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考慮5G基站備用儲能可調度容量的主動配電網(wǎng)電壓優(yōu)化

作者:周亦堯 王強鋼 鄒堯 池源 周念成 張雪飛 來源:電力系統(tǒng)自動化 發(fā)布時間:2024-01-03 瀏覽:


考慮5G基站備用儲能調度潛力的主動配電網(wǎng)電壓優(yōu)化

DOI: 10.35833/MPCE.2022.000453

作 者 周亦堯 王強鋼 鄒堯 池源 周念成 張雪飛

  1.5G基站為什么要參與配電網(wǎng)調壓?

  1) 5G基站的備用儲能具有冗余容量:5G基站配備了充足的備用電池以確保其99.999%的用電可靠性。然而,基站休眠、功放調壓等成熟的主動能效管理技術降低了5G基站對備用電池的容量需求,這使5G基站的備用電池存在冗余容量。

  2) 5G運營商具有降低運營成本的需求:5G基站的數(shù)量需要達到4G基站的3-4倍,才能達到相同的信號覆蓋效果,顯著增加了運營商的成本。充分利用備用電池的冗余容量為配電網(wǎng)提供輔助服務能為運營商帶來額外收入。

  2.5G基站備用電池的可調度容量有多大?

  電池的最小備用容量取決于5G基站的最大供電中斷時間和功率負載曲線?;镜墓╇娭袛鄷r間不受區(qū)域屬性影響,但用電負荷具有顯著的時空特征(潮汐效應)。如圖1所示,評估5G基站備用電池的可調度容量主要有3個步驟。

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圖1 5G基站備用電池可調度容量評估系統(tǒng)

  1) 數(shù)據(jù)采集:收集不同類型區(qū)域(住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)和辦公區(qū))的歷史熱力圖數(shù)據(jù),并計算歷史人群聚集數(shù)據(jù)。

  2) 數(shù)據(jù)預測:考慮區(qū)域屬性、工作日屬性的差異訓練不同的神經(jīng)網(wǎng)絡模型預測人群聚集度。

  3) 數(shù)據(jù)評估:根據(jù)預測的人群聚集度計算5G基站的電力負荷,并根據(jù)5G基站的可靠性指標和電池可靠率設定最大停電時間,進而計算5G基站備用電池的可調度容量。

  3.如何實現(xiàn)5G運營商與配電網(wǎng)運營商共贏?

  對于5G運營商而言,5G基站需在保證自身用電可靠性的前提下為配電網(wǎng)提供調壓服務,同時5G運營商獲得的補償應大于備用電池參與調壓產生的退化成本;對于配電網(wǎng)運營商而言,配電網(wǎng)調度5G基站備用電池的成本應不大于調度傳統(tǒng)儲能資源的成本。基于這兩條原則,我們得到了對5G基站備用電池補償價格的可行區(qū)域(如圖2的Zone 1)。

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圖2 5G運營商與配電網(wǎng)運營商的共贏策略分析

  在該區(qū)域內制定對5G基站備用電池的激勵政策能實現(xiàn)5G運營商與配電網(wǎng)運營商共贏。

  圖3展示了5G基站備用電池參與配電網(wǎng)調壓的過程,其本質為備用電池可調度容量評估系統(tǒng)、5G運營商及配電網(wǎng)運營商三者的協(xié)調互動過程。評估系統(tǒng)將5G基站備用電池的評估信息傳遞給5G運營商及配電網(wǎng)運營商,5G運營商根據(jù)評估信息決定是否參與配電網(wǎng)調壓,配電網(wǎng)運營商根據(jù)相關信息制定能使兩者共贏的補償策略。

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圖3 5G基站參與配電網(wǎng)調壓的過程

  4.5G基站的調壓效果如何?

  本文設置了3種場景(其中場景3為考慮5G基站的場景)驗證5G基站的經(jīng)濟性和調壓效果,并對比了3種激勵方案(其中方案1為本文所提策略)下的5G基站調壓的經(jīng)濟性。結果如下:

  1)5G基站的備用電池能以更低的調壓成本達到與傳統(tǒng)儲能同樣的調壓效果(如圖4所示),這意味著5G基站的備用電池是配電網(wǎng)中極具前景的靈活性調壓資源;

  2)所提激勵方案能保證5G運營商與配電網(wǎng)運營商同時實現(xiàn)正收益(如圖5所示),這表明兩者具備實現(xiàn)互利共贏、高效互動的途徑。

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(a)

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(b)

圖4 5G基站參與配電網(wǎng)調壓的經(jīng)濟性和效果 (a) 經(jīng)濟性 (b) 調壓效果

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圖5 不同激勵方案的對比


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關鍵字:儲能

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