熊 勇,崔若吉,胡先紅
(中興通訊股份有限公司數(shù)字能源產(chǎn)品經(jīng)營部,廣東 深圳 518055)
2014年開始,全球4G建設進入快通道。為了實現(xiàn)定向覆蓋、增強覆蓋、盲區(qū)覆蓋、邊緣覆蓋的高密度、大流量通信業(yè)務,4G網(wǎng)絡中的小微基站呈現(xiàn)快速上升趨勢。2019年,5G網(wǎng)絡建設全球興起。5G網(wǎng)絡將比4G網(wǎng)絡提供更高帶寬、更低時延、更多連接,微站數(shù)量更是遠多于4G。海量微站選址、部署和維護的難度均呈指數(shù)級上升,微站網(wǎng)絡供電面臨巨大挑戰(zhàn)。(1)網(wǎng)絡部署方面:站點功耗增加,電力引入困難,電源設備、電池存儲需求增加;站點數(shù)量增加,新站獲取困難;高昂租金,空間有限,改造站升級困難,設備安裝困難。(2)網(wǎng)絡運維方面:站點數(shù)量增加,維護費用劇增;站點數(shù)量及功耗增加,電費劇增;設備種類增加,方案復雜,維護管理困難。
據(jù)統(tǒng)計,中國三大電信運營商2018年的電費為500億元,占運營總開支的15%以上。在5G時代,網(wǎng)絡能耗估計是4G網(wǎng)絡的2.5倍以上,電費支出至少將翻倍,巨額電費支出可能吞噬掉運營商所有的利潤,甚至將讓運營商陷入嚴重虧損。
只有把數(shù)百萬的基站通過網(wǎng)絡連接起來,才能實現(xiàn)無人值守和遠程維護。目前,國內(nèi)運營商客戶制定了動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的B接口標準協(xié)議,并通過有線網(wǎng)絡或者3G/4G通道,實現(xiàn)對現(xiàn)網(wǎng)眾多基站的監(jiān)控和管理。對于海量的5G網(wǎng)絡微站,客戶也希望繼承和利用現(xiàn)有的監(jiān)控管理系統(tǒng),并通過覆蓋全國、連接數(shù)過億、且成本更低的窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)網(wǎng)絡實現(xiàn)通信組網(wǎng)。同時,客戶還希望把能源網(wǎng)絡運維管理系統(tǒng)和其他業(yè)務系統(tǒng)集成,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、業(yè)務融合及流程貫通與閉環(huán),打破各應用間的壁壘,減少或避免人工干預,實現(xiàn)運維運營的一體化、自動化、智能化,在降低運維成本的同時,也為運營創(chuàng)新提供良好的開放接口。
因此,為了解決5G海量微站供電網(wǎng)絡在部署、運維、運營等方面的難題,需要供電網(wǎng)絡向高效、小型、分布、智能的方向發(fā)展。通過進一步發(fā)展高效功率變換控制技術(shù),在能源管理體系中與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和AI等先進信息通信技術(shù)相融合,以完整的“端-管-云”技術(shù)架構(gòu)微站供電解決方案實現(xiàn)供電網(wǎng)絡的極速部署、極簡應用、智能運維和高效節(jié)能。
基于“端-管-云”技術(shù)架構(gòu)的微站供電解決方案,其系統(tǒng)組成包括實現(xiàn)基礎供電和儲能的設備端、開放互聯(lián)的網(wǎng)絡管道以及能源網(wǎng)絡一體化運營運維系統(tǒng)3部分。
(1)設備端。主要包括高效輕巧、簡單精致的室外刀片電源、嵌入式電源、壁掛電源以及簡單易用、軟件定義輸出的智能鋰電。其中,刀片電源可快速部署、平滑擴容、自冷免維護和智能削峰;智能鋰電內(nèi)置直流直流變換器(Direct Current/Direct Current,DC/DC)和智能控制器,實現(xiàn)電池的高度智能化,并具備動態(tài)升壓、電池利舊與混用以及階梯利用等功能,同時高達1C的大倍率放電能力顯著降低了投資支出。
