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能量信息化与新型5G供电技术

2020-02-21胡崇崇

电子技术与软件工程 2020年13期
关键词:基站供电能量

摘要:本文的主要研究内容是以信息化设备为研究背景,探讨能量信息化和5G供电技术,首先阐述了5G技术,探究了基于能量信息化的数字化能源供电技术,基于用户侧能源互联网的5G能量运营模式,并且提出了电源数字化以及软件可定义的核心理念,并且在研究的过程中结合了能源互联网和人工智能管控应用,以此来提升供电能力。

关键词:5G供电技术;能量信息化;数字化供电

首先5G技术本身就是目前最受欢迎、最为瞩目的跨时代技术,它不仅可以为很多行业提供非常丰富的容量以及运行体验,5G技术的出现还意味着物联网时代的来临。以5G技术为主形成的5G网络本身成为了一个经济增长点,也就是说谁掌握了5G技术,谁就掌握了经济财富,这是因为5G技术对于我国的经济发展、行业发展都有着非常重要的现实意义,其次也是我国技术能力的重要体现。

1 5G技术

5G技术在网络上的主要体现可以从多个角度来进行分析,首先就是核心网云化技术,该技术本身可以支持5G技术在网络上垂直切片业务的实现,采用的方法就是使用软件来对网络以及网络的相关功能进行一个定义,在定义完成之后可以为用户提供更加优质、更快的网络体验[1]。据我国目前的研究情况来看,5G技术技术与3G、4G技术有所不同,5G技术主要使用的就是3GHz及以上的毫米波,但是这种毫米波本身在传播的过程中会消耗大量的信号,自然也就无法覆盖很大的范围,在实际应用的过程中存在着很大的限制,基于此在应用5G技术的过程中通过接入无线接入网的方式来形成组网,以此来建设对应的微基站,在微基站中采用一种密集部署的方式来解决覆盖范围较小的问题,这样不仅可以将空间覆盖的范围变得更大,还可以提升空间容量。

5G技术与现如今我国使用的4G技术和之前的3G、2G技术之间最大的不同就是,5G技术使用网云结合技术,正是因为这种技术的出现,5G技术可以将4G技术中的BBU结构以及RRU结构进行有效的集合,以此来实现三级结构,从而实现5G技术技术可以适用于多种部署形态的转变以及场景的使用,进而推动5G技术的应用范围,具体的技术结构如图1所示。

5G技术的应用需要得到网络中心数据中心、边缘数据中心以及雾计算节点、海量微基站的帮助,而且需要很多这种中心和基站,才能保证5G技术的应用和实施。除了基站方面,5G技术形成的5G网络还需要采用叠加建设的方法创设共享站址,在共享站址上,因为5G技术本身具备着BBU产品方案,所以在建设站点的情况下可以实现最简化,这种改变是与4G技术、3G技术、2G技术都有所不同的。SG技术的功能实现较多,自然也就需要更多的数据容量,除了数据、基站方面的需求,5G技术还需要得到电力的支持,根据5G技术的研究发展来看,5G技术站点运营的成本会更高,因为5G技术对于用电量的需求是要远远高于4G技术的。虽然5G技术实施起来遇到的问题各种各样,但是5G技术的推广和应用势在必行,在电力使用方面,5G技术需要申请更多的容量以及市电的扩容批准。

5G技术建设过程中的电源配套问题急需解决,在解决的过程中,担负此项电费开支的是移动运营商,在5G技术出现之前,移动运营商一般使用的都是混合基站,4G技术的能源消耗都来自于混合基站,当然还有一些使用宏基站以及微宏基站等等。但是5G技术的计算负载以及储存都让普通的基站无法承担,单是高频信号发射这一工作就给基站的正常使用带来了一定的困扰。为此,我国的科研人员提出了“能量换带宽”这一设计理念,这一设计理念可以很好的解決5G技术配电容量不足的问题以及能源消耗的问题。5G技术在未来社会的发展过程中具有广泛的应用,无论是智能化供电网络还是智能微电网都需要得到5G技术的支持,这也就需要5G技术微基站供电系统具备定义以及数字化的能力,要求5G供电系统本身可以实现能量供给和动态负载,并让二者之间可以实现实时匹配的效果。有关5G技术的相关需求请见图2。

2 基于能源信息化的数字化能源供电技术

5G技术的主要特点就是高效,这种高效性从信息化的角度来考虑可以从两个方向来实现,第一点就是通过计算来获得通信负载、资源分配方面的最佳匹配方案,然后通过这种方案的实现来产生一种特殊的信号发射频率,这种信号发射频率具有较低的功率消耗,对于5G技术来讲具有很大的帮助作用[2]。第二点就是需要采用目前我国比较先进的能量虚拟化技术来联合管控供电基础设施,该设施的主要工作目的就是降低5G技术在使用期间所产生的能源消耗。由此可见帮助5G技术更好的在现实生活中进行运用,不用过于担心5G技术的能源消耗问题,在建设的过程中还需要注意供电设施和信息基础设施的关系,要注意使用系统集成的计算、通信以及控制技术来实现二者之间的一体化。在一体化形成之后可以有效的通过设施完成实时检测工作、协同配合工作以及智能化管控工作,这些工作内容都可以减少5G技术应用期间的基础设施能源消耗。传统的供电系统缺少从模拟系统到数字系统上的转变,无论是在能量离散化还是数字化上具有一定的局限性,无法适用于5G技术的推广和使用,所以在5G技术应用的过程中,将能量转化成为计算资源、宽带资源以及储存资源是非常有必要的,因为这些资源本身可以进行计量和计算,更加方便通过信息互联网技术来对其进行一个灵活的管理,以及一个更加多变的网络化控制以及网络化运营。

