唐連雷，王海龍

（吉林吉大通信設(shè)計(jì)院股份有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130012）

1 概 述

目前5G設(shè)備的功耗較4G設(shè)備高出很多，對(duì)基站配套電源系統(tǒng)提出了更高的配置要求，另現(xiàn)網(wǎng)存量站中原建設(shè)方式不一，故在5G基站建設(shè)中需結(jié)合不同的場(chǎng)景給出相應(yīng)的改造思路。

2 面臨挑戰(zhàn)

挑戰(zhàn)一：5G系統(tǒng)供電功耗需求增加導(dǎo)致外市電容量不足；挑戰(zhàn)二：5G系統(tǒng)建設(shè)需要更加可靠的后備電源導(dǎo)致備電問(wèn)題突出；挑戰(zhàn)三：現(xiàn)有基站機(jī)房空間及散熱能力受限導(dǎo)致配套電源改造壓力大。

3 改造思路

3.1 5G設(shè)備配電需求

5G移動(dòng)基站設(shè)備的備電需求按照4 kW典型功耗計(jì)算，主設(shè)備側(cè)電源端子至少需要兩個(gè)100 A端子或者一個(gè)160 A端子。

3.2 基站配套電源改造

3.2.1 有局房的共址新建

①外市電引入：若原外市電引入容量及電纜不滿(mǎn)足要求，需遵循對(duì)現(xiàn)網(wǎng)影響最小、工期最短、造價(jià)最省的原則對(duì)其進(jìn)行改造；

②交流配電箱：若交流配電箱的進(jìn)線開(kāi)關(guān)容量達(dá)不到要求，需在滿(mǎn)足5G設(shè)備交流負(fù)荷前提下結(jié)合實(shí)際需求更換成為380 V/100 A 或380 V/63 A的容量；

③開(kāi)關(guān)電源：a.原基站為-48 V電源系統(tǒng)時(shí)，5G設(shè)備可以直接共用，需考慮整流模塊數(shù)量是否滿(mǎn)足新增的負(fù)荷要求。若需擴(kuò)容，擴(kuò)容配置原則為"N+1"冗余，擴(kuò)容模塊必須與原有模塊型號(hào)完全一致，若原電源系統(tǒng)容量不足或整流模塊無(wú)法擴(kuò)容時(shí)考慮更換或新建開(kāi)關(guān)電源；b.原基站為+24 V電源系統(tǒng)時(shí)，需在機(jī)房條件允許的情況下考慮為5G設(shè)備單獨(dú)新增一套開(kāi)關(guān)電源，若機(jī)房條件不允許，可考慮用-48 V開(kāi)關(guān)電源替換原有開(kāi)關(guān)電源，并為原有設(shè)備配置－48 V/＋24 V直流變換器提供供電；

④蓄電池組：根據(jù)實(shí)際需求配置后備時(shí)間，若不滿(mǎn)足后備時(shí)間而更換蓄電池組，需考慮機(jī)房空間及承重等因素。

3.2.2 有局房的新址新建

①外市電引入：應(yīng)采用3類(lèi)以上（含3類(lèi)）市電供電，容量需根據(jù)基站遠(yuǎn)期規(guī)劃容量來(lái)考慮；

②交流配電箱：容量需根據(jù)基站遠(yuǎn)期規(guī)劃容量來(lái)考慮，建議輸入開(kāi)關(guān)容量為380 V/100 A；

③開(kāi)關(guān)電源：建議總?cè)萘堪?00 A配置，整流模塊容量按照本期負(fù)荷需求配置，其數(shù)量依據(jù)整流模塊“N+1”冗余配置原則配置；

④蓄電池組：根據(jù)基站重要程度、市電可靠性等因素來(lái)配置后備時(shí)間，建議1～3 h。

3.2.3 一體化機(jī)柜的共址新建

①外市電引入：若原外市電引入容量及電纜不滿(mǎn)足要求，需遵循對(duì)現(xiàn)網(wǎng)影響最小、工期最短、造價(jià)最省的原則對(duì)其進(jìn)行改造；亦可采用5G電源和智能鋰電方式利用智能電源削峰填谷技術(shù)提升市電承載能力，盡量不新增市電需求；

②開(kāi)關(guān)電源：若一體化柜的電源總?cè)萘磕軡M(mǎn)足原設(shè)備和新增設(shè)備的負(fù)荷要求，且有新增整流模塊數(shù)量所需的安裝空間，則只需考慮增加整流模塊來(lái)擴(kuò)容，擴(kuò)容配置原則為"N+1"冗余，擴(kuò)容模塊必須與原有模塊型號(hào)完全一致，若總?cè)萘坎荒軡M(mǎn)足或整流模塊采購(gòu)不到則考慮更換一體化柜電源；

③蓄電池組：根據(jù)實(shí)際需求配置后備時(shí)間，若不滿(mǎn)足后備時(shí)間而更換蓄電池組，需考慮一體化機(jī)柜承受載荷、位置空間等因素。有安裝維護(hù)空間的，為5G設(shè)備新建一體化電源系統(tǒng)，無(wú)安裝維護(hù)空間的，可拆除鉛酸電池騰空間改為鐵鋰電池。