(2)管道。支持泛在接入和開放互聯(lián),如以太網(wǎng)、Wi-Fi、藍牙、帶內(nèi)通道、RS232、3G/4G等網(wǎng)絡以及消息隊列遙測傳輸協(xié)議(Message Queuing Telemetry Transport,MQTT)、受限應用協(xié)議(Constrained Application Protocol,CoAP)、簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議(Simple Network Management Protocol,SNMP)、超文本傳輸安全協(xié)議(Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer,HTTPS)等開放協(xié)議,通過低成本、高覆蓋的NB-IoT網(wǎng)絡實現(xiàn)B接口統(tǒng)一監(jiān)控組網(wǎng)。
(3)運營運維系統(tǒng)?;谙冗M的平臺即服務(Platform as a Service,PaaS)和微服務架構(gòu),并集成了大數(shù)據(jù)、人工智能(Artifical Intelligence,AI)和電信級分布式數(shù)據(jù)庫等技術(shù),通過業(yè)務云化、跨域編排和網(wǎng)絡協(xié)同,實現(xiàn)了對外開放能力,支持快速定制開發(fā)、業(yè)務創(chuàng)新和敏捷化運營。在實現(xiàn)自動化、智能化運維的同時,更實現(xiàn)了全網(wǎng)站點的普遍高能效運行,從而大大降低了運營商的電費支出和維護成本。
5G網(wǎng)絡中微站爆炸式增長,網(wǎng)絡部署困難,具體包括電力引入困難、新站獲取困難以及租金高昂、空間有限、安裝困難、站點數(shù)量暴增、維護工作量巨大等。為實現(xiàn)高可靠和免維護,在設計中通常堅持極致簡單的原則。通過引入輕巧簡單的刀片電源、嵌入式電源、壁掛電源等,以抱桿、掛墻和多模塊旗裝等“零”占地方式,實現(xiàn)這些場景下的快速部署和應用。
新建微站一般采用刀片電源。其在外觀、性能、設計思路上和無線射頻拉遠模塊(Remote Radio Unit,RRU)等產(chǎn)品保持高度類似,通過該通用化、系列化、模塊化設計和即插即用的特性實現(xiàn)快速部署和應用,其具備如下特點。一是通用化、系列化、模塊化設計,外形尺寸、硬件接口完全相同,滿足多種供電需求;二是與RRU外形相似,零占地,靈活安裝,且并機安裝更加美觀;三是全封閉結(jié)構(gòu)、IP66防護等級,免維護、零制冷消耗,自然散熱效率高達98%,適應室外嚴酷環(huán)境;四是支持交流輸入和高壓直流輸入,并可實現(xiàn)多臺并聯(lián)擴容;五是有源天線單元(Active Antenna Unit,AAU)帶內(nèi)傳輸,節(jié)省組網(wǎng)成本;六是簡單易用的手機App軟件,方便現(xiàn)場運維。
4G/5G業(yè)務疊加的現(xiàn)有站點一般通過使用高密度、多輸出、易擴容的嵌入式電源,在有限空間支持5G業(yè)務的改造或擴容。電源輸出功率提高到20 kW以上,滿足5G業(yè)務擴容。采用高轉(zhuǎn)換效率(98%以上)、高功率密度的整流模塊,減少或免溫控改造。負載路數(shù)提高到10~24路,并且支持分路計量和下電能力,也支持租戶應用和服務等級協(xié)議(Service Level Agreement,SLA)。負載輸出模組設計為可插拔形式,客戶可根據(jù)業(yè)務需要動態(tài)在線擴容,便于維護。
微站電源多用于室外場景,要求全封閉結(jié)構(gòu)、IP66防護等級、免維護、零制冷消耗,采用自然散熱設計,適應室外嚴酷環(huán)境。顯然,超高效功率變換控制技術(shù)、超高功率密度技術(shù)是其中的關鍵所在。例如,功率變換效率從96%提升到98%,能耗即從4%降至2%,相當于內(nèi)部熱量降低了50%,可靠性更高,也更能適應室外的嚴酷環(huán)境。而功率密度從30 W/m3提升到50 W/m3,相當于體積縮至40%,重量也大大減輕,單人單手可操作,極大地減少了部署和維護成本。
