5G基站電源配置如何估算?

2021-01-09 全國能源信息平臺

【能源人都在看,點擊右上角加'關注'】5G基站建設,配套先行。隨著三大運營商2020年5G集採落地,50萬5G基站建設已在路上。但由於原4G基站站點新增5G設備後,整站功耗上升,相應的基站電源配套需首先進行升級改造,以保障5G基站穩定運行。

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那5G基站電源配套如何改造?是怎樣計算的?

5G基站由BBU和AAU組成,本文按一個基站三小區(1個BBU+3個AAU)配置,假設5G BBU功耗為350W,AAU功耗為1100W,來進行相關電源配套計算。

1 蓄電池組容量估算

蓄電池容量計算公式簡化如下:

Q=K*(P1*T1/η+P2*T2/η)/43.2

式中:Q—電池容量(Ah);K—安全係數,取1.25;P1—一次下電側通信設備工作實際功率(W);P2—二次下電側通信設備工作實際功率(W);T1—一次下電側設備備電總時長(h),通常為3小時;T2—二次下電側設備備電總時長(h),通常為10小時;η—放電容量係數,電池放電3小時為0.75,10小時為1.00;43.2—蓄電池組允許的最低放電電壓參數解釋:

基站直流配電迴路有一次下電和二次下電之分,一次下電側通信設備指基站設備,二次下電側通信設備指傳輸設備、監控設備。

當市電停電後,蓄電池組開始放電,繼續給基站設備和傳輸設備等供電。但由於蓄電池容量有限,故在一個門限值時,會斷掉電量消耗更大的基站設備供電,只保留電量消耗較小的傳輸設備和監控設備供電,以讓蓄電池組可以繼續工作一段較長的時間,以便維護人員能夠有時間趕到,進行發電應急處理,此時稱為一次下電。當一次下電完成,傳輸設備和監控設備工作一段時間後,為了保護電池,傳輸設備供電會終止,此時稱為二次下電。

本文假設在1個BBU+3個AAU配置下,基站傳輸和監控設備功耗為500W,即P2為500W。

再來計算一下P1,1*BBU功耗+3*AAU功耗=1*300W+3*1100W,即P1為3650W。

因此,根據電池容量計算公式,

Q=1.25*(3650*3/0.75+500*10/1)/43.2=567(Ah)。

也就是說,基站站點新增一套5G基站設備(1個BBU+3個AAU)後,相應的需新增一組容量為500Ah的蓄電池。

2 開關電源配置估算

整流設備的總容量應按負荷電流和蓄電池的均衡充電電流之和確定,計算方法如下:

I總=I負+I蓄

I總:開關電源容量,I負:通信用負荷電流,I蓄:蓄電池充電電流。

其中,I蓄=Q/T

Q:蓄電池容量,T:蓄電池浮充電時間,一般取10小時。

按蓄電池組允許的最低放電電壓為43.2V,I負=站點總功耗/43.2,其中站點共功耗為基站設備功耗與傳輸、監控設備功耗之和。

即:I負=(1*300W+3*1100W+500W)/43.2V=96A

I蓄=Q/T=567/10=56.7(A)

I總=I負+I蓄=96+56.7=153(A)

若整流模塊為50A,則需配置4個整流模塊。

3 空調配置估算

總製冷量需求=室內設備功耗+150W/平方米*機房面積其中,150W/平方米為單位面積熱負荷基準,室內設備不包含室外AAU。

簡單計算一下,室內設備功耗=BBU功耗+傳輸和監控設備功耗=350+500=850(W)。

以機房面積為15平米為例,機房總製冷量需求為850+2250(W),即3100W。

按1P可產生了2.5KW的製冷量計算,需新增一臺1.5P的空調。

通常,1P空調消耗電功率為735W,因此新增1.5P空調的功耗為1.1KW。

4 市電容量估算

市電引入容量=(P通信設備+P電池充電)/η+P空調+P照明+P其它市電引入容量=(總設備功耗+電池充電功耗)/η+空調功耗+其它功耗其中,η為效率,一般η取0.9。其它功耗指照明等功耗,本例取值500W。

電池充電功耗=蓄電池容量*54*0.1(均充電流係數)=500*54*0.1=2700W因此,市電引入容量=(4150+2700)/0.9+1100+500=9.2(KW)從以上計算可知,原站點增加一套5G設備後,從蓄電池、開關電源到外市電引入,均需考慮擴容。

而考慮基站配套由鐵塔公司統一建設,中國移動、中國電信和中國聯通三家運營商共享,因此,每個站點需新增2-3套5G設備,相應的擴容需求翻倍。

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