3.2.4 一體化機(jī)柜的新址新建

①外市電引入：應(yīng)采用3類(lèi)以上（含3類(lèi)）市電供電，容量需根據(jù)基站遠(yuǎn)期規(guī)劃容量來(lái)考慮；

②開(kāi)關(guān)電源：建議總?cè)萘堪床恍∮?00 A配置，整流模塊容量按照本期負(fù)荷需求配置，其數(shù)量依據(jù)整流模塊“N+1”冗余配置原則配置；

③蓄電池組：根據(jù)基站重要程度、市電可靠性等因素來(lái)配置后備時(shí)間，建議1～3 h。

4 具體案例介紹

以某共址共建的移動(dòng)通信基站配套電源改造為例，當(dāng)?shù)責(zé)o采暖設(shè)備，原有場(chǎng)景為租賃房屋和樓頂增高架建設(shè)方式，房屋面積為25 m2，已有2G、3G及4G設(shè)備，現(xiàn)考慮新增1套5G設(shè)備，所增加的1個(gè)CU/DU及3個(gè)AAU典型功耗為4 kW，外市電引入線為線徑4×16 mm2的銅纜，其原設(shè)計(jì)容量為25 kW，交流配電箱的引入開(kāi)關(guān)為100 A，組合式開(kāi)關(guān)電源按照遠(yuǎn)期配置的滿(mǎn)配為600 A，現(xiàn)配置3塊50 A整流模塊，現(xiàn)有直流設(shè)備的負(fù)荷為24 A，蓄電池組為2組300 Ah鉛酸蓄電池，當(dāng)?shù)丨h(huán)境要求無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的后備時(shí)間為2 h，傳輸網(wǎng)絡(luò)的后備時(shí)間為10 h，傳輸設(shè)備的直流功耗約為0.6 kW，基站原有1臺(tái)3P空調(diào)，總制冷量為7.5 kW，照明設(shè)備的功耗約200 W，其他耗電約100 W，請(qǐng)給出新增1套5G設(shè)備對(duì)共址基站配套電源系統(tǒng)的改造思路？按照本文給出的“有局房的共址共建”改造思路，分析如下。

4.1 鉛酸蓄電池組的容量配置

一般計(jì)算鉛酸蓄電池容量的公式如（1）所示：

由公式（1）計(jì)算可得本案例中蓄電池組容量需求為：

根據(jù)公式（1）可推導(dǎo)出新增1套典型功耗為4 kW的5G設(shè)備后需要配置2組容量400 Ah的鉛酸蓄電池組，原有2組300 Ah蓄電池組不滿(mǎn)足配置，需要更換。

4.2 組合開(kāi)關(guān)電源的容量配置

組合開(kāi)關(guān)電源總?cè)萘俊荩?4+4 000/48+2×400/10）/0.9=208 A。

原組合開(kāi)關(guān)電源為滿(mǎn)配600 A，現(xiàn)配置3塊50 A整流模塊的配置，新增1套典型功耗為4 kW的5G設(shè)備后需要配置6塊，已考慮N+1冗余配置原則，故需擴(kuò)容整流模塊數(shù)量為3塊。

4.3 空調(diào)的配置

制冷量需求=（4 000+24×48）/0.9+25×150=9.5 kW。

原有的1臺(tái)3P空調(diào)，總制冷量為7.5 kW，不滿(mǎn)足新增1套典型功耗為4 kW的5G設(shè)備后需要的配置，9.5 kW的制冷量需求對(duì)應(yīng)1臺(tái)5P空調(diào)配置，亦可考慮1臺(tái)3P空調(diào)+1臺(tái)2P空調(diào)的配置，考慮到最小改動(dòng)可新增1臺(tái)2P空調(diào)來(lái)滿(mǎn)足需求。

4.4 外市電引入容量的配置

外市電引入容量=(4 000+24×48+80×56)/0.9+2 205+1 470+200+100=14.677 kW。

其中3P空調(diào)功耗為2 205 W，2P空調(diào)功耗為1 470 W。

原共址基站外市電引入容量為25 kW，滿(mǎn)足新增1套典型功耗為4 kW的5G設(shè)備后需要的配置。

基站輸入電流=14.677×1 000÷ 0.8÷ 380÷ 1.732=27.88 A。

外市電引入線為4×16 mm2的銅纜，其載流量為62 A，可以滿(mǎn)足新增1套典型功耗為4 kW的5G設(shè)備后需要的配置。

4.5 交流配電箱的空開(kāi)大小配置

基站輸入開(kāi)關(guān)=27.88×1.25=34.84 A。

原共址基站交流引入的開(kāi)關(guān)大小為100 A，可以滿(mǎn)足新增1套典型功耗為4 kW的5G設(shè)備后需要的配置。

綜上，該共址基站配套電源系統(tǒng)的改造思路為：在機(jī)房空間和承重等因素滿(mǎn)足的前提下拆除原有的2組300 Ah鉛酸蓄電池組，新增2組400 Ah鉛酸蓄電池組，擴(kuò)容3塊相同型號(hào)的整流模塊，新增1臺(tái)2P空調(diào)。

5 結(jié) 論

綜上分析，本文結(jié)合有局房共址、有局房新址、一體化共址、一體化新址的不同場(chǎng)景給出了新增5G設(shè)備的改造思路，并結(jié)合案例重點(diǎn)分析了有局房共址的改造步驟，望為后續(xù)5G基站建設(shè)提供參考。