圍繞高效變換核心技術(shù),實現(xiàn)高效率、高功率密度核心競爭指標的均衡突破。功率模塊需要在高效拓撲電路開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應用、數(shù)字化智能管理和控制、新器件嘗試和應用、高功率密度工藝研究和應用上實現(xiàn)技術(shù)突破。在拓撲電路方面,傳統(tǒng)兩級級聯(lián)結(jié)構(gòu)的拓撲如圖1所示。該拓撲采用的功率器件都為高壓器件,器件的成本高,開關損耗大,導通阻抗大,損耗大,效率低,并且升壓電感上的電平為兩電平,電流脈動大,磁芯損耗大,電感體積大。
圖1 傳統(tǒng)功率變換拓撲
一般情況下,功率變換單元功率越小,熱損耗越小,散熱要求就越低。因而,多單元輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)(Input Series Output Parallel,ISOP)組合變換技術(shù)應運而生。其將單個功率變換單元劃分成多個變換子單元串并聯(lián)組合,降低單個子單元的功率等級,提升子單元的變換效率和功率密度。ISOP變換拓撲如圖2所示。其采用多個AC/DC變換單元串聯(lián)、DC/DC輸出并聯(lián)的方式,這樣每個AC/DC變換單元是采用低壓器件,器件成本低、導通阻抗低、損耗小、效率高,升壓電感上的電平為多電平,電流脈動小、磁芯損耗低、電感體積小。因此可以提升整流器的功率密度,降低成本,降低損耗,提升整流器的效率。
圖2 ISOP變換拓撲
鋰電池具備體積小、質(zhì)量輕、循環(huán)壽命長、帶載能力強以及可以快速充電等優(yōu)良特性。目前已經(jīng)廣泛應用于通信基站中的鋰電池,通過自帶智能控制器,實現(xiàn)了完備的實時檢測、電池狀態(tài)( State Of Charge,SOC)預測、電池健康度(State Of Health,SOH)預測、完善的保護功能和安全管理。電芯相比較鉛酸電池,循環(huán)次數(shù)提升4~6倍,具有充電時間縮短70%、支持多80%的負載、體積減少50%,質(zhì)量減少60%、放電能力高達1C以及高低溫應用優(yōu)勢,尤其適合于5G微站全場景。
1995年生效的《中華人民共和國國家賠償法》(以下簡稱《國家賠償法》),在很長時間內(nèi)因鮮有申請人能成功獲得國家賠償而被謔稱為“國家不賠法”。經(jīng)過幾次修改后,該法在賠償程序和賠償范圍上有了很大進步,但關于司法賠償?shù)姆秶鷧s一字未動。根據(jù)現(xiàn)行《國家賠償法》的規(guī)定,司法賠償仍僅限于刑事賠償和法院因在民事、行政訴訟中違法采取強制措施、保全措施或者對判決、裁定及其他生效法律文書執(zhí)行錯誤造成的損害,當事人有權(quán)利申請司法賠償,將民事、行政錯誤裁判完全排除在司法賠償范圍之外。究其原因,主要有以下幾點:
但是鋰電池的應用比鉛酸電池要復雜許多,并且和應用環(huán)境間存在非常復雜的依賴性和耦合性。鋰電池的一個顯著特點就是缺乏耗散過充能量的能力,因而充放電控制很重要。但是充電和放電過程又與外部負載電壓強相關,這樣一方面難以充分發(fā)揮鋰電池的性能優(yōu)勢,另一方面鋰電池在使用過程中的困難很大,維護成本高。如果把電池置于一個相對理想、不依賴于外界因素的封閉環(huán)境,就可以實現(xiàn)自動化、智能化的獨立運行,并讓應用高度簡單化。對此,在內(nèi)部電芯和外部負載間增加一個雙向DC/DC模塊進行隔離,保障電芯在盡可能理想的內(nèi)部環(huán)境下完成充放電控制,避免了過充和過電,也改善了電池的特性。鋰電池也成為一個獨立運行的封閉系統(tǒng),得以高度的通用化、簡單化,即插即用的特性支持快速部署和應用。集成電池管理系統(tǒng)(Battery Management System,BMS)和DC/DC變換的鋰電池方案如圖3所示。
