阳茂1 刘超2
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摘要：5G功耗是2/3/4G的2-4倍，继而导致5G基站 容量要求是原4G基站的2-4倍，对外市电容量要求持续增高。深化外市电引入建设流程，梳理最优的外电建设方案，确保5G基站外市电低成本、高效率满足基站电力建设。
关键词：5G；外市电；
引言：外市电引入低成本建设首先应对存量站点市电引入容量及现状进行核查，满足新增5G需求的站点直接共享；不满足时可通过利旧增容、外电改造，或者压缩充电、电池补电；不具备扩容条件的基站及新址新建站，考虑新引入外市电。
一、直接共享
外市电共享前应核算外市电容量需求、电表和空开容量、电缆载流量及压降等重要参数，判断是否满足直接共享。
（1）外市电容量需求计算方法
外市电容量需求（kVA）=（现网通信设备负荷（kW）+新增5G设备峰值负荷（kW）+电池充电负荷（kW）+空调负荷（kW）+照明及其他负荷（kW））/功率因数。
（2）基站最大计算电流
单相：最大计算电流（A）=外市电容量需求（kVA）×1000/220V
三相：最大计算电流（A）=外市电容量需求（kVA）×1000/380V/1.732
（3）电缆载流量计算方法
根据电缆类型、规格查表确定电缆载流量，并根据电缆敷设方式、环境温度等因素计入校正系数，具体可参照《GB50217 电力工程电缆设计标准》。
（4）电缆压降计算方法
电缆压降根据用电负荷、电缆材质、截面积、长度进行核算。
电缆压降=电压损失百分比×负荷电流×电缆长度
二、利旧增容
外市电供电线路电缆载流量和压降满足新增5G需求，但报装容量及电表、空开容量不满足的站点，需向供电部门申请增容，同时更换电表、空开等器件。
三、压缩充电
压缩充电方案通过对蓄电池进行限流充电和错峰充电的方式，降低电池的充电功率，进而降低外市电容量需求。
适用条件：适用于市电缺口小、电池容量大、保障要求较低的基站。由于电池充电功率压缩量有限，只适用于市电缺口≤0.5～1倍电池充电功率的场景。
四、电池补电
电池补电方案通过增加基站管理单元（SMU）和高循环寿命智能锂电池组成的补电系统，在通信设备负载高峰时放电，在负载低谷时进行充电，平抑通信设备负载波动，压缩市电容量需求的方案。
适用条件：对市电需求的压缩能力取决于负载波动幅度，适用于潮汐效应明显、通信负载波动大的场景，例如高铁、高速、工业园区等。对于市电引入费高、引电周期长且市电缺口较小（单5G系统约1.2kVA)的站点，通过电池补电，可以实现部分站点市电免改造，降低市电改造成本压力。对于原市电引入容量有限，多家5G共享预期明确的基站，建议优先采用外市电改造方式增容。
五、外电改造
外市电改造方案重点指变压器容量、电表和空开容量等满足新增5G需求，而原有电缆载流量、压降等参数不满足需求，需进行改造的方案。
测算方法：外电改造前，应根据直接共享方案中计算方法核查报装容量、电表和空开容量、电缆载流量和压降等参数，同时结合现场查勘情况，计算需要更换的电缆规格。
六、新引市电
对于新建站以及原引电位置不具备扩容条件或改造费用过高的存量站，采用新引市电方案，技术方案可分为就近分散引电、交流集中引电和直流集中引电三种，应结合实际场景，按低成本建设原则合理选择。
1、就近分散引电方案
新引市电方案应注意市电类型、电压等级和路由线路等建设方案选择，确保方案合理、建设成本低。
（1）市电类型选择
直供电和转供电选择：由于供电主体不同，市电分为直供电和转供电。基站应优先引入直供电；如无法引入直供电，可与业主和供电部门协商，按转供方式，在基站侧增加二级表。
（2）电压等级选择
根据基站附近市电资源分布情况、通信设备用电需求容量、设备安装空间、施工周期、实际场景等因素来选择供电电压等级。
优先选择引入低压380V三相电或低压220V单相电；对于偏远山区基站等无低压搭火点的基站或站点密集采用交流集中引电方案，可引入10kV高压电，自建变压器。
由于自建变压器基站造价较高，应严控自建变压器，优先从公共变压器引入低压直供电。
（3）建设方式选择
根据现场实际场景、地形地貌，选择经济、合理的引电路由，以搭火点与基站引电路由距离最短、成本最优为原则。就近取电、严禁绕路：引电距离建议不超过直线距离20%。
严控顶管施工数量：常用电缆敷设方式包含利旧电力管道（沟）、架空、直埋、顶管四种。电缆敷设方式经济性优先级：利旧电缆沟＞架空＞直埋＞顶管。顶管施工造价高，应严控顶管施工数量。
2、交流集中引电方案
交流集中供电方案通过选取市电容量富裕、稳定可靠的直供电搭火点，在一定范围内使用基站交流集中供电方案。
适用条件：适用于基站密度大，站间距小，特别是引入直供电困难的站点。
技术方案：首先应对基站点位与直供电资源点位进行匹配，选取与周边基站距离近、管道丰富、富余量大的变压器建设集中供电点，为周边基站交流集中引电。变压器富余容量应满足周边基站市电容量需求总和。
3、直流集中供电方案
直流集中供电方案是选取市电容量充裕且稳定可靠的站点作为中心基站，以高压直流供电的方式为周边临近基站提供集中供电、集中备电的方案。与交流集中供电方案相比，远端站不需要安装机柜、电池等配套设备，占地小，降低了选址难度。
适用条件：适用于直供电引电困难、费用过高，且转供电单价过高的站点,例如高铁沿线等场景。
技术方案：中心站增加局端设备，将直流-48V升压为高压直流380V，通过电缆或光电复合缆为周边远端站供电，远端站增加降压设备，将高压直流降压为-48V，给AAU等通信设备供电，供电半径通常小于1km。
方案优势：集中供电方案远端站址不需要考虑外市电引入以及机柜、电源、电池设备等占地，选址难度降低，建设速度快。
七、总结
打破传统思维方式，精细化复核，针对不同站址，不同量需求，精准选择外市电解决方案，从整体上解决基站供电难、成本高的问题。
参考文献：
[1]程勇.5G网络高可靠市电保障方案的探索. 电信技术, 2020.01.117. TN929.5
[2] 张维东. 5G基站供电解决方案. 电信技术, 2020.05.077. TN929.5