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我國通訊基站運(yùn)行維護(hù)采用了鐵塔公司主建設(shè)維護(hù)，移動、電信、聯(lián)通三大運(yùn)營商主經(jīng) 營的模式。為保障通訊的暢通，推動通信網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，鐵塔公司修建了大量通訊鐵塔等 基站設(shè)施，且基站數(shù)目還在不斷地增長中。隨著信息時代的到來，基站需要承擔(dān)的功能在不 斷地增多，用戶和內(nèi)部用電設(shè)備的種類和數(shù)量在不斷增加，導(dǎo)致基站用電量激增，且絕大部 分鐵塔基站處于供電的末端，存在供電電壓不足的問題，部分基站處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，需要耗費(fèi) 大量人力物力架設(shè)、維護(hù)和檢修電網(wǎng)，基站在供電安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性等方面存在問題。
鐵塔基站微電網(wǎng)是針對鐵塔公司目前面臨的諸多用電問題，在鐵塔基站建設(shè)范圍內(nèi)，構(gòu) 建的一個包含微電源，儲能裝置，控制系統(tǒng)以及監(jiān)測保護(hù)裝置的小型電力系統(tǒng)。建設(shè)鐵塔基 站微電網(wǎng)，對解決鐵塔公司面臨的諸多用電問題有很大的幫助：
1、鐵塔基站微電網(wǎng)的微電源包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏組件、柴油發(fā)電機(jī)等，提高了鐵塔 基站新能源使用率與滲透率，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，減小環(huán)境污染；
2、鐵塔基站遍布全國，可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況合理配置微電源規(guī)模與種類，使用配 置靈活，能有效解決鐵塔基站用電量增多的問題；偏遠(yuǎn)地區(qū)的鐵塔基站，可以通過擴(kuò)大微電 源規(guī)模的方式，減少對大電網(wǎng)的依賴，減少輸配電線路投資，降低用電維護(hù)成本；
3、鐵塔基站微電網(wǎng)中整合了以蓄電池為主的儲能系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)在微電源出力大時存 儲過剩的電能，出力小時補(bǔ)償?shù)碗妷?，?shí)現(xiàn)“移峰填谷"。儲能系統(tǒng)還能穩(wěn)定電壓頻率，增 大系統(tǒng)慣性，從而降低電壓波動和閃變，改善電能質(zhì)量；
4、建立智能微電網(wǎng)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對基站內(nèi)部所有電源、負(fù)荷以及其他對象的實(shí)時監(jiān) 測、調(diào)度和控制，進(jìn)一步提高基站運(yùn)行的自動化與智能化水平。
整個系統(tǒng)采用云邊結(jié)合的架構(gòu)，由智慧能源管理平臺和協(xié)調(diào)控制器兩部分組成。協(xié)調(diào)控 制器關(guān)部署在各基站，采集光伏逆變器、儲能 EMS、配電系統(tǒng)關(guān)口電表等設(shè)備的數(shù)據(jù)，基 于先進(jìn)算法，自動優(yōu)化調(diào)度策略，實(shí)現(xiàn)基站多能互補(bǔ)與源網(wǎng)荷儲協(xié)同，利用可再生能 源，降低用能成本，提升光儲系統(tǒng)效率。同時基于安全運(yùn)行的需求，系統(tǒng)進(jìn)行主動防護(hù)與告 警，方便人員及時運(yùn)維。 基站光儲智慧能源管理平臺支持微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器即插即用，該系統(tǒng)需要具備監(jiān)視、控 制、分析與優(yōu)化功能。通過云邊協(xié)同實(shí)現(xiàn)對整個基站光儲系統(tǒng)的設(shè)備監(jiān)控、系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行控 制、發(fā)用電優(yōu)化調(diào)度、系統(tǒng)安全主動防護(hù)、告警分析、收益分析和報表導(dǎo)出等功能。
智慧能源管理系統(tǒng)與基站的交互圖
上圖為所有基站接入智慧能源管理平臺的結(jié)構(gòu)圖。各個基站通過協(xié)調(diào)控制器實(shí)現(xiàn)基站內(nèi) 部源、網(wǎng)、荷、儲的采集、分析，并根據(jù)當(dāng)前的工況實(shí)現(xiàn)源、網(wǎng)、荷、儲各環(huán)節(jié)的協(xié)同運(yùn)行。 協(xié)調(diào)控制器可主動采集現(xiàn)場光伏、儲能、用電負(fù)荷等設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù) 存儲，并通過有線/無線網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至智慧能源管理平臺。協(xié)調(diào)控制器可在網(wǎng)絡(luò)故障時 將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。 針對原有的控制策略繼續(xù)保持，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
