5G基站建设，配套先行。随着三大运营商2020年5G集采落地，50万5G基站建设已在路上。但由于原4G基站站点新增5G设备后，整站功耗上升，相应的基站电源配套需首先进行升级改造，以保障5G基站稳定运行。
那5G基站电源配套如何改造？是怎样计算的？
5G基站由BBU和AAU组成，本文按一个基站三小区（1个BBU+3个AAU）配置，假设5G BBU功耗为350W，AAU功耗为1100W，来进行相关电源配套计算。
1 蓄电池组容量估算
蓄电池容量计算公式简化如下：
Q=K*(P1*T1/η+P2*T2/η)/43.2
式中：Q—电池容量（Ah）；K—安全系数，取1.25；P1—一次下电侧通信设备工作实际功率（W）；P2—二次下电侧通信设备工作实际功率（W）；T1—一次下电侧设备备电总时长（h），通常为3小时；T2—二次下电侧设备备电总时长（h），通常为10小时；η—放电容量系数，电池放电3小时为0.75，10小时为1.00；43.2—蓄电池组允许的最低放电电压
参数说明：
基站直流配电回路有一次下电和二次下电之分，一次下电侧通信设备指基站设备，二次下电侧通信设备指传输设备、监控设备。
当市电停电后，蓄电池组开始放电，继续给基站设备和传输设备等供电。但由于蓄电池容量有限，故在一个门限值时，会断掉电量消耗更大的基站设备供电，只保留电量消耗较小的传输设备和监控设备供电，以让蓄电池组可以继续工作一段较长的时间，以便维护人员能够有时间赶到，进行发电应急处理，此时称为一次下电。当一次下电完成，传输设备和监控设备工作一段时间后，为了保护电池，传输设备供电会终止，此时称为二次下电。
本文假设在1个BBU+3个AAU配置下，基站传输和监控设备功耗为500W，即P2为500W。
再来计算一下P1，1*BBU功耗+3*AAU功耗=1*300W+3*1100W，即P1为3650W。
因此，根据电池容量计算公式，
Q=1.25*（3650*3/0.75+500*10/1)/43.2=567（Ah）。
也就是说，基站站点新增一套5G基站设备（1个BBU+3个AAU）后，相应的需新增一组容量为500Ah的蓄电池。
2 开关电源配置估算
整流设备的总容量应按负荷电流和蓄电池的均衡充电电流之和确定，计算方法如下：
I总=I负+I蓄
I总：开关电源容量，I负：通信用负荷电流，I蓄：蓄电池充电电流。
其中，I蓄=Q/T
Q：蓄电池容量，T：蓄电池浮充电时间，一般取10小时。
按蓄电池组允许的最低放电电压为43.2V，I负=站点总功耗/43.2，其中站点共功耗为基站设备功耗与传输、监控设备功耗之和。
即：I负=
（1*300W+3*1100W+500W）/43.2V=96A
I蓄=Q/T=567/10=56.7(A）
I总=I负+I蓄=96+56.7=153（A）
若整流模块为50A，则需配置4个整流模块。
3 空调配置估算
总制冷量需求=室内设备功耗+150W/平方米*机房面积
其中，150W/平方米为单位面积热负荷基准，室内设备不包含室外AAU。
简单计算一下，室内设备功耗=BBU功耗+传输和监控设备功耗=350+500=850（W）。
以机房面积为15平米为例，机房总制冷量需求为850+2250（W），即3100W。
按1P可产生了2.5KW的制冷量计算，需新增一台1.5P的空调。
通常，1P空调消耗电功率为735W，因此新增1.5P空调的功耗为1.1KW。
4 市电容量估算
市电引入容量=（P通信设备+P电池充电）/η+P空调+P照明+P其它
市电引入容量=（总设备功耗+电池充电功耗）/η+空调功耗+其它功耗
其中，η为效率，一般η取0.9。其它功耗指照明等功耗，本例取值500W。
电池充电功耗=蓄电池容量*54*0.1（均充电流系数）=500*54*0.1=2700W
因此，市电引入容量=
（4150+2700）/0.9+1100+500=9.2（KW）
从以上计算可知，原站点增加一套5G设备后，从蓄电池、开关电源到外市电引入，均需考虑扩容。
而考虑基站配套由铁塔企业统一建设，中国移动、中国电信和中国联通三家运营商共享，因此，每个站点需新增2-3套5G设备，相应的扩容需求翻倍。
本文引用公式和参数仅供参考，如有不当之处请指正。
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发表于 2020-5-14 08:52:09
