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2020/5/6 20:47

葡萄牙电信无线基站错峰用电节省电费

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运营商网络的整体拥有成本主要包括资本支出(CAPEX)以及运维支出(OPEX),其中CAPEX主要产生于网络建设阶段,而OPEX主要产生于网络运营维护阶段。

在网络整体拥有成本(TCO)中,OPEX通常占比超过60%。OPEX主要包括站点租金、传输带宽租金、人工维护以及电力消耗等,运营商已经意识到OPEX的成本控制更加重要。直观而言,降低TCO最简单的途径就是减少站点的数量,这不仅可以减少主设备的建设成本也可以降低设备安装以及租金等各类费用。更少的站点将极大的降低运营商CAPEX和OPEX,但同时也会导致网络覆盖能力的下降以及较差的用户体验。因此,首先保证网络能够提供高质量的服务,在此前提下去关注如何降低网络中没有产生直接效益的资本支出OPEX部分,如能耗、租金等方面。

由于5G的部署频点(3.5GHz)高于已有的2/3/4G频点(Sub 3GHz),而高频无线信号的衰减更快,这意味着为了保持与2/3/4G网络同样的覆盖范围运营商需要建造更多倍数的5G站点。5G时代无线站点数量倍增,同时5G无线设备功耗翻番,随之而来的无线接入网络能源消耗问题也变得日益严重。高能耗意味着高运维成本以及巨大的环境冲击,而这些因素在现有的社会形势下变得越来越难以接受,节能减排已经迫在眉睫。

葡萄牙经济发达,是欧盟成员国之一。在欧盟范围内,考虑国民购买力,葡萄牙是电费最贵的国家,并采用阶梯电价计费。峰时电价0.2639欧元/度(见图1),其次是德国和西班牙。以葡萄牙电信一个典型2/3/4G无线站点(3kW负载)为例,年均电费高达3,297欧元。而相同站点,以中国电费计价,年均电费只需2,300欧元。

葡萄牙电信(Portugal Telecom)是葡萄牙最大的电信服务提供商,其近五年收入逐年下滑,为提升EBITDA值,持续优化OPEX开支已成常态(见图2)。随着全球无线网络5G演进加速,葡萄牙电信也已规划5G演进节奏。网络5G演进,站点功耗势必增加(见图3),5G时代电费必然翻番。从2018年开始,葡萄牙电信在能耗相关流程、结构和领域实施减排措施,并得到初步效果(见图4),而且一直在寻找一种新的创新方式“如何通过能源创新,使得5G电费不增或少增”,兼顾“节能减排,承担社会责任”和“OPEX Saving”两个方面。

锂电经过20年左右发展,特别是近几年随着电动汽车快速应用,锂电成本快速下降,预计2021年CAPEX与铅酸持平。相对铅酸电池,长循环、大倍率、体积小、重量轻等优点驱动锂电在通信能源领域取代铅酸成为客户的优选。5G时代,传统铅酸电池因其循环性能弱、大倍率放电实际放出容量小等缺点,难以满足5G诉求。

华为5G Power智能锂电集成BMS(电池管理系统,见图5),实现多项智能特性,将储能从单一备电部件转变为可与电源系统、网管协同工作,从而实现电池从备电到循环转变,让5G网络演进更平滑,让站点价值最大化。

华为5G Power智能锂电通过“云、站、端”三层架构(见图6)实现“智能错峰”,帮助葡萄牙电信无线站点节省高达9%电费。

5G Power智能锂电是“端”,其具备全数字化和全智能化特性,可实现与电源、负载以及市电间协同,有效匹配站点业务演进供备电需求。当“智能错峰” 特性启动后,5G Power智能锂电自动进行充放电实现削峰填谷,峰值负载时市电电价高,减少市电获取,锂电放电补充电能缺口;谷值负载时市电电价低,利用市电给负载供电并给5G Power智能锂电充电,作为能量缓冲池,有效平衡市电价差,减少站点用电费用。

5G Power是“站”,集成一体化站点管理单元,通过实时站点数据采集,完成5G Power智能锂电信息收集,判断5G Power智能锂电工作状态,自动调度5G Power智能锂电工作逻辑。在市电电价高时,自动中断市电供电;在市电电价低时,自动恢复对5G Power智能锂电充电。

NetEco是“云”,通过实时站点数据采集系统实现站点可视、可控,大数据分析实现海量站点可衡量、可管理;人工智能算法实现全系统可预测、可优化。通过网络下发预设指令到各个站点,执行智能错峰特性;并通过大数据和云计算实时分析电网,给出电网趋势变化,可预启动或预停止智能错峰特性,以保障站点供电可靠性。

基于实际站点配置数据,智能错峰功能为葡萄牙电信单个站点每年节省电费约9%(620欧元),对比传统铅酸电池方案,投资回报率ROI约2.5年。

葡萄牙电信和华为此次锂电错峰用电联合创新,对未来全球无线网络站点向5G演进具有极大的标杆性借鉴意义,助力全球运营商节省无线网络站点能源费用,实现5G演进不增或少增电费目标,构建可持续发展的5G时代能源绿色目标网。

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