中國儲能網(wǎng)訊：9月24—26日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會聯(lián)合200余家機構(gòu)共同支持的第十屆中國國際儲能大會在深圳鵬瑞萊佛士酒店召開。此次大會主題是“共建儲能生態(tài)鏈，開啟應(yīng)用新時代”。 來自行業(yè)主管機構(gòu)、國內(nèi)外駐華機構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構(gòu)等不同領(lǐng)域的1621人參加了本屆大會。本次大會由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會、中國科學(xué)院電工研究所儲能技術(shù)組和中國儲能網(wǎng)聯(lián)合承辦。
在24日下午的“儲能電站規(guī)劃與設(shè)計”專場，中國移動通信集團設(shè)計院有限公司信息能源所所長馬雁序分享了主題報告《面向5G網(wǎng)絡(luò)的站點電源發(fā)展與演進》。會務(wù)組對發(fā)言人的演講速記做了梳理，方便大家會后交流、學(xué)習(xí)，以下是速記全文：
馬雁序：大家好，我是中國移動通信集團設(shè)計院有限公司信息能源所所長馬雁序。
我想從四方面跟各位專家做一個匯報，一是通信基站的發(fā)展與演進，二是講講基站供電方面的變化和挑戰(zhàn)，另外講講基站電源的創(chuàng)新和基站一體化能源柜產(chǎn)品解決方案。
大家都知道5G從2019年啟動到現(xiàn)在，中國移動在全國建了大約50萬個基站。但5G基站的供電是4G的2-3倍，這點大家都知道。為什么會這樣？首先我們從無線通信的發(fā)展看，這張圖展示了2G、3G、4G、5G，供電設(shè)備演進情況。2G是一個一體化機柜，大約3-6個，這里面裝的是主設(shè)備（無線通信設(shè)備），3G也一樣，無線設(shè)備變?yōu)锽BU+RRU結(jié)構(gòu)，4G更加強化了BBU+RRU概念。2G、3G、4G機柜里裝的都是主設(shè)備，而通信電源還是老三樣，電池、組合開關(guān)電源和交流配電系統(tǒng)，它們是分別獨立建設(shè)的。在我們基站中，現(xiàn)在大量基站是共用站，一個基站里有2G設(shè)備、3G設(shè)備、4G設(shè)備，未來還要建5G設(shè)備。每一個G的通信設(shè)備電源都是獨立的一套。到5G，無線設(shè)備已經(jīng)變成了CU+DU+AAU模式，有很多無線設(shè)備上天線了，這時候耗電變大了。但從單位通信容量說，總耗電是降低的，5G時傳統(tǒng)速率是20倍，單位耗電是下降的。但現(xiàn)在三大運營商都在說電費太大了，負擔(dān)太重了，主要是耗電總量高了，而我們主要的業(yè)務(wù)還沒有上來。一旦整個5G全面應(yīng)用上來，這個耗電并不是特別大的問題，單位能耗是降下來的，但從絕對值說肯定上去了，因為通信量大了，接入的設(shè)備多了。
從站的形態(tài)說，現(xiàn)在站分四種：宏站，比較大的，覆蓋面積200米以上。第二種是桿站，比較小的，在馬路邊的桿子上，但并不一定建在電桿上。第三種是微站覆蓋層，補充小局部信號的缺失。第四種是室內(nèi)分布。無線信號傳過室內(nèi)很難，所以室內(nèi)有專門的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)。
宏站的作用，光域連接，主要是廣范圍的覆蓋。桿站是解決局部落落，室分就是要覆蓋室內(nèi)。
