項(xiàng)目背景 

我國(guó)通訊基站運(yùn)行維護(hù)采用了鐵塔公司主建設(shè)維護(hù)，移動(dòng)、電信、聯(lián)通三大運(yùn)營(yíng)商主經(jīng) 營(yíng)的模式。為保障通訊的暢通，推動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，鐵塔公司修建了大量通訊鐵塔等 基站設(shè)施，且基站數(shù)目還在不斷地增長(zhǎng)中。隨著信息時(shí)代的到來(lái)，基站需要承擔(dān)的功能在不 斷地增多，用戶和內(nèi)部用電設(shè)備的種類和數(shù)量在不斷增加，導(dǎo)致基站用電量激增，且絕大部 分鐵塔基站處于供電的末端，存在供電電壓不足的問(wèn)題，部分基站處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，需要耗費(fèi) 大量人力物力架設(shè)、維護(hù)和檢修電網(wǎng)，基站在供電安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性等方面存在問(wèn)題。 

鐵塔基站微電網(wǎng)是針對(duì)鐵塔公司目前面臨的諸多用電問(wèn)題，在鐵塔基站建設(shè)范圍內(nèi)，構(gòu) 建的一個(gè)包含微電源，儲(chǔ)能裝置，控制系統(tǒng)以及監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置的小型電力系統(tǒng)。建設(shè)鐵塔基 站微電網(wǎng)，對(duì)解決鐵塔公司面臨的諸多用電問(wèn)題有很大的幫助： 

1、鐵塔基站微電網(wǎng)的微電源包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏組件、柴油發(fā)電機(jī)等，提高了鐵塔 基站新能源使用率與滲透率，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，減小環(huán)境污染； 

2、鐵塔基站遍布全國(guó)，可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況合理配置微電源規(guī)模與種類，使用配 置靈活，能有效解決鐵塔基站用電量增多的問(wèn)題；偏遠(yuǎn)地區(qū)的鐵塔基站，可以通過(guò)擴(kuò)大微電 源規(guī)模的方式，減少對(duì)大電網(wǎng)的依賴，減少輸配電線路投資，降低用電維護(hù)成本； 

3、鐵塔基站微電網(wǎng)中整合了以蓄電池為主的儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)在微電源出力大時(shí)存 儲(chǔ)過(guò)剩的電能，出力小時(shí)補(bǔ)償?shù)碗妷?，?shí)現(xiàn)“移峰填谷"。儲(chǔ)能系統(tǒng)還能穩(wěn)定電壓頻率，增 大系統(tǒng)慣性，從而降低電壓波動(dòng)和閃變，改善電能質(zhì)量； 

4、建立智能微電網(wǎng)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)基站內(nèi)部所有電源、負(fù)荷以及其他對(duì)象的實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)、調(diào)度和控制，進(jìn)一步提高基站運(yùn)行的自動(dòng)化與智能化水平。

微電網(wǎng)建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

基站能源管理系統(tǒng)總體架構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)采用云邊結(jié)合的架構(gòu)，由智慧能源管理平臺(tái)和協(xié)調(diào)控制器兩部分組成。協(xié)調(diào)控 制器關(guān)部署在各基站，采集光伏逆變器、儲(chǔ)能 EMS、配電系統(tǒng)關(guān)口電表等設(shè)備的數(shù)據(jù)，基 于先進(jìn)算法，自動(dòng)優(yōu)化調(diào)度策略，實(shí)現(xiàn)基站多能互補(bǔ)與源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同，利用可再生能 源，降低用能成本，提升光儲(chǔ)系統(tǒng)效率。同時(shí)基于安全運(yùn)行的需求，系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)防護(hù)與告 警，方便人員及時(shí)運(yùn)維。 基站光儲(chǔ)智慧能源管理平臺(tái)支持微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器即插即用，該系統(tǒng)需要具備監(jiān)視、控 制、分析與優(yōu)化功能。通過(guò)云邊協(xié)同實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)基站光儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)備監(jiān)控、系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行控 制、發(fā)用電優(yōu)化調(diào)度、系統(tǒng)安全主動(dòng)防護(hù)、告警分析、收益分析和報(bào)表導(dǎo)出等功能。