圖3中,BMS可以根據(jù)電池組的電量、SOC/SOH、電流電壓等參數(shù),利用一定的算法控制,任意調(diào)整輸出,實現(xiàn)所謂的軟件定義電池。而通過靈活的軟件定義輸出特性,能夠與供電、儲能、用電、溫控等其他系統(tǒng)進行智能適配,并通過高效協(xié)同和智能調(diào)度解決5G網(wǎng)絡供電中的大量部署和運維難題。
圖3 集成BMS和DC/DC變換的鋰電池方案
(1)與市電協(xié)同。一是智能削峰,減少市電改造。5G功耗增大、現(xiàn)有站點市電擴容成本高、周期長,智能鋰電通過與電網(wǎng)容量協(xié)同配合,利用電池平衡供電,補充負載峰值時的市電差額。例如,在負載功耗大于市電容量時,電池放電補充電力差額;而在負載功耗小于市電容量時,市電供電,同時電池充電,實現(xiàn)5G部分站點免市電改造,節(jié)省了投資、也加速了部署。二是錯峰用電,降低電費開支。盡可能理想的內(nèi)部環(huán)境使得SOC計算精度可以高達95%以上,配合負載預測AI算法,可以精確預測電池備電的時長。在與電網(wǎng)協(xié)同配合、確保安全的情況下,實現(xiàn)錯峰用電,充分利用電池峰谷平衡的價值,減少電費開支。
(2)與負載協(xié)同。一是直流57 V恒壓輸出。5G功耗增大、AAU上桿塔供電距離遠,線損壓降大,傳統(tǒng)鉛酸電池供電距離不足。以典型1 100 W的AAU為例,供電線徑為10 mm2時,直流48 V供電距離為93 m,而直流57 V供電距離為196 m,大大延長了供電的距離、降低線損同時,也提高了供電可用性。二是智能升壓、按需聯(lián)動。電源與AAU或無線管理后臺通信,實時掌握無線設備對輸入電壓及功率的要求,調(diào)整電源電壓及功率。一方面,可以實時調(diào)節(jié)電池輸出電壓,確保AAU負載端始終保持在直流57 V高電壓,進一步減少線損;另一方面,閑時關閉業(yè)務,切斷供電,減少空載損耗。
(3)與電池協(xié)同。多組電池并聯(lián)時,電池組間采用SOC均衡的方案,如此讓SOC高的電池多帶載,最終實現(xiàn)各組鋰電電池SOC完全均衡。一般情況下,各種不同型號、不同化學體系或新舊不一的電池不能直接混用,因而站點擴容時存量電池需整體替換,無法利舊。通過優(yōu)先控制鋰電池的充電和放電,把鉛酸電池或者較舊的鋰電池作為備用,可以很好地實現(xiàn)混用。存量電池殘值得以利用,減少了資源浪費,減輕了電池報廢造成的環(huán)境污染。
B接口是中國電信運營商和中國鐵塔主導的用于動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控中心(Supervision Center,SC)與現(xiàn)場監(jiān)控單元(Field Supervision Unit,F(xiàn)SU)互聯(lián)、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范。B接口互聯(lián)規(guī)范中,F(xiàn)SU與SC之間以WebService和文件傳輸協(xié)議(File Transfer Protocol,F(xiàn)TP)互聯(lián)。一般解決方案是額外配置FSU硬件或者直接在微站電源上實現(xiàn)該接口。技術(shù)上都相對復雜,多數(shù)通過Linux和傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,TCP/IP)協(xié)議棧來支持WebService和FTP協(xié)議,并配置一個較高成本的3G/4G模塊,通過接入3G/4G網(wǎng)絡來支持較大的網(wǎng)絡帶寬。設計復雜、成本上升,微站電源的高可靠、免維護特性會降低。