這張圖給大家介紹一下從5G的業(yè)務(wù)方面，它也疊加了很多功能。圖的右邊提到5G+AICDE，創(chuàng)新融合。5G+AICDE是中國移動董事長楊杰在2019年在中國移動合作伙伴大會主題演講里提到的。什么叫5G+AICDE？5G是我們的通信網(wǎng)絡(luò)，上面要疊加人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、邊緣計算等等各種業(yè)務(wù)。作為5G網(wǎng)絡(luò)，它不是一個簡單的通信網(wǎng)，要疊加各種業(yè)務(wù)和應(yīng)用，而5G更多的會用到專業(yè)行業(yè)，前一段時間提5G專網(wǎng)。5G主要給各個行業(yè)應(yīng)用，像智能制造、無人駕駛、遠程醫(yī)療等等。對于普通老百姓認(rèn)識到我看視頻快了或者不卡了，應(yīng)該主要不是這樣的，主要為工業(yè)服務(wù)。
業(yè)界有一個說法，4G改變生活，5G改變社會。這個話我在去年大會演講時提到了，這次我重申一下，4G給我們的生活帶來了巨大變化，微信、移動支付、短視頻都上來了，但5G還是這些應(yīng)用，那5G就太浪費了。5G未來是智能制造、碼頭、煤礦、電場，可能各個儲能系統(tǒng)未來用5G傳輸一些控制信號或者直接可以對系統(tǒng)性控制的應(yīng)該更好。
這是簡單的介紹，前面我只是簡單介紹了一下5G的一些基本特性。
下面重點介紹一下5G站點的供點需求與挑戰(zhàn)。剛才提到5G的耗電是4G的3-4倍。但5G的基站建設(shè)主要有三的痛點：一是功耗成倍增加，二是由于功耗增加給我們建設(shè)的擴容造成了很大的壓力。我們基站應(yīng)該都是使用外市電，市電的容量有限，再上5G，這么大的用電負荷，對于外市電改造不容易。一個基站做這么大的變化，很難，成本很大。三是選址困難，因為5G頻率高，信號覆蓋小了，占的密度增加了。站址內(nèi)的空間不夠了，原來每一個G建一個系統(tǒng)，一個房子里很多系統(tǒng)在放著，沒有地方了。
這些都是5G建設(shè)帶來的困難。
這一張是給大家演示一下供電系統(tǒng)的變化。2G是獨立的24V/48V還有+24V--48V轉(zhuǎn)換電源。這塊真正的痛點是電源制式多。一個站內(nèi)2G、3G、4G、5G不同的系統(tǒng)，2G、3G那時候我國不主導(dǎo)，主要是外國設(shè)備，一個國家設(shè)備一個樣，供電很復(fù)雜，可能一個站里那時候有諾基亞的、摩托羅拉的，不同廠家供電不一樣?；镜目臻g沒有了，無法增加新的設(shè)備，機房承重不夠。有很多站因為基站都是去租房子，不是用自己的房子。在一個城市里到處建站沒有那么多房子，很多地方是租民用建筑。早期有很多在居民區(qū)塔樓頂上建站，普通來說建站條件不太好，電源配置的空間、直流分路等等。多套電源獨立運行帶來了建設(shè)的電源隔基很復(fù)雜，有些時間長了，既有設(shè)備電怎么拉的走的哪根線也忘了。一個站的運行維護人員技術(shù)也不行，原來站的負荷都不知道了，有時候一拉閘不知道哪個設(shè)備斷電了。
下面匯報一下我們機遇這些難點的思考和創(chuàng)新。主要的目的是提升供電能力匹配多業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。前面這張圖2、3、4G我提到，5G左邊是輸入，市電、新能源多種能源的輸入，右邊輸出要做到智能匹配。這里面有幾大特點，整合存量電源余量，提升資產(chǎn)利用率。每個供電系統(tǒng)在設(shè)計過程中一要有剩余度，但擱著用不到，現(xiàn)在要把富余容量整合進來。智能調(diào)度各類能源輸入，現(xiàn)在提到的新能源、風(fēng)、光等等，要智能的接入。現(xiàn)在接入有風(fēng)、光、市電、直流、存量電池，要按需輸出。