智慧能源管理系統(tǒng)與基站的交互圖

上圖為所有基站接入智慧能源管理平臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖。各個(gè)基站通過(guò)協(xié)調(diào)控制器實(shí)現(xiàn)基站內(nèi) 部源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)的采集、分析，并根據(jù)當(dāng)前的工況實(shí)現(xiàn)源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)各環(huán)節(jié)的協(xié)同運(yùn)行。 協(xié)調(diào)控制器可主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)光伏、儲(chǔ)能、用電負(fù)荷等設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)，并通過(guò)有線/無(wú)線網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至智慧能源管理平臺(tái)。協(xié)調(diào)控制器可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí) 將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。 針對(duì)原有的控制策略繼續(xù)保持，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

通過(guò)智慧能源管理平臺(tái)可對(duì)各個(gè)區(qū)域接入的基站內(nèi)的協(xié)調(diào)控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程配置與策略 修改，如計(jì)劃曲線、削峰填谷、新能源消納等控制策略。同時(shí)，針對(duì)各個(gè)基站的設(shè)備、通訊 運(yùn)行情況進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)能耗分析、故障告警等功能，幫助運(yùn)維人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并進(jìn)行 維護(hù)管理，提升系統(tǒng)高效率運(yùn)行。

基站光儲(chǔ)能源系統(tǒng)功能

基站光儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)主要分為基站光儲(chǔ)站點(diǎn)建設(shè)與智慧能源管理平臺(tái)兩個(gè)部分。

協(xié)調(diào)控制器 基站光儲(chǔ)站點(diǎn)建設(shè)根據(jù)基站光儲(chǔ)一體化方案，分為直流儲(chǔ)能一體化、交流儲(chǔ)備系統(tǒng)分離 式、交流儲(chǔ)備一體化多種方案，其結(jié)構(gòu)圖如下所示：

基站光儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)基站的構(gòu)成以及基站設(shè)備需求，可通過(guò) ACCU-100 協(xié)調(diào)控制器，獲取基站光儲(chǔ)系 統(tǒng)內(nèi)光伏系統(tǒng)的輸出功率、儲(chǔ)能狀態(tài)、電價(jià)信息，調(diào)配光伏系統(tǒng)、市電、儲(chǔ)能電池對(duì)所述 5G 基站通信設(shè)備的供電量。其基站光儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下：

直流光儲(chǔ)一體化組網(wǎng)示意圖

交流光儲(chǔ)一體化組網(wǎng)示意圖

協(xié)調(diào)控制器功能

ACCU-100 微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器具備以下功能特點(diǎn)：數(shù)據(jù)采集：支持串口、以太網(wǎng)等多通道實(shí)時(shí)運(yùn)行，滿足各類風(fēng)電與光伏逆變器、儲(chǔ)能等 設(shè)備接入； 通訊管理：支持 Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC  60870-5-104、MQTT 等通信規(guī)約，可實(shí)現(xiàn)云邊協(xié)同（結(jié)合安科瑞智慧能源管理云平臺(tái)進(jìn)行 遠(yuǎn)程運(yùn)維）、OTA 升級(jí)；具備獨(dú)立運(yùn)行的能力，在微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)發(fā)生故障之后，可 以具有遠(yuǎn)程操控的能力對(duì)各設(shè)備下發(fā)控制策略。 邊緣計(jì)算：靈活的報(bào)警閾值設(shè)置、主動(dòng)上傳報(bào)警信息、數(shù)據(jù)合并計(jì)算、邏輯控制、斷點(diǎn) 續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由； 策略管理：防逆流、計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、光儲(chǔ)協(xié)調(diào)等，并支持策略定制; 系統(tǒng)安全：基于不可信模型設(shè)計(jì)的用戶權(quán)限，防止非法用戶侵入；基于數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù) 安全驗(yàn)證技術(shù)，采用數(shù)據(jù)標(biāo)定與防篡改機(jī)制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)固證和可追溯； 運(yùn)行安全：采集分析包括電池、溫控及消防在內(nèi)的全站信號(hào)與測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行安全 預(yù)警預(yù)測(cè)。

智慧能源管理系統(tǒng)

微電網(wǎng)智慧能源管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)各個(gè)基站的源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行接入，全天候進(jìn) 行數(shù)據(jù)采集分析，監(jiān)控光伏、儲(chǔ)能系統(tǒng)、備用電源及傳統(tǒng)負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)，是一個(gè)集監(jiān)控、 能量管理、智能運(yùn)維為一體的管理系統(tǒng)。完成不同目標(biāo)下源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源之間的靈活互動(dòng)與經(jīng) 濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)能源效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益提升。微電網(wǎng)智慧能源管理系統(tǒng)具備以 下功能(包含不限于):