基于運營商大力推進的NB-IoT網(wǎng)絡可以大大降低組網(wǎng)成本。但是NB-IoT網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量較小、延時較大、通信速率也較低,承載WebService等協(xié)議效果很不理想。通過借鑒網(wǎng)絡功能虛擬化(Network Function Virtualization,NFV)概念可以變通方式實現(xiàn)基于NB-IoT網(wǎng)絡的B接口協(xié)議,這就是虛擬現(xiàn)場監(jiān)控單元(Viryual Field Supervision Unit,USFU)技術(shù)。微站電源和電池的B接口/NB-IoT組網(wǎng)拓撲如圖4所示。
圖4 微站電源和電池的B接口/NB-IoT組網(wǎng)拓撲
利用現(xiàn)有的、無處不在的NB-IoT網(wǎng)絡,實現(xiàn)對微站電源等設備的海量連接、深度覆蓋和低成本應用,解決監(jiān)控網(wǎng)絡的部署難題。選擇一個微站電源兼做網(wǎng)關,實現(xiàn)對其他電源、電池、環(huán)境信息的采集和匯聚,并通過NB-IoT模塊/芯片和開源輕量化MQTT/CoAP協(xié)議接入NB-IoT網(wǎng)絡中,微站電源保持了簡單設計、低成本的特性。運營商IoT開放平臺,完成連接管理和轉(zhuǎn)發(fā)。IoT開放平臺可以支持數(shù)百萬微站電源的接入和聯(lián)接管理,并提供了API應用接口,即把微站業(yè)務數(shù)據(jù)以應用程序編程接口(Application Programming Interface,API)定義的超文本傳輸協(xié)議/JS對象簡譜(Hyper Text Transfer Protocol/JavaScript Object Notation,HTTP/ JSON) 格 式 與 vFSU交 互。vFSU基于PaaS平臺,以微服務架構(gòu)設計,支持分布式部署和彈性伸縮。每個vFSU管理對應區(qū)域/片區(qū)內(nèi)的所有微站,并實現(xiàn)與傳統(tǒng)本地FSU的同等功能,通過IoT云平臺的API接口獲取微站數(shù)據(jù),并轉(zhuǎn)換成B接口的WebService/XML格式,實現(xiàn)與SC的通信?,F(xiàn)網(wǎng)SC不變,按照B接口協(xié)議與各個vFSU進行通信和交互,實現(xiàn)全網(wǎng)范圍內(nèi)的統(tǒng)一監(jiān)控和管理。
在電信網(wǎng)絡運營重構(gòu)大趨勢下,云化網(wǎng)絡將向著更為靈活的Cloud Native演進。無論是設備還是網(wǎng)絡,都先從專用硬件向硬件解耦,逐步過渡到支持運行于基礎設施即服務(Infrastructure as a Service,IaaS)虛機的虛擬化階段,再經(jīng)過SDN控制/可編程和NFV組件化/運行在PaaS(容器)的云化階段后,最后融合到支持融合編排和動態(tài)服務化的云網(wǎng)一體化。
通信電源也在向全面云化方向發(fā)展,以實現(xiàn)硬件的通用化、軟件的分布式部署、應用系統(tǒng)的集成和流程閉環(huán)以及運維運營的一體化、自動化和智能化。例如,基于NFV技術(shù),目前部分刀片電源、刀片電池已經(jīng)實現(xiàn)通用化和標準化,提供了簡單設計、低成本、高可靠、免維護的優(yōu)良特性,同時硬件的通用化也支持了大規(guī)模生產(chǎn)、快速發(fā)貨和部署實施。而業(yè)務軟件則是一個分布于端、邊、云3層的分布式應用系統(tǒng)。在設備端,實現(xiàn)供電、儲能等基礎業(yè)務的管理,部署于電源和電池等物理設備上;在邊緣側(cè),實現(xiàn)本地多設備高效協(xié)同管理的智能管控,部署于站點控制器等網(wǎng)關設備上;在云端,支持用戶的各類新業(yè)務和個性化需求,在網(wǎng)絡能源統(tǒng)一運營管理系統(tǒng)上靈活而快速地實現(xiàn)。同時,運營管理系統(tǒng)基于PaaS平臺,通過DevOps的敏捷開發(fā)、持續(xù)集成和持續(xù)交付等手段可以更快地滿足客戶的個性化需求,支持5G站點部署。PaaS技術(shù)平臺支持的跨域編排、網(wǎng)絡協(xié)同、能力開放和服務創(chuàng)新能力也方便了網(wǎng)絡能源運營管理系統(tǒng)與運營商資產(chǎn)管理、工單管理等應用系統(tǒng)的融合和集成。