前面提到MIMO概念，我們這就是完全創(chuàng)新了提出的能源MIMO概念，MIMO是無線通信的概念，多種輸出和多種輸出互相結(jié)合。我們把這個概念用到能源上，也是多輸入多輸出，輸入各種供電方式都可以，輸出根據(jù)負載的特性提供多種輸出，有24V、46V、60V都有。
在網(wǎng)絡(luò)層面要做到協(xié)同，不僅僅電源，要從業(yè)務(wù)層面進行協(xié)同。第一個層面，功率協(xié)同，我們輸入變電、配電和二次電源這個層面的橫向協(xié)同。第二是站點協(xié)同，5G基站比較密，不同站要做到電源協(xié)同。網(wǎng)絡(luò)協(xié)同，通信業(yè)務(wù)層面的協(xié)同。業(yè)務(wù)層面協(xié)同，有些地方用什么業(yè)務(wù)，另外一些地方用什么業(yè)務(wù)，直接調(diào)度。中心的概念是用我們的業(yè)務(wù)側(cè)來控制我們的供電。我們提出幾個概念，叫用比特控制瓦特。
這提到的是多種輸入和輸出，是對剛才更詳細的解釋。輸入部分有智能的輸入配電，有智能的整流，那邊是智能輸出配電，我們提出一個智能電池概念。
我在其他大會上也做過演講，對于削峰的概念，大家現(xiàn)在提到儲能用在削峰填谷上，其實是用在電網(wǎng)的峰谷電價差上。但在我們這兒不是用在削峰填谷電價差上，是對負載側(cè)的削峰。外市電供給能量是固定的，業(yè)務(wù)側(cè)高負載時，把備用電池用起來，把外市電和油機結(jié)合起來，可以解決外市電不足的狀態(tài)。
綜合概念，基站電源有這幾個發(fā)展的代。第一代是線性電源，工業(yè)三極管等等模擬控制。第二代引入了相控電源。第三代是1990年-2008年，開關(guān)電源時代。第四代是2009年左右提出數(shù)字化電源的概念，現(xiàn)在提出第五代叫軟件定義電源概念。
上面這張圖提到輸入側(cè)是多種電路，輸出側(cè)根據(jù)負債不同，電池也會參與到供電里，我們把這個中間系統(tǒng)用軟件定義起來，用軟件來智能控制輸入側(cè)和輸出側(cè)的配比，把外市電包括既有電池的富余容量都集成到系統(tǒng)里，我們把系統(tǒng)里全部的能量結(jié)合起來形成一個綜合的能源池，基于負載需求從能源池向負載進行供電。
這是我們提出的第五代軟件定義電源概念。
從一二三四代的電源都屬于模擬硬廣狀態(tài)，而第五代應(yīng)該用程控概念，但現(xiàn)在不用這個詞的，所以叫軟件定義電源。
右邊這是供電系統(tǒng)，中間是軟件定義的多種電源。這個軟件定義是基于負債側(cè)的需求向供給側(cè)提供要求。
另外一點是電池的智能化，電池也經(jīng)過演變過程，早期都是鉛酸電池，現(xiàn)在基站里還大量引入鉛酸電池，第二段引入鋰電池概念，這時候的還需要BMS進行管理，現(xiàn)在比較通行的是第二代鋰電池加BMS控制，像電池均衡等技術(shù)。第三代是智能鋰電概念。智能鋰電是根據(jù)電池的特性和狀態(tài)對充放電根據(jù)管理。這不是簡單的均衡概念，對于電池來說也是軟件定義，軟件定義不僅定義輸入和輸出，還要定義內(nèi)部電池。整體來說都是用軟件進行定義。
前面提到對于基站供電的新概念，下面就這個概念提一個解決方案。
