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随着5G部署,基站功耗和数量显著增加,运营商OPEX大幅增长。为帮助运营商降低基站OPEX,浙江铁塔与华为进行联合创新,引入AI技术实现基站智能错峰,在保障备电可靠的前提下,每年每站节省了17.1%电费。由于电费节省效果显著,2021年7月26日该项创新实践成功入选GSMA(全球移动通讯系统协会)2021全球精品案例。

为提高电力资源利用效率,当前电力部门基于电网负荷变化情况制定了峰谷分时电价(即不同时段推行不同的电价),以鼓励用户合理安排用电时间,削峰填谷。传统基站电池仅用于停电时的应急备电,没有成为基站经营的生产工具,造成储能沉默资产的浪费。针对峰谷电价场景,浙江铁塔与华为推出基站智能错峰技术以提高电池利用率、节省电费,具体原理为谷值电价时段电池充电,峰值电价时段电池放电代替市电供电。智能错峰可降低用电成本,同时均衡电网负荷,有着重大的经济和社会效益。

 

浙江省峰谷电价数据

 

错峰用电技术应用的挑战

基站电池的首要作用是备电,因此电池错峰后仍需满足备电要求,错峰用电策略需精准计算以保障备电可靠和收益最大化。电池备电时长受负载功率、电池SOC、电池新旧等多重因素影响。不同站点的负载功率、电池容量和健康状态存在巨大差异,且在不断变化,人工分析和计算无法制定精准的错峰策略(电池充放电时间和放电深度)。如使用固定错峰模型,部分站点会因电池过放而致备电不足,部分站点会因电池放电深度过小而致收益有限。

智能错峰原理

为解决上述问题,华为将AI技术应用于错峰用电以制定最优错峰策略。华为能源管理系统利用AI构建市电模型、负载功率模型、电池容量模型。AI预测负载功率,基于每站备电时长要求计算所需的备电容量,并预留所需的备电容量,利用冗余的电池容量错峰,实现一站一策、一时一策的动态错峰。华为智能错峰预留了充足的备电容量,因此可靠性得到了充分保障,同时能够最大化每站的错峰深度从而实现收益最大化。

价值分析,智能错峰每年每站节省17.1%基站电费

浙江铁塔使用了一年的智能错峰,每年平均收益为1784元/站,每站电费节省比例为17.1%,经济效益明显。智能错峰帮助浙江铁塔激活沉默电池资产价值,利用备电电池在峰值电价时段放电以节省电费,使用智能错峰期间,无宕站风险,备电可靠性得到有效保障。

 

管理系统智能错峰界面

 

根据负载功率数据分析,AI负载功率预测精度非常高,从而保障了备电可靠性。在福利院等负载波动较小站点,AI负载功率预测的平均误差为1.1%。同时通过充放电策略寻优实现节能收益和可靠性的平衡,自动选择间歇式放电,控制电池温升,延长寿命。在高速路口负载功率波动大站点,能够实现较高的动态预测精度,负载预测精度平均误差为5.7%。

智能错峰通过融合数字技术和电力电子技术,实现基站综合能源最优调度,优化能源利用率、节省电费。在双碳目标背景下,该项创新实践为通信行业降本增效和能源转型提供了重要的技术和商业示范作用,意义非凡。

 

注:GSMA,全称全球移动通讯系统协会,是全球移动通信领域的行业组织,汇聚了全球超过750家运营商和近400家公司,也是世界移动通信大会、亚洲移动通信博览会的组织者。

 

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