基站光储充一体机项目方案

胡冠楠

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定

前景

5G基站的高能耗

从2G时代开始，通信网络能耗不断攀升，用户在享受更好的覆盖、更高的网络速率的同时，运营商也在对网络进行持续建设，而更多的基站、更广的频段、更大的带宽、更强的处理能力带来了绝对功耗的上升。相比4G基站，5G不仅功耗提高了近3倍，并且由于覆盖范围的衰减，5G基站的数量又是成倍增加。当前主流厂商的5G基站单系统满载功耗约为3.5~4kW，据统计现有运行的5G微基站平均每天耗电约65kWh，如果按照电价1元/kWh计算，每年全国仅5G基站电费支出将达到763亿，这对运营商来说是沉重的负担。

基站的电源设备、发射设备、传输设备等都是较大的发热体，空调系统要持续为基站降温，据统计空调的电费支出约占整个基站电费支出的54%左右，成为基站机房中的主要耗电设备。

除了电费高昂之外，还有基站供电问题。由于5G基站负荷比4G基站高出近3倍，原有4G基站的配电系统可能不足以提供这么高的功率，包括供电线缆、断路器、空调、开关电源、蓄电池等都需要升级，这样成本会更高。因此对于运营商而言，5G基站的高功耗甚至成为了制约5G发展的首要原因。

需求

2. 微电网为基站解决哪些问题

概念

微电网，作为现代能源系统中的一个创新概念，其解决的问题远不止于单一的能源供应或管理层面。在深入探讨其解决的具体问题之前，让我们先回顾一下微电网的基本定义：微电网是一个小型、独立的电力系统，能够集成多种分布式能源（如太阳能、风能、储能设备等），并通过先进的控制和通信技术实现局部区域内的电力自给自足与智能调度。

提升能源供应的可靠性

在自然灾害或主电网故障时，微电网能够迅速孤岛运行，保障关键负荷的不间断供电。这种能力对于医院、数据中心、应急指挥中心等关键基础设施尤为重要，它们需要持续的电力供应来维持正常运行，从而确保社会服务的连续性和公共安全。

促进可再生能源的消纳

随着可再生能源比例的不断提高，其间歇性、波动性给电网带来挑战。微电网通过灵活调度其内部的分布式能源，特别是储能系统的应用，有效平抑可再生能源的波动，提高可再生能源的利用率和电网的接纳能力。这不仅有助于减少化石燃料的依赖，还促进了绿色低碳的能源转型。

优化能源配置与利用

微电网内部的能源管理系统可以根据实时电价、负荷需求、天气预测等信息，智能调整分布式能源的发电计划和储能充放电策略，实现能源的槜优配置和高效利用。这种精细化管理有助于降低用户的用电成本，同时提高整个能源系统的经济性和环保性。

增强电力系统的灵活性和韧性

微电网作为电网的“细胞"或“微单元"，其灵活性和韧性对于提升整个电力系统的适应性和恢复力至关重要。通过微电网的广泛部署和互联互通，可以形成更加灵活多变的电网架构，有效应对未来能源结构的多元化和电力需求的多样化。

推动能源互联网的发展

微电网是构建能源互联网的重要基石之一。通过微电网之间的信息交互和电力交易，可以形成更大范围、更高层次的能源共享和互补机制，促进能源的高效利用和可持续发展。同时，微电网也为用户提供了更多参与能源市场的机会，激发了市场的活力和创新。

综上所述，微电网在提升能源供应可靠性、促进可再生能源消纳、优化能源配置与利用、增强电力系统灵活性和韧性以及推动能源互联网发展等方面发挥着重要作用。随着技术的不断进步和政策的持续支持，微电网有望在未来能源系统中扮演更加重要的角色。

方案

安科瑞为基站微电网提供解决方案

概述

Acrel-2000MG微电网能量管理系统，是我司根据新型电力系统下微电网监控系统与微电网能量管理系统的要求，总结国内外的研究和生产的先进经验，专门研制出的企业微电网能量管理系统。本系统满足光伏系统、风力发电、储能系统以及充电桩的接入，全天候进行数据采集分析，直接监视光伏、风能、储能系统、充电桩运行状态及健康状况，是一个集监控系统、能量管理为一体的管理系统。该系统在安全稳定的基础上以经济优化运行为目标，促进可再生能源应用，提高电网运行稳定性、补偿负荷波动；有效实现用户侧的需求管理、消除昼夜峰谷差、平滑负荷，提高电力设备运行效率、降低供电成本。为微电网能量管理提供安全、可靠、经济运行提供了全新的解决方案。

微电网能量管理系统应采用分层分布式结构，整个能量管理系统在物理上分为三个层：设备层、网络通信层和站控层。站级通信网络采用标准以太网及TCP/IP通信协议，物理媒介可以为光纤、网线、屏蔽双绞线等。系统支持Modbus RTU、Modbus TCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT 等通信规约。

系统架构

本平台采用分层分布式结构进行设计，即站控层、网络层和设备层，详细拓扑结构如下：

光储充一体机示意图

功能特点

安科瑞微电网能量管理系统能够微电网的源、网、荷、储能系统、充电负荷进行实时监控、诊断告警、全景分析、有序管理和高级控制，满足微电网运行视监全面化、安全分析智能化、调整控制瞻前化、全景分析动态化的需求，完成不同

目标下光储充资源之间的灵活互动与经济优化运行，实现能源效益、经济效益和环境效益Z大化。

主要功能

Ø实时监测

Ø能耗分析

Ø智能预测

Ø协调控制

Ø经济调度

Ø需求响应

系统特点

Ø平滑功率输出，提升绿电使用率；

Ø削峰填谷、谷电利用，提高经济性

Ø降低充电设备对局部电网的冲击

Ø降低站内配电变压器容量

Ø实现源荷最高匹配效能