華為混合供電解決方案PowerCube將能源發電、控制、儲能、制冷、OSS等部件有機集成到一個系統中,充分利用市電、太陽能、柴油等各種能源的靈活接入,滿足無市電以及市電不穩定地區的通信站點供電需求,確保站點獲得最優的TCO。
能源問題困擾運營商
在過去十年中,移動通信行業快速發展,由此引發的巨大能源需求成為運營商無法回避的問題。尤其在很多發展中國家,電力基礎設施要么非常落后,要么分布不均,這都給運營商的業務開展造成嚴重困擾。
例如,在非洲無市電地區,典型雙油機站點油耗很大,而且燃油經常被盜,一個站點每年僅油費支出就超過2萬美元,這令運營商頭痛不已。在亞太等市電不穩定的站點,使用油機作為備電帶來的油費支出高昂,而使用電池則需要頻繁更換,費用也同樣不菲。近十年來,國際能源價格不斷上漲,人工成本也水漲船高,由此帶來的TCO上升,對運營商來說更是沉重的負擔。
因此,在無市電以及市電不穩定地區,運營商對于能夠節省能源開支和人工費用的能源解決方案有迫切的需求。
基于二十多年對通信行業的深刻理解,以及為幾十萬通信站點供電的豐富經驗,華為推出新一代混合供電解決方案PowerCube,這是全球首個應用于通信站點的一體化混合供電系統,其中采用了華為獨創的H.E.BUS能源總線技術,將通信領域的電子信息控制技術與工業領域的能源系統相結合,成功實現了站點能源的高效轉換和利用,為ICT領域的節能減排開辟了一條全新的道路。
混合供電確保最優TCO
除了能夠適應各種通信站點應用場景外,PowerCube方案還將能源發電、控制、儲能、制冷、OSS等部件有機集成到一個系統中,充分利用市電、太陽能、柴油等各種能源的靈活接入,滿足無市電以及市電差地區的通信站點供電需求,確保站點獲得最優的TCO,并支持向未來的平滑演進。PowerCube包括以下五個子系統:
EPS(Energy Plant System,發電子系統):在發電子系統領域,華為積極探索新型能源的應用,如結合太陽能能量密度小、利用成本較高、夜間無法使用的特點,研究最大功率跟蹤技術和光伏系統的控制和穩定性問題;結合燃料電池能量轉換效率高、功率密度高、無污染、噪聲低等特點,研究燃料電池機構、材料應用及關鍵部件設計與生產;結合生物能源可再生、低污染和二氧化碳零排放等特點,加強生物質發電技術控制性和穩定性研究。目前華為推出了主用油機、備用油機、備電油機等適合各種場景的部件,運營商可以根據油機生命周期運行時間來選擇不同檔次的油機,從而降低系統配置成本。
ESS(Energy Storage System,存儲子系統):儲能技術是電力系統中很多技術問題的瓶頸,要發展混合供電,其重要性不容忽視。針對儲能行業發展迅速、電池種類繁多的特點,華為定制了多種適合不同場景應用的儲能子系統,如SCB(Solar Cycle Battery)適用于太陽能的高溫、慢速充放電、淺循環場景,FCB(Fast Charge Battery)適合市電不穩定的快速充電場景,DCB(Deep Cycle Battery)適合油電的深循環場景,而ACB(Advanced Cycle Battery)的溫度適應性、快速充放電能力、深循環壽命都非常優異。
CCS(Cabinet with Cooling System,制冷子系統):針對不同環境溫度、不同的設備及儲能系統,機柜及溫控實現一體化,并且可以分倉溫控。
ICC(Integrated Controller and Converter,控制子系統):華為研究的PowerCube控制技術主要包括:各能源之間的協調控制、電力電子設備的智能控制、PowerCube和主網之間的協調控制等,研究孤島和互聯的運行理念、基于代理的控制策略、本地黑啟動策略、基于先進通信技術的控制策略等;研究創造新的網絡設計理念,包括新型保護方案的應用等。目前這些技術主要應用于總控制、油機控制單元、太陽能控制單元、PSU、逆變器、轉換器等,MPPT實現峰值98.5%效率,跟蹤精度99.9%,PSU高度1U,效率超過96%,最大限度節省占地面積,提升能源轉換效率。通過這些技術,PowerCube在發電、負載、儲能直接靈活調度,最終實現油、光、電的高效轉換與利用,從而確保TCO最佳。
OSS(Operations Support System,OSS子系統):華為將先進的信息技術應用到能源領域,如數據采集與監視系統和測量系統,以及相應的信息支持平臺,包括統一數據共享平臺和自適應通信平臺,分別應用于繼電保護和安全穩定控制系統,以及安全經濟調度和電能計量結算管理系統。采用這些先進技術的華為能源網管與華為主設備網管可分可合,可以帶內帶外通信,實現站點能源狀態的遠程可視、可管,能夠實時看到油量、儲能系統剩余電量等。值得一提的是,PowerCube支持多家運營商共享能源基礎設施,從而大幅節省支出,同時OSS可以實現針對多家運營商的分別計費,精確了解不同運營商的用電需求。