通過智慧能源管理平臺可對各個區(qū)域接入的基站內(nèi)的協(xié)調(diào)控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程配置與策略 修改，如計劃曲線、削峰填谷、新能源消納等控制策略。同時，針對各個基站的設(shè)備、通訊 運(yùn)行情況進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)能耗分析、故障告警等功能，幫助運(yùn)維人員及時發(fā)現(xiàn)問題，并進(jìn)行 維護(hù)管理，提升系統(tǒng)高效率運(yùn)行。
基站光儲系統(tǒng)建設(shè)主要分為基站光儲站點(diǎn)建設(shè)與智慧能源管理平臺兩個部分。
協(xié)調(diào)控制器 基站光儲站點(diǎn)建設(shè)根據(jù)基站光儲一體化方案，分為直流儲能一體化、交流儲備系統(tǒng)分離 式、交流儲備一體化多種方案，其結(jié)構(gòu)圖如下所示：
根據(jù)基站的構(gòu)成以及基站設(shè)備需求，可通過 ACCU-100 協(xié)調(diào)控制器，獲取基站光儲系 統(tǒng)內(nèi)光伏系統(tǒng)的輸出功率、儲能狀態(tài)、電價信息，調(diào)配光伏系統(tǒng)、市電、儲能電池對所述 5G 基站通信設(shè)備的供電量。其基站光儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下：
直流光儲一體化組網(wǎng)示意圖
交流光儲一體化組網(wǎng)示意圖
ACCU-100 微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器具備以下功能特點(diǎn)：數(shù)據(jù)采集：支持串口、以太網(wǎng)等多通道實(shí)時運(yùn)行，滿足各類風(fēng)電與光伏逆變器、儲能等 設(shè)備接入； 通訊管理：支持 Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、MQTT 等通信規(guī)約，可實(shí)現(xiàn)云邊協(xié)同（結(jié)合安科瑞智慧能源管理云平臺進(jìn)行 遠(yuǎn)程運(yùn)維）、OTA 升級；具備獨(dú)立運(yùn)行的能力，在微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)發(fā)生故障之后，可 以具有遠(yuǎn)程操控的能力對各設(shè)備下發(fā)控制策略。 邊緣計算：靈活的報警閾值設(shè)置、主動上傳報警信息、數(shù)據(jù)合并計算、邏輯控制、斷點(diǎn) 續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由； 策略管理：防逆流、計劃曲線、削峰填谷、需量控制、光儲協(xié)調(diào)等，并支持策略定制; 系統(tǒng)安全：基于不可信模型設(shè)計的用戶權(quán)限，防止非法用戶侵入；基于數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù) 安全驗(yàn)證技術(shù)，采用數(shù)據(jù)標(biāo)定與防篡改機(jī)制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)固證和可追溯； 運(yùn)行安全：采集分析包括電池、溫控及消防在內(nèi)的全站信號與測量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行安全 預(yù)警預(yù)測。
微電網(wǎng)智慧能源管理系統(tǒng)通過對各個基站的源、網(wǎng)、荷、儲能系統(tǒng)進(jìn)行接入，全天候進(jìn) 行數(shù)據(jù)采集分析，監(jiān)控光伏、儲能系統(tǒng)、備用電源及傳統(tǒng)負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)，是一個集監(jiān)控、 能量管理、智能運(yùn)維為一體的管理系統(tǒng)。完成不同目標(biāo)下源網(wǎng)荷儲資源之間的靈活互動與經(jīng) 濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)能源效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益提升。微電網(wǎng)智慧能源管理系統(tǒng)具備以 下功能(包含不限于):
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