能源新范式：當(dāng)通信基站變身“微電網(wǎng)”，智慧與綠色雙向賦能

時(shí)間：2025/10/21閱讀：914

項(xiàng)目背景

為適應(yīng)我國(guó)通信行業(yè)的快速發(fā)展與基礎(chǔ)設(shè)施共建共享的戰(zhàn)略導(dǎo)向，通訊基站的運(yùn)行維護(hù)逐步形成了以中國(guó)鐵塔公司為主導(dǎo)、負(fù)責(zé)基礎(chǔ)設(shè)施統(tǒng)一建設(shè)與維護(hù)，移動(dòng)、電信、聯(lián)通三大運(yùn)營(yíng)商專注業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)與服務(wù)的協(xié)作模式。

在這一模式下，為支撐通信網(wǎng)絡(luò)全覆蓋與信號(hào)暢通，鐵塔公司持續(xù)加大基站設(shè)施建設(shè)投入，通訊鐵塔數(shù)量穩(wěn)步增長(zhǎng)。然而，隨著信息社會(huì)不斷發(fā)展，基站承載功能日益復(fù)雜，用戶規(guī)模與內(nèi)部用電設(shè)備種類數(shù)量迅速上升，導(dǎo)致整體用電需求顯著增加。另一方面，多數(shù)鐵塔基站位于電網(wǎng)末端，普遍面臨供電電壓不穩(wěn)、電能質(zhì)量不高的現(xiàn)實(shí)困境；部分偏遠(yuǎn)地區(qū)基站更需投入大量人力物力進(jìn)行電網(wǎng)延伸建設(shè)與維護(hù)，整體供電系統(tǒng)的安全性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性仍面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

鐵塔基站微電網(wǎng)是針對(duì)鐵塔公司目前面臨的諸多用電問題，在鐵塔基站建設(shè)范圍內(nèi)，構(gòu)建的一個(gè)包含微電源，儲(chǔ)能裝置，控制系統(tǒng)以及監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置的小型電力系統(tǒng)。建設(shè)鐵塔基站微電網(wǎng)，對(duì)解決鐵塔公司面臨的諸多用電問題有很大的幫助：

1、鐵塔基站微電網(wǎng)的微電源包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏組件、柴油發(fā)電機(jī)等，提高了鐵塔基站新能源使用率與滲透率，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，減小環(huán)境污染；

2、鐵塔基站遍布全國(guó)，可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況合理配置微電源規(guī)模與種類，使用配置靈活，能有效解決鐵塔基站用電量增多的問題；偏遠(yuǎn)地區(qū)的鐵塔基站，可以通過擴(kuò)大微電源規(guī)模的方式，減少對(duì)大電網(wǎng)的依賴，減少輸配電線路投資，降低用電維護(hù)成本；

3、鐵塔基站微電網(wǎng)中整合了以蓄電池為主的儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)在微電源出力大時(shí)存儲(chǔ)過剩的電能，出力小時(shí)補(bǔ)償?shù)碗妷?，?shí)現(xiàn)“移峰填谷"。儲(chǔ)能系統(tǒng)還能穩(wěn)定電壓頻率，增大系統(tǒng)慣性，從而降低電壓波動(dòng)和閃變，改善電能質(zhì)量；

4、建立智能微電網(wǎng)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)基站內(nèi)部所有電源、負(fù)荷以及其他對(duì)象的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、調(diào)度和控制，進(jìn)一步提高基站運(yùn)行的自動(dòng)化與智能化水平。

基站光儲(chǔ)能源總體架構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)采用云邊協(xié)同的先進(jìn)架構(gòu)，由部署于云端的智慧能源管理平臺(tái)與安裝在各基站的協(xié)調(diào)控制器共同組成。協(xié)調(diào)控制器實(shí)時(shí)采集光伏逆變器、儲(chǔ)能EMS、配電系統(tǒng)關(guān)口電表等關(guān)鍵設(shè)備數(shù)據(jù)，依托內(nèi)置算法智能生成調(diào)度策略，實(shí)現(xiàn)基站側(cè)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)"的協(xié)同運(yùn)行與多能互補(bǔ)，有效提升可再生能源消納比例，降低基站用電成本，優(yōu)化光儲(chǔ)系統(tǒng)整體能效。