我給大家介紹的是我們中國移動設(shè)計院自主研發(fā)的一款產(chǎn)品，這個產(chǎn)品專門用在通信業(yè)基站上。通過這個產(chǎn)品的介紹大家能夠深刻體會到我們對于基站電源供給的技術(shù)發(fā)展、技術(shù)引領(lǐng)和技術(shù)變化的概念。
這個電源的特點：一是高密集成?，F(xiàn)在基站三大件：電池、開關(guān)電源和交流配電分布在各個系統(tǒng)里，由不同的廠家提供設(shè)備，再進行施工安裝組成系統(tǒng)。我們現(xiàn)在這款產(chǎn)品，把這三大部分都集成到一個機柜里，上面是MIMO智能電源設(shè)備，主要是分路和整流智能電源，下面是智能鋰電，中間給通信設(shè)備留出安裝空間。這個柜子就是一個典型的基站，一柜一站?；谒梢杂羞@么多優(yōu)勢，一是免市電供電，把現(xiàn)有的既有電源接進來，統(tǒng)一供電，電源改造工作大幅下降，也可以免一些部分的電池更換。原來的工程建設(shè)跟一體化機構(gòu)的工程建設(shè)周期也大幅縮短。原來一個站建設(shè)各個廠家設(shè)備來了以后施工隊在現(xiàn)場、安裝接電路和電線，一個基站的供電設(shè)備安裝大約在2-3天時間，現(xiàn)在一體化機柜兩三個小時，柜子一放，地腳螺絲一擰，插模塊，通用型的即插即拔的模塊。一個站的建設(shè)，除去土建基礎(chǔ)設(shè)施，光電源安裝兩三個小時。
這是我們設(shè)備的電型特點：一是市電擴容，我們有一個功能叫智能削峰；二是電池更換，開關(guān)電源，可以實現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)電源余量整合。智能電池也按需投資。我們這個電池，圖片里是四個，是根據(jù)動態(tài)配的，根據(jù)通信設(shè)備需求隨時可以增加。
這是我們這個設(shè)備的邏輯原理圖，左邊是多種輸入，市電、發(fā)電、儲能系統(tǒng)、新能源。在我的系統(tǒng)里接了不同的模塊，右邊是輸出模塊。我們?nèi)康慕尤腚娫炊荚谝粋€直流母線上，大家在一個上面統(tǒng)一使用，這個直流母線是靠軟件定義的。
這張圖是我們實物上面MIMO部分，中間是整個模塊，這邊有交流輸入單元，那邊有直流模塊，還有高壓直流，新能源接入有風(fēng)、光。根據(jù)現(xiàn)場的需求配不同的模塊。右邊的輸出也是根據(jù)我們的負載側(cè)，根據(jù)通信側(cè)設(shè)備智能配置的，也是根據(jù)需要配置的。
這是我們智能配電的簡單圖（見PPT）。
這是智能鋰電的實體圖，我們拍的照片（見PPT）。它的特點是恒壓輸出，電池用到一定程度不會電壓有下降。
我們的設(shè)備建立了一套完全可視可管可控的平臺，進行完全的自主控制。
現(xiàn)在的通信系統(tǒng)里對于電源只是監(jiān)控系統(tǒng)，現(xiàn)在我們做到可視可管可控，未來的發(fā)展?fàn)顩r應(yīng)該是電源能源網(wǎng)管概念。
這是我們基本的設(shè)備規(guī)格型號。剛才是室外柜，這是室內(nèi)柜。
基本的典型應(yīng)用場景都用在D-RAN、C-RAN等場景。這是我們接入的情況（見PPT）。
我們這個設(shè)備在中國移動2020-2021年一級集采中，唯一中標(biāo)單位，中標(biāo)了14000套，合同金額預(yù)計8億元。接下來在中國移動是大規(guī)模推廣，現(xiàn)在這個柜子最高上到珠峰頂?，F(xiàn)在在南沙，我們的柜子站已經(jīng)開通了。
謝謝各位！
