随着通信网络的全面覆盖和5G时代的加速到来,铁塔基站作为信息基础设施的核心载体,其用电需求呈现爆发式增长。然而,基站多位于供电末端,面临供电电压不足、电网依赖度高、运维成本大等诸多挑战。如何提升基站用电的可靠性、经济性与绿色化,成为行业亟需解决的关键问题。
铁塔集团推出的基站光储系统建设解决方案,正是应对这一挑战的创新之举。该方案以“云边结合"为核心理念,构建了覆盖光伏、储能、负荷的智慧能源管理系统,实现基站用能的智能化调度与优化管理,为通信基站注入绿色、高效、可靠的能源新动能。
1.基站能源管理系统总体架构 :
整个系统采用云边结合的架构,由智慧能源管理平台和协调控制器两部分组成。协调控制器关部署在各基站,采集光伏逆变器、储能 EMS、配电系统关口电表等设备的数据,基于算法,自动优化调度策略,实现基站多能互补与源网荷储协同,利用可再生能源,降低用能成本,提升光储系统效率。同时基于安全运行的需求,系统进行主动防护与告警,方便人员及时运维。基站光储智慧能源管理平台支持微电网协调控制器即插即用,该系统需要具备监视、控制、分析与优化功能。通过云边协同实现对整个基站光储系统的设备监控、系统协同运行控制、发用电优化调度、系统安全主动防护、告警分析、收益分析和报表导出等功能。
2. 智慧能源管理系统与基站的交互图
图 1 基站智慧能源管理系统
上图为所有基站接入智慧能源管理平台的结构图。各个基站通过协调控制器实现基站内部源、网、荷、储的采集、分析,并根据当前的工况实现源、网、荷、储各环节的协同运行。
协调控制器可主动采集现场光伏、储能、用电负荷等设备的数据,并可进行规约转换,数据存储,并通过有线/无线网络把数据上传至智慧能源管理平台。协调控制器可在网络故障时将数据存储在本地,待网络恢复时从中断的位置继续上传数据,保证服务器端数据不丢失。针对原有的控制策略继续保持,确保系统安全稳定运行。
通过智慧能源管理平台可对各个区域接入的基站内的协调控制器进行远程配置与策略修改,如计划曲线、削峰填谷、新能源消纳等控制策略。同时,针对各个基站的设备、通讯运行情况进行分析,实现能耗分析、故障告警等功能,帮助运维人员及时发现问题,并进行维护管理,提升系统高效率运行。
3. 基站光储能源系统功能
基站光储系统建设主要分为基站光储站点建设与智慧能源管理平台两个部分。
3.1. 协调控制器
基站光储站点建设根据基站光储一体化方案,分为直流储能一体化、交流储备系统分离
式、交流储备一体化多种方案,其结构图如下所示:
图 2 直流储备一体化方案
图 3 交流储备一体化方案
3.1.1. 基站光储系统结构
根据基站的构成以及基站设备需求,可通过 ACCU-100 协调控制器,获取基站光储系统内光伏系统的输出功率、储能状态、电价信息,调配光伏系统、市电、储能电池对所述5G 基站通信设备的供电量。其基站光储系统结构示意图如下:
图 4 直流光储一体化组网示意图
图 4 交流光储一体化组网示意图
3.1.2. 协调控制器功能
ACCU-100 微电网协调控制器具备以下功能特点:数据采集:支持串口、以太网等多通道实时运行,满足各类风电与光伏逆变器、储能等
设备接入;
通讯管理:支持 Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT 等通信规约,可实现云边协同(结合安科瑞智慧能源管理云平台进行远程运维)、OTA 升级;具备独立运行的能力,在微电网能源管理系统发生故障之后,可以具有远程操控的能力对各设备下发控制策略。
边缘计算:灵活的报警阈值设置、主动上传报警信息、数据合并计算、逻辑控制、断点续传、数据加密、4G路由;
策略管理:防逆流、计划曲线、削峰填谷、需量控制、光储协调等,并支持策略定制;
系统安全:基于不可信模型设计的用户权限,防止非法用户侵入;基于数据加密与数据 安全验证技术,采用数据标定与防篡改机制,实现数据固证和可追溯;
运行安全:采集分析包括电池、温控及消防在内的全站信号与测量数据,实现运行安全预警预测。
3.2. 智慧能源管理系统
微电网智慧能源管理系统通过对各个基站的源、网、荷、储能系统进行接入,全天候进行数据采集分析,监控光伏、储能系统、备用电源及传统负荷的运行状态,是一个集监控、能量管理、智能运维为一体的管理系统。完成不同目标下源网荷储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化。微电网智慧能源管理系统具备以
下功能(包含不限于):