3 基于用户侧能源互联网的5G能量运营模式

5G技术的供电模式本身就存在着很多种运营模式,同时在能源虚拟化思想的构建下,供电模式的研究和思考得到了更多方面的印证和支持,比如信息通信和能源产业之间的交叉融合、软件定义等等。其中软件定义智能化本身可以为SG技术提供数字化的供电系统支持,在当前的互联网时代下,供电系统已经衍生出了虚拟电厂运营模式,通过对这种模式的分析和运营可以有效的提高对5G技术应用过程中的检查和管控,保证供电系统以及5G技术可以更加高效、高质量的运营。

3.1 提高可再生能源在ICT领域的渗透率

5G技术已经成为我国社会发展乃至全世界发展的必然趋势,5G技术势必会覆盖到全世界的每一个角落,为一些偏远地区提供网络支持,提高我国科技的普及程度。5G技术本身还和我国的绿色能源节能减排理念相吻合,因为5G技术的能源大部分都是可再生能源,比如风力发电、光伏发电等等,这些资源属于可再生资源,具有可持续利用的效果。5G技术在使用的过程中一定会面临着ICT所产生的巨大能量消耗问题,通过使用绿色可再生能源可以很大程度上减少能源消耗问题,进而降低5G技术节能供电所需要的电网容量,更进一步的减少了经济支持、运营支出,为我国的社会经济贡献出了很大的力量。

3.2 打造高效全直流供电体系

5G技术在供电方面的需求一般都是直流电,交流电这种供电模式本身的可靠性较差,不适用于5G技术的推广和应用。直流电可以让配电模式变得更加的简单和高效,还可以为我国的电力系统提供更加高效率、高质量的电能质量,这也就意味电网弹性问题得到了很好的解决。无论从哪一个角度分析来看,直流供电这种供电模式相对于交流电来说更加具有优势。其中比较明显的优势就是从源到荷的能量转换次数,直流电可以很好的减少转换次数,这一能量转换上的质变给5G技术的应用提供了强有力的支持,并且给新能源的使用提供了帮助,提高了新能源的渗透率。也正是因为该技术的存在,直流智能微网系统得到了很好的建设,在直流智能微网系统中数据中心园区直流微网以及数据中心内部直流配电都得到了很好的发展。

3.3 支持即插即用定制化部署

现如今我国的5G技术还没有得到完全的普及和应用,我国以太网的即插即用模式依然很受欢迎,基于此5G技术也具有相应的功能,5G技术所涉及到的供电系统设计本身具有轻量化的特点,给即插即用功能提供了原则支持。根据我国目前的即插即用情况来看,即插即用的接口设计都具有一定的标准,在设计过程中直流母线设计和DC/DC转换设计尤为重要。为了满足当前的要求和标准,5G技术也需要按照相同的通信协议来进行设计,这一设计需要将数字电源的规格属性进行统一,并将数字电源组织成网络,采取的形式类似于USB接口[3]。

3.4 支撑运营商在能源互联网时代的新旧动能转换

对于软件定义来说,数字电源内部的通信协议尤为重要,5G技术也是基于此展开研究的,通信功能是5G技术中必不可少的功能之一。运营商可以根据这一情况建立5G虚拟电厂,在电厂运行的过程中集成虚拟电厂碎片化资源协调以及设定对应的管理策略,建立边云协同的5G虚拟电厂的运维管理。这种方式是集成整合碎片化的能源资源,这也就是说在智能化运营管理过程中,数字化供电设备得到了智能化的支持,多个站点之间的联合可以有效的优化控制,支撑整个企业在发展过程中完成新旧功能的转换,进一步的推进5G技术的推广和使用。

4 结束语

综上所述,随着我国科学技术的提高以及我国人民对于更高质量生活的追求,5G技术的推广和使用是社会发展的必然趋势,但是当5G技术在给我国各行各业提供技术支持和转化支持的过程中,供电电源在数字化转型的过程中出现了问题。我国的科研人员需要对供电电源的数字化转型进行深度的研究和整合,将虚拟化技术和智能化技術有效的整合起来,将虚拟的供电体系明确的体现在现实5G技术应用中来,并将能源互联网和人工智能管控技术有效的结合起来,通过软件定义的方式对5G技术进行合理的运营和管理,从而实现5G技术的真正推广和使用,提高我国的技术水平。

参考文献

[1]吴光龙.AT供电方式下SG通信与信息全采集技术在机车闯入故障判别中的应用[J].科技视界,2020 (26):97-99.

[2]韩盼盼.SG基站供电系统需求及供电技术探讨[J].中国新通信,2020,22 (16):64.

[3]周永生.积极谋求信息化作战能量的精确聚释[N].解放军报,2017-09-07 (007).

[4]刘宝昌.能量信息化与新型SG供电技术[J].电信工程技术与标准化,2019,32 (04):6-9.

作者简介

胡崇崇(1983一),浙江省宁海县人。大学本科学历,长期从事无线网络规划和设计工作。研究方向为无线通信网络。

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