5G网络高可靠市电保障方案的探索

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　　摘要：相对前几代无线通信技术，5G技术带来的高速率低时延特性会极大的促进社会生产和人们的生活，但是5G基站的高功耗带来的外市电保障也是当前工程建设中的难题。本文介绍了中国联通重庆分公司在5G实验网工程建设中遇到的市电改造困难以及由此带来的5G基站集中供电创新方案。从5G基站的集中高QOS供电保障、机房的布局选择、传输的便利性等角度入手，探索5G基站建设中市电保障的高可靠性、高效率、高效益实施方案。
　　關键词：5G;无线基站建设;基站供电保障;可靠性;高效率;低成本
　　中图分类号：TN914.3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）01-0223-01
　　0 概述
　　在目前5G实验网建网建设过程中，重庆联通遇到了较大的困难，工程推进较4G网络建设明显滞后。5G建设目前主要以利旧现网站址和杆塔资源，叠加改造为主。经重庆铁塔公司核实，目前铁塔公司90%的站点外市电容量无法满足5G需求，需要进行大量的配套改造工作，包括铁塔配套、外市电改造，动力配套改造。尤其以外市电的改造难度最大、耗时最长、费用最高，平均单站外市电改造需要25天以上，成为制约5G建设效率的关键。如何在5G网络建设前期充分考虑以上问题，并且同时兼顾5G中后期发展中新增站址供电保障和集约化建设等问题，重庆联通工程建设中心提出了集中供电方案，在高效、可靠、低成本方面开展了效益分析与性能评估。
　　1 5G网络的市电保障解决方案
　　结合各运营商的5G建设规划，铁塔公司应突破以往“一站一点的供电方式”，引入划片区集中供电思路，以1KM为半径，直接向电力公司申请用电负荷，建设集中供电系统，集中对片区内基站采用直供电方式进行配电。同时集中配置大功率发电、备电设施对片区内站点进行集中保障。该方式组建的集中供电系统具有高可靠，低成本，电费单价低，可满足5G网络建设需求。
　　2 集中供电思路
　　铁塔公司应定期收集运营商的5G建设需求或根据运营商滚动建设规划，制定自己的集中供电系统建设规划，目前先期应考虑在商圈、高校、城市热点景区等场景，以1KM为半径考虑，8至10个基站市电需求容量，由电力公司直接提供用电容量满足通信设备用电需求。
　　集中供电系统包括10KV专用变压器和集中供电机房，含交直流配电、电池、发电机组、动环监控和运营商传输设备机架和BBU集中放置机架等空间位置。
　　3 集中供电机房建设原则
　　集中供电系统的关键在于集中供电机房的位置的选择。集中供电机房不仅要考虑通信设备的安装需求，也要考虑方便作为集中供电的统一搭火点的需求。因此集中供电机房的建设原则需要考虑以下因素：（1）集中供电机房位置要临近高压下电点。集中机房首先考虑10KV环网柜或10KV开闭所周边具备选址条件的位置，以降低高压引入成本。（2）集中供电机房到周边基站的距离应小于1KM。集中供电机房周边现网站密集，或规划新建站密集，配电需求明确，并且为保证供电质量，集中供电机房到基站的距离应小于1KM。（3）计划配电的下端现网站市电多为转供电。集中供电后，转供电改为直供电，有利于降低用电成本。（4）现网基站市电隐患多，有外电改造和扩容诉求。（5）集中供电机房附近传输管道和杆路资源丰富，光缆、线缆便于达到周边基站。（6）城市密集区建议考虑车库内靠近小区或者楼宇配电机房周边。
　　4 集中供电市电配置原则
　　系统功耗估算：非5G系统按照1.5KW/套考虑容量，5G系统按照1.5KW/AAU、1.3KW/5GBBU考虑，蓄电池充电功耗按照实际配置容量考虑，机柜按照0.5KW-1KW/台配置，机房按照3P空调2.5KW/台，外市电容量使用率按照85%考虑。
　　5 集中供电效益评估
　　以建设一个下挂10个站点的集中供电站为例，每个基站三家运营商共享，共9套系统。建设一个完备的集中供电站，包括机房及电源配套，250KVA以上箱式变压器及高低压配电线缆材料费、工程服务费，投资估算合计97.2万元，其中外市电改造为88.75万元，平均单站投资为8.87万元，约为“一站一点”供电方式市电改造的2倍左右。改造后转供电变为直供电，电费均价为0.69元/度，较全网转供电均价下降40%。单个基站9套系统（三家共享，含5G系统），年平均单站耗电量5.2万度，采用集中供电后，单站年均节约电费2.39万元，2年即可冲抵集中供电建设单站外市电额外投资，经济效益极为可观。按照重庆联通目前全网40%的转供电测算，通过集中供电改造后，从第三年开始，因电价下降带来的效益每年可达6000万元以上。
　　6 集中供电优势
　　集中供电系统配有专用变压器，直接从高压环网下电，高压电稳定可靠，低压稳定输出，不受外界影响。集中供电管理，可在统一节点对末梢站点进行发电保障，提升维护可靠性和时效性。集中供电系统建设关键在于铁塔配套改造规划与运营商5G建设规划同步，并先于运营商的主体建设项目1～2个月实施，一旦运营商需求提交后，可快速响应，快速保障，统一监控，提升建设效率。集中供电，集中发电保障，又提高了维护效率。
　　7 结论
　　本文通过对5G无线基站建设的供电保障方式进行了分析和探讨，针对阻碍5G快速建设的市电改造等关键问题，提出了使用集中供电的方式对小规模5G基站群进行供电和保障。从高压配电接入、集中供电机房选择、集约化的最后1KM光缆传输、集中发电保障等功能设计，充分体现集中供电高可靠、低成本、高效率的优势，可在5G后续大规模工程建设中，特别是针对集中连片的转供电基站改造，能够较好的满足建设需求，具有较高的经济效益。
　　参考文献
　　[1] 周三.高压直流供电系统在IDC机房的应用与探讨[J].信息通信，2019（01）：268-270.
　　[2] 林健明，陈启章，杨杰.共建共享模式下接入机房-48V直流供电系统建设方案[J].通信电源技术，2018，35（02）：91-94.
　　[3] 吕海涛.网络中心机房供电系统解决方案[J].信息与电脑（理论版），2017（12）：191-193.
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