在保障系統(tǒng)安全方面，該架構(gòu)具備主動(dòng)防護(hù)與實(shí)時(shí)告警機(jī)制，可及時(shí)提示風(fēng)險(xiǎn)，助力運(yùn)維人員快速響應(yīng)。管理平臺(tái)支持微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器即插即用，具備*的監(jiān)視、控制、分析與優(yōu)化功能。通過云邊高效協(xié)同，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)基站光儲(chǔ)系統(tǒng)的全景監(jiān)控、協(xié)同控制、優(yōu)化調(diào)度、主動(dòng)安全防護(hù)、智能告警分析、收益評(píng)估及報(bào)表管理，全面提升基站能源管理的智能化與精細(xì)化水平。

圖 1 基站智慧能源管理系統(tǒng)

上圖為所有基站接入智慧能源管理平臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖。各個(gè)基站通過協(xié)調(diào)控制器實(shí)現(xiàn)基站內(nèi)部源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)的采集、分析，并根據(jù)當(dāng)前的工況實(shí)現(xiàn)源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)各環(huán)節(jié)的協(xié)同運(yùn)行。

協(xié)調(diào)控制器可主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)光伏、儲(chǔ)能、用電負(fù)荷等設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過有線/無線網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至智慧能源管理平臺(tái)。協(xié)調(diào)控制器可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。針對(duì)原有的控制策略繼續(xù)保持，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

通過智慧能源管理平臺(tái)可對(duì)各個(gè)區(qū)域接入的基站內(nèi)的協(xié)調(diào)控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程配置與策略修改，如計(jì)劃曲線、削峰填谷、新能源消納等控制策略。同時(shí)，針對(duì)各個(gè)基站的設(shè)備、通訊運(yùn)行情況進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)能耗分析、故障告警等功能，幫助運(yùn)維人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并進(jìn)行維護(hù)管理，提升系統(tǒng)高效率運(yùn)行。

基站光儲(chǔ)能源系統(tǒng)功能

基站光儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)主要分為基站光儲(chǔ)站點(diǎn)建設(shè)與智慧能源管理平臺(tái)兩個(gè)部分。

協(xié)調(diào)控制器

基站光儲(chǔ)站點(diǎn)建設(shè)根據(jù)基站光儲(chǔ)一體化方案，分為直流儲(chǔ)能一體化、交流儲(chǔ)備系統(tǒng)分離式、交流儲(chǔ)備一體化多種方案，其結(jié)構(gòu)圖如下所示：

圖 2 直流儲(chǔ)備一體化方案

圖 3 交流儲(chǔ)備一體化方案

基站光儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)基站的構(gòu)成以及基站設(shè)備需求，可通過 ACCU-100 協(xié)調(diào)控制器，獲取基站光儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)光伏系統(tǒng)的輸出功率、儲(chǔ)能狀態(tài)、電價(jià)信息，調(diào)配光伏系統(tǒng)、市電、儲(chǔ)能電池對(duì)所述 5G 基站通信設(shè)備的供電量。其基站光儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下：

圖 4 直流光儲(chǔ)一體化組網(wǎng)示意圖

圖 5 交流光儲(chǔ)一體化組網(wǎng)示意圖

智慧能源管理系統(tǒng)

微電網(wǎng)智慧能源管理系統(tǒng)接入了各基站的發(fā)電、電網(wǎng)、負(fù)荷及儲(chǔ)能系統(tǒng)，能夠全天候采集與分析運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏、儲(chǔ)能、備用電源及常規(guī)負(fù)荷的工作狀態(tài)。該系統(tǒng)集實(shí)時(shí)監(jiān)控、能量管理與智能運(yùn)維功能于一體，可在不同運(yùn)行目標(biāo)下，靈活協(xié)調(diào)源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)等多種資源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的運(yùn)行方式，從而全面提升能源利用效率、經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益。

微電網(wǎng)智慧能源管理系統(tǒng)具備以下功能(包含不限于):