峰和削峰填谷等技术运用，如图2所示。

图2 蓄电池共用管理示意图

充电模式分为共充模式（默认模式）和单充模式两种，前者是指各个电池接口与外置铅酸电池依照预设的限流值一同进行充电，后者是指各个电池接口与外置铅酸电池根据预设好的优先顺序依次充电，一般是在市电容量存在缺口时运用。

放电模式分为共放模式（默认模式）和优先放电模式两种，前者中各条电路按照预设好的限流值或者是按照电池容量以容量占比大小为标准进行放电，共同达到放电截止条件；后者可以预设两级放电次序，运用于市电削峰和削峰填谷等场景下，梯级电池主要用于削峰时，铅酸主要用于备电时[10]。

电池共用管理能够让不同厂商生产以及种类不同的蓄电池组一同投入应用，减轻了工程开展的难度与复杂程度，加快了工程的建设速度，并且还使得工程整体造价有效降低，促使资源利用率大幅提升。

4 结 论

5G规模化应用各种新型技术，使得基站配套建设工作的难度显著提高。而基于对创新电源技术的运用解决了此方面的难题，提高了5G网络的建设速度，让企业获得了更高的经济与社会效益，同时也对促进我国通信事业发展起到了帮助。