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近兩年，我國明確提出加快“新基建”發(fā)展步伐，5G基站建設(shè)作為新基建之一，正穩(wěn)步推進(jìn)建設(shè)進(jìn)程。5G通信的頻段較高，單個(gè)5G基站覆蓋范圍較4G基站小，且由于使用了更大規(guī)模的陣列天線、更高的帶寬，其耗能明顯高于3G、4G基站，各大運(yùn)營商都在積極探索降低電費(fèi)的方法。5G基站通常會(huì)配置儲(chǔ)能電池作為備用電源來保證基站的不間斷供電需求。

據(jù)工信部預(yù)計(jì)，2023年5G基站對(duì)備用電池需求量將達(dá)到31.8GW·h，這是一個(gè)非常大的儲(chǔ)能資源。隨著我國配電網(wǎng)更加堅(jiān)強(qiáng)可靠，在市電正常供電時(shí)，通信基站儲(chǔ)能電池一直處于閑置狀態(tài)，造成資源的浪費(fèi)。因此，如何盤活碎片化閑置儲(chǔ)能資源，使5G基站作為新的儲(chǔ)能配置主體參與到與配電網(wǎng)的協(xié)同互動(dòng)中，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與通信運(yùn)營商的互利共贏將成為研究的重點(diǎn)。

目前，在5G基站能效管理方面，國內(nèi)外研究者多聚焦于基站休眠技術(shù)的研究，其意在從源頭降低基站的能耗，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約能源、降低運(yùn)營商電費(fèi)成本的目的。但這種方法在節(jié)能降費(fèi)的同時(shí)往往伴隨運(yùn)營商通信服務(wù)質(zhì)量受損，5G通信用戶體驗(yàn)感降低等風(fēng)險(xiǎn)，因此亟待研究結(jié)合基站通信負(fù)載情況及不同時(shí)間空間尺度的動(dòng)態(tài)功耗管理技術(shù)。

在儲(chǔ)能調(diào)控技術(shù)方面，越來越多的學(xué)者致力于研究使各類分布式儲(chǔ)能資源參與電力系統(tǒng)協(xié)同調(diào)度的方法。但是由于5G基站具備自身通信業(yè)務(wù)特性，其他形式的儲(chǔ)能調(diào)控研究成果無法完全適配于5G基站儲(chǔ)能調(diào)控，因此考慮通信基站后備儲(chǔ)能特殊性的參與電網(wǎng)協(xié)同調(diào)度方法將成為研究重點(diǎn)。

另外，隨著能源與信息領(lǐng)域深度融合的不斷推進(jìn)，通過構(gòu)建儲(chǔ)能云平臺(tái)，利用能量信息化技術(shù)和先進(jìn)通信技術(shù)對(duì)分散的儲(chǔ)能資源進(jìn)行數(shù)字化管控逐漸受到研究者的關(guān)注?？偨Y(jié)來看，目前關(guān)于5G基站儲(chǔ)能參與電網(wǎng)協(xié)同調(diào)度的具體方式研究還比較缺乏，亟待對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步探索與完善研究。

華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院的研究人員麻秀范、孟祥玉、朱秋萍、段穎、王志，在2022年第11期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文，從聚合大規(guī)模、分布式的基站儲(chǔ)能資源以參與電網(wǎng)協(xié)同互動(dòng)的角度，設(shè)計(jì)了以盤活通信基站閑置儲(chǔ)能資源為目的的5G基站云儲(chǔ)能系統(tǒng)。提出考慮基站通信負(fù)載差異性的基站儲(chǔ)能可調(diào)度潛力分析方法，并根據(jù)基站儲(chǔ)能的可調(diào)度容量，使用最小化負(fù)荷曲線方差及最大化儲(chǔ)能調(diào)控收益作為優(yōu)化目標(biāo)，建立5G基站儲(chǔ)能參與電網(wǎng)協(xié)同調(diào)度模型。

圖1 5G基站云儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)控流程

研究人員指出，算例分析的結(jié)果表明，通過基站儲(chǔ)能云調(diào)控平臺(tái)將大量且分散的5G基站儲(chǔ)能聚合以參與電網(wǎng)協(xié)同互動(dòng)，可切實(shí)達(dá)到輔助電網(wǎng)平抑峰谷差、削峰填谷的效果，該策略使區(qū)域峰谷差減少34.67%。

另外，將基站儲(chǔ)能可調(diào)控潛力與基站通信負(fù)載狀態(tài)相關(guān)聯(lián)進(jìn)而制定儲(chǔ)能調(diào)控策略，可避免通信負(fù)載高峰時(shí)儲(chǔ)能剩余備電容量過低的情況出現(xiàn)，并可利用不同區(qū)域通信負(fù)載變化的互補(bǔ)性，使集中后的基站儲(chǔ)能可調(diào)度潛力不會(huì)在某個(gè)時(shí)段過低或過高。

他們進(jìn)一步指出，基站儲(chǔ)能參與電網(wǎng)協(xié)同互動(dòng)可在平抑電網(wǎng)峰谷差的同時(shí)通過儲(chǔ)能的低儲(chǔ)高放獲得收益，該策略在一個(gè)調(diào)度周期內(nèi)可獲得的儲(chǔ)能低儲(chǔ)高放收益1287.21元，在一定程度上減少了基站運(yùn)營成本，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與通信運(yùn)營商的互利共贏。

本文編自2022年第11期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“計(jì)及通信負(fù)載的5G基站儲(chǔ)能調(diào)控策略”。本課題得到了國家電網(wǎng)有限公司總部管理科技項(xiàng)目的支持。