- 頭條華北電力大學科研團隊提出可減少運營成本的5G基站儲能調控策略2022-11-28 作者：麻秀范、孟祥玉 等 | 來源：《電工技術學報》 | 點擊率：導語華北電力大學電氣與電子工程學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《電工技術學報》上撰文，從聚合大規模、分布式的基站儲能資源以參與電網協同互動的角度，設計了以盤活通信基站閑置儲能資源為目的的5G基站云儲能系統。提出考慮基站通信負載差異性的基站儲能可調度潛力分析方法，并根據基站儲能的可調度容量，使用最小化負荷曲線方差及最大化儲能調控收益作為優化目標，建立5G基站儲能參與電網協同調度模型。
近兩年，我國明確提出加快“新基建”發展步伐，5G基站建設作為新基建之一，正穩步推進建設進程。5G通信的頻段較高，單個5G基站覆蓋范圍較4G基站小，且由于使用了更大規模的陣列天線、更高的帶寬，其耗能明顯高于3G、4G基站，各大運營商都在積極探索降低電費的方法。5G基站通常會配置儲能電池作為備用電源來保證基站的不間斷供電需求。
據工信部預計，2023年5G基站對備用電池需求量將達到31.8GW·h，這是一個非常大的儲能資源。隨著我國配電網更加堅強可靠，在市電正常供電時，通信基站儲能電池一直處于閑置狀態，造成資源的浪費。因此，如何盤活碎片化閑置儲能資源，使5G基站作為新的儲能配置主體參與到與配電網的協同互動中，從而實現電網與通信運營商的互利共贏將成為研究的重點。
目前，在5G基站能效管理方面，國內外研究者多聚焦于基站休眠技術的研究，其意在從源頭降低基站的能耗，進而達到節約能源、降低運營商電費成本的目的。但這種方法在節能降費的同時往往伴隨運營商通信服務質量受損，5G通信用戶體驗感降低等風險，因此亟待研究結合基站通信負載情況及不同時間空間尺度的動態功耗管理技術。
在儲能調控技術方面，越來越多的學者致力于研究使各類分布式儲能資源參與電力系統協同調度的方法。但是由于5G基站具備自身通信業務特性，其他形式的儲能調控研究成果無法完全適配于5G基站儲能調控，因此考慮通信基站后備儲能特殊性的參與電網協同調度方法將成為研究重點。
另外，隨著能源與信息領域深度融合的不斷推進，通過構建儲能云平臺，利用能量信息化技術和先進通信技術對分散的儲能資源進行數字化管控逐漸受到研究者的關注。總結來看，目前關于5G基站儲能參與電網協同調度的具體方式研究還比較缺乏，亟待對其進行進一步探索與完善研究。
華北電力大學電氣與電子工程學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《電工技術學報》上撰文，從聚合大規模、分布式的基站儲能資源以參與電網協同互動的角度，設計了以盤活通信基站閑置儲能資源為目的的5G基站云儲能系統。提出考慮基站通信負載差異性的基站儲能可調度潛力分析方法，并根據基站儲能的可調度容量，使用最小化負荷曲線方差及最大化儲能調控收益作為優化目標，建立5G基站儲能參與電網協同調度模型。
圖1 5G基站云儲能系統調控流程
研究人員指出，算例分析的結果表明，通過基站儲能云調控平臺將大量且分散的5G基站儲能聚合以參與電網協同互動，可切實達到輔助電網平抑峰谷差、削峰填谷的效果，該策略使區域峰谷差減少34.67%。
另外，將基站儲能可調控潛力與基站通信負載狀態相關聯進而制定儲能調控策略，可避免通信負載高峰時儲能剩余備電容量過低的情況出現，并可利用不同區域通信負載變化的互補性，使集中后的基站儲能可調度潛力不會在某個時段過低或過高。
他們進一步指出，基站儲能參與電網協同互動可在平抑電網峰谷差的同時通過儲能的低儲高放獲得收益，該策略在一個調度周期內可獲得的儲能低儲高放收益1287.21元，在一定程度上減少了基站運營成本，實現電網與通信運營商的互利共贏。
本文編自2022年第11期《電工技術學報》，論文標題為“計及通信負載的5G基站儲能調控策略”。本課題得到了國家電網有限公司總部管理科技項目的支持。
