新型技术在5G电源配套建设中的有效应用

孙 浩，陈冠军，和家强

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210000）

0 引 言

在5G新型网络技术的助力下，人们需要进一步优化和提升基站的设备功耗。5G技术在全国范围内应用的一个重要限制性因素是基站的电源配套问题，相关工作人员需要针对5G电源设施进行相应优化和改造，以形成完善的供电系统。在5G技术使用和演进过程中，它会与其他新型技术进行有效融合，如多输入多输出技术（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）、新型无线接入网络（Cloud Radio Access Network，C-RAN）技术等。这些技术在使用时不仅需要对局部频率进行重复调用，还需要智能化处理诸多微小分区。除此之外，在网络系统运行过程中进行数据传输和储存管理时，要考虑基站的建设地点、各种干扰以及能源转换等相关要素。设备厂商在研发5G网络设备时，不仅要控制成本，还要将电源配套的新设备与技术创新应用于现有基站的5G电源配套改造[1]。

1 5G电源配套建设需求分析

为保障5G网络的正常使用，需要对现有电源系统和后备电源容量进行扩容改造。相关工作人员可以针对后备电源的电池规格和容量进行合理的扩容配置，在同一站点尽量使用相同类型的电源设备和电池，降低因配置规格或类型不匹配而增加5G网络发生故障和风险的概率[2]。

电池容量应根据系统对后备电源后备时长的实际需求进行配置，避免出现电池容量不匹配的问题。若配置电池容量过大，会导致电能浪费，增加用电负荷；若配置电池容量过小，一旦系统断电，无法保障备用电池的后备时长，影响网络系统性能的稳定性，严重时可能会使网络中断。此外，相关工作人员应分类对比不同区域的停电历史信息，根据统计结果适当调整后备电池的投入资金量。

在进行电池配置时，采用模块化的方式设置配电容量。分析配电设备充放电状态下的电流与电压最大值，以确保电磁扩容的科学合理性，避免因雪崩效应导致设备损伤[3]。

5G基站配置高可靠性的电源系统能够为基于5G网络的应用提供基础保障。其中，后备电源电池的容量合理和高可靠性是保证关键通信设备在紧急情况下正常运行的重要保障。在5G网络大规模建设的背景下，相关工作人员不仅要对配电容量进行合理调整，还要研发可靠合理的电源设备，进而实现其在电源系统改造和建设过程中的合理应用。

2 5G电源配套建设中应用的新兴技术

2.1 共用共管蓄电池技术

共用共管蓄电池技术主要用于解决不同类型蓄电池和厂商电池并联使用时存在的不兼容问题，实现模块化的电池扩容。在日常使用时，合理有效地控制不同类型的电池，能实现削峰填谷的作用。

蓄电池的充电模式分为共充模式和单充模式。共充模式指各个电池接口与外置铅酸电池在充电过程中，按照预先设置好的限流值同时充电；单充模式指各个电池接口与外置铅酸电池根据系统所设置的先后顺序依次进行充电，解决市电接入容量不足的问题[5]。

蓄电池的放电模式分为共放模式和优先放电模式。共放模式为常见的默认模式，即按照预设的限流值或电池容量占比进行相应放电；优先放电模式可以调整两极放电次序，实现削峰填谷的作用。梯次电池主要用于削峰，铅酸电池主要用于备电。

电池共用管理模式能使不同厂商生产的不同种类蓄电池组在同一套电源系统内同时应用，降低电源配套改造和实施过程的复杂度，加快电力配套设施建设速度，缩短工程建设周期，对工程整体建设具有积极作用。蓄电池储能结构如图1所示。

图1 蓄电池储能结构

2.2 削峰填谷技术

削峰填谷技术是一种在城市5G基站电源系统建设中起到积极作用的技术。在炎热的夏季，城市用电量会达到高峰，这是不可避免的。通过使用削峰填谷技术，可以有效管理和利用电力资源。削峰填谷技术的核心是利用蓄电池进行能量的储存和释放。在市电用电低谷期间，蓄电池可以进行充电，将多余的电力储存起来。而在用电高峰期，蓄电池则可以释放储存的电力，以抵消市电用电峰值时的用电量。通过削峰填谷技术，可实现对市电的有效储能和分流。当市电用电量较低时，蓄电池可以充电，将多余的电力储存起来，作为备用。而在市电用电量达到高峰时，蓄电池可以释放储存的电力，以满足基站的用电需求，从而减轻市电的负荷。

削峰填谷技术的应用可以带来多重好处。首先，可以有效平衡市电的供需关系，减少用电高峰期对市电系统的冲击，提高电网的稳定性和可靠性。其次，可以降低基站的用电成本。通过在用电低谷期间充电，充分利用市电的低价电力，从而降低基站的用电成本。最后，可以降低对环境的影响。通过减少对传统能源的依赖，降低碳排放量，实现可持续发展。

后备电源电池的高峰期削峰技术是一种较为简单的技术，能够实现电池在市电用电高峰期时放电供5G设备使用，在低谷期利用市电对电池充电储能。采用此技术的最高削峰比例为15%左右，不会延长后备电源电池的充电时长。在电量充足的前提下，电池能在市电用电高峰期实现最大限度的削峰作用，适用于三线城市市政供电缺口较小的5G基站[6-8]。

2.3 高压直流集中供电技术

高压直流集中供电技术可将集中供电的主站电压提高为380～410 V，通过电源系统送电网络将电压输送至远端基站区域。远端基站对电压进行变压处理，使其转换为48 V的直流电，从而实现对5G基站持续的电能供应。该处理方式不会因市电的中断而出现供电中断的情况。在高压直流集中供电系统建设时，要注意将集中供电主站设置在市电供电容量充足、稳定的中心基站，满足集中供电系统内所有基站的供电容量和冗余需求。通过应用高压直流集中供电技术，不仅能有效减轻单个5G基站市电和蓄电池的扩容压力，还能在较短的时间内完成供电系统的建设、投入使用，为基站提供稳定的电能。基于直流母线供电的集中式充电站电路如图2所示。

图2 基于直流母线供电的集中式充电站电路

3 结 论

5G网络的大规模建设促进了各种新技术和新应用的发展，但增大了5G基站电源配套设施改造和建设的难度。通过对电源新技术的合理应用，能有效满足5G网络基站的用电需求，保障5G网络的快速建设和可靠运行，实现更高的经济效益和社会效益，为我国通信事业的发展和网络环境的建设起到良好的促进作用。