王广辉
中国铁塔股份有限公司钦州市分公司,广西,钦州,535000
摘要：5G通信技术的影响，从而提升了通信电源系统网络的信息交互速度。在网络资源建设期间，技术人员需要总结通信电源系统建设的挑战，尤其是要分析电力系统运行、构成特点、使用状况及维修方面的技术要点，提升通信电源系统运行的稳定性。基于此，本文就对5G时代通信电源系统需要应对的挑战提出了解决措施。自动化、智能化、信息化网络技术为各产业提供了新颖的实践方向，特别是在传统通信网络构建中，存在电源引入、机房空间配置、电力系统构架方面的问题，故需要技术人员根据智能化信息网络的构建原则进行创新，积极融入5G技术框架，以便解决蓄电池、发电机、变压器等机组的信号传递、电力输送的难点。另外，系统也可在c MBB、m MTC、u RLLCC等模块的协调中控制电源传输的延迟和时间需求，提高通信电源系统的稳定性。
关键词：通信电源；5G站点；改造
5G即将进入商用阶段，因此各大通信运营商已经将5G基站的改造列入重点规划项目。在改造计划中，通信电源是其中重要的组成部分之一。
1 5G时代通信电源系统的挑战
5G时代打造了集智能手机、PC端、智能控制端于一体的控制模式，该技术的信号传输速度远快于4G通信网络，所以在5G技术的影响下，通信电源系统的控制成本、能源支出、系统容量及设备连接的成本更低。因此，5G技术主要表现在物联网、低延迟连接以及移动宽带三方面的应用优势，可帮助系统在远程办公、一体化监控、云数据协调的支持下对现有的语音、视频进行接入控制，有利于全面满足远程监控、高清视频（HDTV）、智能家居的核心需求。同时，在物联网接入控制期间，系统也可得到信息接入可视化系统当中，可在后端端口的调整、优化构建中满足各类供电方面的信息交互需求。但是，在供电网络信息交互期间，若没有满足Small Cell站点信息的存储、协调需求时，可能会造成电力信息引入、协调、操控方面的困难。另外，在电源信息扩建与改革期间，若所使用的DC机房数量不能满足电力信息存储控制时，可能会增加电源构架的核心压力。例如在高级服务业务资源整合中，技术人员也需要结合不同项目的供电、用电需求进行协调，分析自动驾驶、医疗服务等项目的要点，而在这些服务构架期间对通信网络信号交互、电源系统配置也提出了更多的挑战。
2 5G站点电源改造分析
2.1 外市电改造原则和建议
外市电在5G基站中的作用是提供220 V/380 V交流电源，是通信基站的能源根本。5G站点的改造需要评估外市电的容量，在综合评估机房设备总功耗、空调功耗、照明功耗、蓄电池组充电功率等所有耗电部分后，确认市电容量是否满足5G的建设要求。外市电容量的评估计算如公式(1)。
5G基站系统的整个市电容量要求一般在10 KVA左右，如果计算出市电的冗余量无法满足5G新增功率的要求，那么需要对外市电部分进行改造，采用的方法主要有以下几种。
(1)若变压器的容量满足要求，而引线线径偏小，则需要更换更粗或者阻抗更小的电缆。
(2)若接火点是单相的，则必须将其改造为三相供电。
(3)采用配电箱引线的区域，需要改造为变压器引线供电。
(4)若电缆满足要求而变压器容量超出负荷时，需要重新建立一路外市电，并配置交流配电箱和开关电源系统。
(5)若电缆和接火点都不满足要求，则需要新建一路外市电和配套电源，同时使用两套系统来对基站进行供电。
5G站点的电源改造中，外市电的改造是工作量最大的，所以在5G大规模建设的时候，城区里面的5G基站都是移动、电信、联通三家共享的。
2.2 交流配电箱改造原则和建议
5G基站电源系统中交流配电箱的作用是分配交流电能，常用的规格主要有380 V/100 A和380 V/63 A两种，分别对应最大外市电引入容量23.5 KW和37.3 KW。交流配电箱的改造原则主要是对其空气开关的最大通流量进行评估，输入空开的电流要求如公式(2)。
其中P为外市电引入容量。
5G基站中交流配电箱的改造要遵循安全可靠、成本最低化、最简化的原则。若交流配电箱容量满足要求而空开容量不足的时候，只需要更换更大容量的开关即可。若评估计算结果交流配电箱容量不足时，才需要更换更大容量的交流配电箱。
2.3 空调改造原则和建议
空调是5G站点的电源系统中不可或缺的组成部分，主要是对机房进行降温，保证设备的稳定运行。评估机房空调的改造方案时，需要计算出机房空调的总制冷量的需求，空调热负荷对应的制冷量计算如公式(3)。
制冷量=设备功耗+机房面积*单位面积制冷功率。(3)
单位面积的制冷功率需要根据不同区域的环境而定，不是一个确切统一的数值。
5G站点的空调改造建议如下。
(1)根据计算出来的制冷量总需求来选择最合适的空调类型和空调数量。
(2)在现有基建的条件下，充分考虑空间的限制和安装条件的限制，再决定是新增空调还是替换空调。
2.4 蓄电池组改造原则和建议
通信基站中蓄电池的作用是储存电能作为后备供电，常用的有梯次电池和铅酸电池两大类。
梯次电池的容量Q计算如公式(4)。
其中，K为安全系数，一般取值1.25；α为蓄电池组的温度系数；P1为一次下电侧的通信设备的实际功率；P2为二次下电侧的通信设备的实际功率；T1为一次下电侧的通信设备工作总时长；T2为二次下电侧的通信设备工作总时长。
铅酸电池的容量Q计算如公式(5)。
其中，K为安全系数，一般取值1.25；T为放电时长；I为总负荷电流；η为电池放电容量系数；α为蓄电池组的温度系数；t为电池使用环境的最低温度数值。
目前基站中配备的蓄电池组的容量在300～600 Ah，5G电源系统的要求为400～500 Ah，如果计算得出原机房蓄电池组容量不足，可以从以下方面进行改造：
(1)机房空间足够时，可以增加蓄电池组的数量来提高容量。
(2)机房空间不足时，可以更换更大容量的蓄电池组。
(3)一般同等体积的梯次电池组的容量是铅酸电池组的1.5～2.0倍，可以考虑将铅酸电池组更换为梯次电池组来提升蓄电池组的容量。
2.5 开关电源改造原则和建议
5G基站电源系统中开关电源具有三大功能：整流、配电和电池管理。整流是将交流电变换为直流电；配电是合理分配电源系统的交流和直流电能；电池管理是对蓄电池组进行充电和放电的控制。开关电源模块的数量配置原则为N+1，即N个开关电源的总容量需要大于电源系统的电流要求。
现有基站中开关电源容量一般为300 A或者600 A，5G电源系统的直流负荷电流大概在150 A左右，若计算总负荷电流大于开关电源容量，可以从以下方面进行改造：
(1)若可以通过扩容满足要求，需要使用与原开关电源模块一致的型号来进行整流模块的扩容。
(2)若无法新增同型号开关电源，可以考虑替换新的大容量开关电源来实现扩容。
(3)若开关电源总容量满足要求而剩余的端子数量不足时，需要通过新增直流配电箱来解决。
3 结语
以上给出了5G站点中通信电源的改造评估要点和方案，可以指导机房电源的改造。
参考文献
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