基于PaaS平臺和業(yè)務云化技術(shù),將極大地解決目前通信電源微站、宏站和數(shù)據(jù)中心等不同場景下設備不通用、業(yè)務定制化和版本碎片化嚴重、互聯(lián)互通困難、數(shù)據(jù)孤島化、應用煙囪化等應用通病。
如前所述,微站電源云化后,業(yè)務軟件分布式部署,用戶個性化需求和各類新業(yè)務都在云端網(wǎng)絡能源運營管理系統(tǒng)上靈活而快速地實現(xiàn)。其提供了智能化的運維和運營管理,基本業(yè)務聚焦于系統(tǒng)基本運維功能,并通過AI和大數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)運維自動化(智能運維)和決策智能化(智能運營)。技術(shù)上,系統(tǒng)采用前臺、中臺、后臺的邏輯架構(gòu),如圖5所示。
圖5 網(wǎng)絡能源運營運維管理系統(tǒng)架構(gòu)
3層架構(gòu)體系中,后臺重用PaaS平臺和各個開放的平臺組件,快速獲得了業(yè)務開發(fā)和組建的能力。如可以快速復用K8S容器云管理、微服務總線(Micro Services Bus,MSB)、應用中間件、基礎數(shù)據(jù)庫等平臺能力,并采用統(tǒng)一運營的OES平臺組件方案,可以獲得自動化運維整體解決方案的支持,并利用OES提供的安全管理、租戶管理、日志管理、北向接口框架、監(jiān)控、告警以及資源管理框架等微服務化的公共支撐和公共應用組件。
而“厚平臺、薄應用”的中臺和前臺分離架構(gòu)形態(tài)將主要的業(yè)務和數(shù)據(jù)核心能力沉淀到中臺,以業(yè)務中臺和數(shù)據(jù)中臺的形式為前臺業(yè)務應用提供快速的業(yè)務流程構(gòu)建能力,同時將相關業(yè)務領域的業(yè)務功能和數(shù)據(jù)做了很好的統(tǒng)一,避免了重復功能開發(fā)和維護帶來的開發(fā)維護成本浪費,也避免了不同系統(tǒng)間實現(xiàn)業(yè)務交互帶來的集成和協(xié)作成本浪費。小前臺的模式集中關注更好的用戶界面展現(xiàn)和用戶交互,快速靈活地進行業(yè)務組合來滿足多樣的用戶需求。
(1)運維數(shù)據(jù)中臺。主要包括南向適配服務、南向框架服務和數(shù)據(jù)服務。其中,南向適配服務和南向框架服務統(tǒng)一稱為南向接入子系統(tǒng)。南向接入包括南向框架、南向適配兩個模塊,每個模塊可劃分為一個或多個微服務。微服務之間通過表征狀態(tài)轉(zhuǎn)移(Representational State Transfer,REST)接口或消息中間件(如kafka)進行交互。數(shù)據(jù)服務子系統(tǒng)是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心,對系統(tǒng)中的測點數(shù)據(jù)進行保存和查詢工作。對于上行數(shù)據(jù)(包括手工錄入或?qū)氲臄?shù)據(jù)),負責將標準化測點數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中;對于業(yè)務子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的查詢服務,包括性能數(shù)據(jù)、參數(shù)數(shù)據(jù)、報表業(yè)務統(tǒng)計和站點記錄數(shù)據(jù);對于業(yè)務模塊,把業(yè)務測點保存到數(shù)據(jù)庫中。
