5G網絡部署是國家加快新型基礎設施建設的重點工作任務之一,因其具備“超高速率、超低時延、超大連接”的技術特點,可進一步提升用戶的網絡體驗,為移動終端帶來更快的傳輸速度,滿足未來萬物互聯的應用需求。但強大的性能也帶來更大的能耗,與4G網絡相比,5G網絡需要更高的基站建設密度來保證網絡覆蓋,單站電耗也更高。如何確保重要通信基礎設施建設高質量推進、降低5G網絡運營成本,同時減輕電網負荷壓力,助力“雙碳”目標實現,成為電網企業和通信運營商需要共同攻克的新“課題”。
為解決這一難題,從2022年3月起,國網新疆電力牽頭啟動新疆5G基站能耗水平相關課題研究工作。技術人員充分借鑒國內外相關經驗,通過建立電源管理、負荷調度、設備優化配置等方面的研究模型,確定了通過降低5G基站空調耗電量,實現整站能耗水平下降,同時配合電網參與負荷調控的技術路線。期間,技術團隊還在實驗室中搭建了5G基站仿真運行環境,開展相關技術驗證和優化。
國網新疆電力技術人員正在5G基站能效提升項目現場檢查設備安裝情況。鄭毅 攝
當年7月,項目建設工作正式啟動,首批選取新疆移動運營的40個5G基站進行節能降耗與負荷柔性控制能力探索。期間,技術人員通過安裝現場安裝霧化相變設備、空調交互模塊、溫度傳感設備及云平臺交互模塊,對5G整站的高能耗單元基站(AAU)、機房空調兩個部分進行改造;配套開發5G物聯管理平臺,依托基站溫度場模擬、熱負荷預測、冷凝水回收相變降溫等技術,實現對基站空調能耗、站內溫度等指標實時監測,隨時遠程調整空調功率,達到節能降耗目的。
今年,國網新疆電力將加快推進該項目實施進度,通過積極推廣節能降耗技術履行駐疆央企社會責任,守護新疆綠水青山。項目團隊倒排計劃,克服困難,搶抓工期,最終于今年5月完成項目全部軟硬件開發建設,同時申報基站群參與負荷管理2項國家發明專利。
“該項目相當于為數量龐大的5G基站開啟了‘綠色節能模式’,在不影響網絡信息覆蓋和數據傳輸質量的前提下,通過減少基站能耗支出有效降低了5G網絡建設運營成本。同時,我們這次引入的柔性負荷控制技術,有助于降低電網供電壓力。簡單來說,這就相當于將5G基站降耗節約下來的電量,重新分配,用來保障其他重要民生領域用戶的用能需要。這對于提升新疆電網用電高峰期的供電保障能力很有幫助。”國網新疆營銷服務中心電能替代部主任王剛表示。
據測算,本次改造的40個基站每年可節約35萬千瓦時(度)電量,這相當于一個普通家庭用戶約170年的用電量(注:根據國網新疆電力2022年居民用戶年平均用電量統計數據折算)。而根據新疆通信管理局統計數據顯示,目前新疆累計建設5G基站3.9萬余個,全區所有地級市城區、縣城城區和99.16%的鄉鎮鎮區已實現5G網絡覆蓋。其中“十四五”期間,新疆將部署5G基站61716個。國網新疆電力5G基站能效提升及柔性負荷調節示范項目研究成果若進行全面推廣,預計每年可減少耗電超1.1億千瓦時(度),相當于節約3.3萬噸標準煤,對保障地區電網平穩運行和“雙碳”目標實現有積極促進作用。
下階段,國網新疆電力將繼續聯合合作單位,深化首批試點基站運行試點工作,并根據試點情況完善技術方案。盡快形成可推廣、可復制、可持續的經驗模式,助力新疆新型基礎設施假設高質量推進。