探究5G 对电源配套的影响及应对措施

2020-01-07白中磊

通信电源技术 2020年4期

关键词：电容量电容电能

白中磊

（中通服建设有限公司，广东广州 510440）

0 引言

5G 是继4G 网络之后研究出的网速更快、缓冲速率更强、内容加载像素更多的科技发展的产物。5G 的出现实现了更加高速的通信数据化时代，随之而来的是相应的设备的更新和相应设施的健全。

1 5G 对电源配套系统的影响及改造

1.1 电池的配置

电池是保证电源能持续供电的基础，只有源源不断的电流作为支撑才能让5G 网络持续有效的运行。实际上，如今大部分5G 网络还都是持续沿用4G 的电池配置，但之前的电池配置无法满足5G 的大功率的电能消耗的需求，所以急需对电池进行重新的配置。5G 网络的能量损耗大约为4G 网络的能量损耗的3 倍之大，如果继续采用之前的电池装置会对设备带来极大的折损，而且还可能因为电池长时间处在超负荷运行阶段，从而导致电器设备过度发热而发生安全隐患或者设备损坏等问题。在对电池进行安装配置时，应该对电池进行合理的选择，选择符合负荷要求的电池，以满足电能的需求。在对电池进行改造时，应该根据周边的环境因地制宜的选择铅酸电池或者磷酸铁铝等其他电池，在地面条件有限时可以选择磷酸铁铝电池。

1.2 开关电源的配置

开关可以控制电路中的电流变化，合理的对电路中的电流进行分配。通过对电源的开关进行配置能改善5G 所带来的高耗能的情况。电源系统是通信系统的心脏，电源开关则是控制电流流向的关键部位。开关的意义在于能合理的分配交直流电，对不同的设备提供不同的电流来帮助其工作。城市中每家每户所用的电流均为交流电流，各种发电机所需配备的电流也为交变电流，蓄电池之类的则需要配置直流电流，而大部分通信设备所需的电流也为直流电流，开关电源能确保各种设备所需要的电流类型，保证其能安全平稳的工作。因此，事实上开关电源有三大功能：配电（合理分配交流与直流电能）、整流（交流整直流）和电池管理（电池充电和放电的管理）。现网改造中，开关电源不满足要求主要受限于开关电源总容量、电源模块不足和空开端子不够等。而5G 系统直流负荷需求为150 A（含充电电流）。原有组合开关电源容量或端子配置不足时，可考虑如下改造方法：（1）若扩容后可满足需求，可采用扩容整流模块的方案，需注意扩容模块必须与原有模块保持一致；（2）若需新增的整流模块停产，则考虑替换或新增开关电源；（3）若扩容后无法满足需求，则考虑替换或新增开关电源；（4）组合开关电源容量满足而剩余端子不足时，则考虑新增直流配电箱[1]。

1.3 外市电的配置

5G 的出现需要更多的电容量，这就需要对之前的电容量进行改造，通过套用相应的电容量需求公式算出所需电容，并采取相应的方法对电容含量进行适当的扩增。5G 网络需要消耗更多的能量去实现更好的通信效果，每个基站新增一个5G 功能就会增加比原来多一倍的外市电量的需求，为了降低改造的成本，可以进行资源共享。一个基站的改造就能带来更多周边供电设备的共享，通过对共享电容的测算能清楚的得出每个基站所要配备的电容数量多少。根据改造地点的不同采取不同的外市电的改造方法，如果要对原基站进行扩容改造可以在关键部位添加一些变压器和对应的电流开关来帮助获取更多的电容量，或者是可以通过在相应的变压器或者开关位置引入相应的外市电设备，外市电低压引入电缆需同时满足载流量、压降及机械强度要求。通信局（站）电源系统技术要求（YD/T 1051—2000）中规定通信电源设备用交流供电时，设备的电源输入端子处测量的电源允许变动范围为额定电压值的-15%～+10%。若取电费用高、拉电难度大的场景，可选用直流远供设备进行供电[2]。

2 5G 的改造创新意见

2.1 电池的有效配置

5G 功能的使用需要更多的电能来维持其运转，这就需要对其进行电容的扩充。合理的选择电池的规格能有效地避免各种规格电池之间出现的相克的情况。例如，磷酸铁锂电池与铅酸电池不能混用，如果出现混用的情况，由于它们各方面的性能差异较大，就会出现设备损坏的情况。电池电容的选择也应该合理，不宜过大也不宜过小。过大的电容会出现电能的浪费，不利于资源的有效利用，过小的电容不利于设备的正常工作，长期以往还可能造成设备的损坏。对于电池的配备一方面要注意资金的控制，以最低的成本达到最大的效益。可将停电数据进行分析对比，根据所统计的数据进行相应的资金投入。另一方面，电池的配置应该注意利用模块化对电池进行扩容。这样可以在节约资金的基础上达到相应的电容容度。电池之间的相互连接使用时可以观察其相匹配使用时的电流图，对其进行分析看两者是否兼容，并对其充电和放电时的电流电压进行峰值统计，防止其产生雪崩效应。在对电池进行改造时，需要进行统计改造。对于那些没有必要改造的电池设备就不需要对其进行改造，对于电池能力不足、容量也不够的电池可以选择报废重建，对于性能良好但容量没有满足要求的电池可以采用开关电源和梯次电池或者增加电池合路器，对于受限于空间且容量不足的电池可以采用替换原来的电池的方案将其改造成梯次电池。此外，进行梯次改造电池时应该注意控制在最大限流的条件范围内。

2.2 开关电源的创新运用

开关电源的使用有利于改造电池性能良好但是电容容度没有符合规定的蓄电池，对电池的蓄电能力也能有效的进行控制。此外，开关电源能有效的控制电流的性质，对交变电流和直流电流进行控制和分配。在对开关电源进行改造时可以遵守相应的配置数量的规则，对于超过10 个以上的模块配置一个开关电源对其进行控制。利用开关电源对其进行电能的配置能有效的节约资金成本。随着5G 通信的普及，需要对大量的基站进行改造，这无疑需要投入大量的资金。只有合理的利用好资金找到最好的改造方案，才能尽早实现5G 技术的普及。开关电源的引用创新有利于使5G技术快速平稳的发展。

2.3 外市电的创新解决

外市电的改造是一项任务繁重且周期长耗费大量人力、物力的工作，是5G 实现的关键，因此在对外市电进行改造时需要投入很多的心血进行数据的研究和统计，外市电改造的好坏关乎着基站是否能长期平稳的进行。传统基站市电容量取通信设备、蓄电池充电、空调三者最大负荷值之和，为了降低负荷数可以采取市电削峰技术。在高峰期尽量避免给电池充电，以免造成停电发生。外市电的改造技术所需费用较少，适合在较为偏远的地区进行投入使用，可以有效减轻资金的压力。由于其改造方案技术简便，能在周期上很大程度的压缩改造时间，使得外市电的电能问题得到及时有效的解决。