(2)運維業(yè)務中臺。主要包括監(jiān)控服務、配置服務、設備管理、故障跟蹤以及運維操作等。監(jiān)控服務包括被監(jiān)控對象和監(jiān)控系統(tǒng),被監(jiān)控對象包括站點、機房、設備、部件、資產(chǎn)以及資源,監(jiān)控系統(tǒng)包括網(wǎng)管/服務器、站點控制器/監(jiān)控單元。系統(tǒng)的配置信息包括監(jiān)控對象、監(jiān)控設備、站點、分組以及協(xié)議配置等,這些配置信息按照使用角色和使用場景不同,劃分成工程配置、業(yè)務配置和系統(tǒng)配置。故障管理對告警進行產(chǎn)生、恢復、保存及查詢,并且與平臺子系統(tǒng)的告警管理進行對接。
(3)AI中臺。基于大數(shù)據(jù)和AI技術(shù),提供大數(shù)據(jù)分析處理框架以及可視化建模、模型部署、公共算法等智能分析工具箱。其能夠?qū)崿F(xiàn)海量數(shù)據(jù)的分布式計算,并通過系統(tǒng)中功能豐富的算子為業(yè)務人員提供便捷的建模工具。用戶進行編排模型,將訓練的模型直接發(fā)布到線上系統(tǒng),實現(xiàn)組織業(yè)務流程的整合,降低了使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的門檻,也幫助客戶發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)價值。
(4)運營業(yè)務中臺。數(shù)據(jù)來源于運維管理數(shù)據(jù)中臺,包括電池運營、油機運營、能效分析、綠色能源以及運營管理等,均以微服務架構(gòu)實現(xiàn)。例如,電池運營中的全網(wǎng)SOC/SOH預測服務,通過站點鋰電池部署情況、市電質(zhì)量、環(huán)境溫度、生產(chǎn)時間、啟用時間以及循環(huán)次數(shù)等全局運行狀態(tài)可視化與大數(shù)據(jù)分析,協(xié)同本地BMS進行SOC/SOH的精準計算。在全網(wǎng)有大量不同型號、不同化學體系或新舊不一的電池、無法完全通過智能鋰電混用的場景下,可以使用智能配組服務,通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)實現(xiàn)站間相同型號和狀態(tài)的電池配組,可以提升電池運行效率,延長使用壽命。
能源網(wǎng)絡一體化運營系統(tǒng)還能實現(xiàn)全網(wǎng)站點的高能效管理,具體包括以下幾點。一是提高全網(wǎng)能效。全網(wǎng)站點的能效可視化與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以及時發(fā)現(xiàn)和處理能效短板,及時全網(wǎng)推廣最佳能效典范。二是優(yōu)化全網(wǎng)資源。全網(wǎng)站點的運行狀態(tài)可視化與大數(shù)據(jù)分析能夠優(yōu)化各類資源的利用率,如通過調(diào)配冗余電池或整流器、電池的梯次利用和擴容等技術(shù)減少市電和燃油。三是減少運營管理漏洞。包括實時監(jiān)測油位、油品狀態(tài),杜絕虛假加油賬單報銷,增加電量計費,拒絕虛高電費賬單(租戶場景)等。四是應急預測。準確預測市電停電狀態(tài)、天氣狀態(tài)和維護能力等,如提前預測惡劣天氣并做好儲能準備,以減少應急油機運行。
中興通訊是業(yè)界著名的電信設備制造商,深諳5G網(wǎng)絡部署、運維和運營中的痛點,也是通信電源主流設備商。通過融合功率變換控制和云計算、大數(shù)據(jù)及AI等信息技術(shù)而推出的“端-管-云”全棧微站供電技術(shù)和解決方案已經(jīng)廣泛應用于全球多個5G網(wǎng)絡中,大大加速了全球5G的商用進程。高精度SOC/SOH預測、并聯(lián)混用、梯次利用等技術(shù)突破,延長電池壽命20%、并實現(xiàn)舊電池再利用,減少了資源浪費,減輕了電池報廢造成的環(huán)境污染。此外,通過與主設備協(xié)同運作,最多可以幫助電信網(wǎng)絡綜合節(jié)能20%,年均節(jié)省電費100億元,減少270萬t碳排放,為助力5G建設、國家“碳中和”及環(huán)境保護做出重要貢獻。