《5G通信基站不间断供电电源系统设计要求》

15G通信基站不间断供电电源系统设计要求本文件规定了5G通信基站不间断供电电源系统的设计原则、系统架构、设备配置、技术要求、安全防护、节能环保及智能运维等内容。本文件适用于新建、改建和扩建的5G宏基站、微基站及室内分布系统的直流供电与交流不间断供电系统设计。其他通信基站的电源系统设计可参照执行。2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1备电时长backuptime在市电中断后，蓄电池组单独向负载供电，维持基站正常工作直至电压降至终止电压所持续的时间。3.2叠光供电PV-overlaidpowersupply在基站机房顶、塔桅或周边场地安装光伏发电系统，通过控制器将光伏电能并入基站直流母线或交流侧，与市电、蓄电池共同构成混合供电模式。3.3智能削峰填谷intelligentpeakshavingandvalleyfilling利用蓄电池储能特性，在市电电价高峰期由电池放电供电，在低谷期由市电充电，以降低基站运营电费的控制策略。4设计基本原则4.1可靠性优先5G基站电源系统设计应以满足“不间断供电”为核心目标。对于重要汇聚节点、核心城区站点，应采用冗余架构（如整流模块N+1或N+2备份、双路市电输入），确保单点故障不影响系统整体运行。4.2高效节能系统设计应选用高效率整流模块（满载效率≥96%），推广使用锂电储能系统，支持智能休眠、电压动态调整及叠光供电等绿色节能技术，降低PUE值。4.3弹性演进考虑到5G网络负荷的动态增长及设备迭代，电源系统容量配置应遵循“近期满足、远期可扩展”的原则，预留足够的机架空间、配电回路及散热能力。4.4智能运维系统应具备完善的监控功能，支持远程抄表、故障告警、电池健康度分析及远程固件升级，实现无人值守或少人值守。25系统架构与分类5.1宏基站电源系统适用于传统铁塔站点及大型机房：a)输入：三相380V交流市电，具备条件时应引入二路市电或配置自动转换开关（ATS）；b)整流：高频开关整流柜，输出-48V直流；c)储能：阀控式铅酸蓄电池（VRLA）或磷酸铁锂电池（LiFePO4），容量按备电时长要求配置；d)备电：配置固定式或移动式柴油发电机组接口。5.2微基站/杆站一体化电源系统适用于路灯杆、监控杆等场景的小型化站点：a)形式：采用室外一体化机柜，集成交流配电、整流、电池及监控；b)防护：防护等级不低于IP55，具备温控散热系统（如热交换器、空调）；c)输入：单相220V或三相380V交流市电。5.3室内分布系统电源适用于楼宇内部：a)取电：宜从建筑物强电井或机房就近取电；b)配置：小型壁挂式电源柜，重点考虑防火及电磁兼容。6负荷计算与设备选型6.1负荷统计设计前应详细统计基站负载功率，包括：a)主设备功耗：BBU、AAU（按最大发射功率计算）、传输设备；b)注：5GAAU功耗通常为4GRRU的2.5倍～4倍，需按实际型号核实；c)配套设备功耗：空调/通风系统、监控设备、照明等；d)冗余系数：建议预留15%～20%的扩容余量。6.2整流模块配置整流模块配置应符合下列规定：a)容量计算：应按式（1）计算容量：Itotal=Iload_max+Icharge·············································(1)式中：Itotal——整体容量，单位为安；Iload_max——最大负载电流，单位为安；Icharge——蓄电池充电电流，单位为安。b)备份方式：采用N+1冗余配置。当模块数量超过10个时，可采用N+2配置；c)效率要求：整流模块在30%～100%负载范围内，效率应保持在95%以上。6.3蓄电池组配置蓄电池组配置应符合下列规定：a)类型选择：1)新建站点及空间受限站点，推荐使用磷酸铁锂电池，其具有高能量密度、长循环寿命及支持大倍率充放电的特点；2)利旧站点可继续使用VRLA电池，但需进行容量测试。b)容量计算：应按式（2）计算容量：3式中：C——电池容量，单位为安时（Ah）；K——安全系数；P——负载功率，单位为瓦（W）；T——要求备电时长，单位为时（h）；Vnom——标称电压，48V；η——逆变器/转换效率；DOD——放电深度。6.4线缆选型6.4.1直流电源线压降应控制在1.5V以内（从电池端到设备端）。6.4.2应根据最大载流量及机械强度选择铜芯电缆，严禁使用铝线作为直流主回路。7特殊场景设计要求7.1叠光供电系统7.1.1光伏组件安装角度应结合当地纬度优化，确保无遮挡。7.1.2必须配置防逆流装置及直流防雷保护。7.1.3优先使用光伏电能供给负载，多余电量存入电池，不足部分由市电补充。7.2高功耗CRAN机房7.2.1针对BBU集中部署的CRAN机房，应采用高密度电源柜。7.2.2加强散热设计，必要时采用液冷或精确送风空调。7.2.3市电引入容量需重新核算，避免因5G叠加导致变压器过载。7.3电网薄弱地区7.3.1在市电频繁停电或电压波动大的地区，应加大蓄电池配置容量。7.3.2鼓励配置小型燃油/燃气发电机或氢燃料电池作为长效备电手段。7.3.3可启用“智能削峰填谷”策略，利用电池缓解市电容量不足问题。8安全与防护8.1防雷与接地8.1.1交流输入端应设置三级防雷，直流输出端设置二级防雷。8.1.2基站接地电阻应≤10Ω,对于年雷暴日数大于40天的地区，建议≤5Ω。8.1.3所有金属外壳、走线架、塔桅均需可靠接地。8.2电气安全8.2.1系统应具备过压、欠压、过流、短路、过温及防反接保护功能。8.2.2锂离子电池系统必须配备BMS（电池管理系统具备单体电压均衡、温度监控及热失控预警功能。8.2.3机房内应配置气体灭火系统或悬挂式干粉灭火器。8.3防盗与安防8.3.1室外机柜应具备防盗锁具及开箱告警功能。8.3.2蓄电池组宜安装在室内或具备加固措施的机柜中，防止被盗。9监控与智能管理49.1监控内容系统应能实时监测并上传以下数据：a)交流输入电压、电流、频率、缺相状态；b)直流输出电压、总电流、各支路电流；c)蓄电池组总电压、充放电电流、剩余容量（SOC）、健康度（SOH）；d)环境温度、湿度、水浸、烟感、门禁状态；e)整流模块、逆变器、发电机的工作状态及故障告警。9.2智能控制智能控制应符合下列规定：a)远程下电：支持远程切断非重要负载，延长核心设备备电时间；b)电池活化：支持远程设置定期充放电测试计划；c)