紀(jì)國強(qiáng)，湯志剛，鄭志剛，裴皎

(1 中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司浙江分公司，杭州 310020；2 中國鐵塔股份有限公司浙江省分公司，杭州 310020)

目前新建基站蓄電池一般均按照特定的配置原則進(jìn)行配置，如鐵塔公司一般按照3h后備時長配置，但全國各地市電可靠性存在差異，且城區(qū)部分區(qū)域相對較少停電或者停電時長很短，這為我們降低蓄電池配置提供了條件。

后期隨著我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和完善，市電的可靠性逐步提高，為降低蓄電池配置進(jìn)一步提供空間。

1 蓄電池計算原則

目前通信基站后備保障一般采用鉛酸蓄電池為主，根據(jù)GB51194-2016《通信電源設(shè)備安裝工程設(shè)計規(guī)范》5.2.4節(jié)，鉛酸蓄電池組總?cè)萘繎?yīng)按下式計算：

式中：Q為蓄電池容量（Ah）；K為安全系數(shù)，取1.25；I為負(fù)荷電流（A）；T為放電小時數(shù)（h）；η為放電容量系數(shù)，如表1所示。

t為實際電池所在地最低環(huán)境溫度數(shù)值。所在地有采暖設(shè)備時，按15℃考慮，無采暖設(shè)備時，按5℃考慮。

α為電池溫度系數(shù)（1/℃）當(dāng)放電小時率≥10時，取α=0.006；當(dāng)10＞放電小時率≥1時，取α=0.008；當(dāng)放電小時率＜l時，取α=0.01。

由以上計算方法可見，基站蓄電池容量與放電小時數(shù)（即后備保障時長）有著緊密的聯(lián)系。

2 基站停電現(xiàn)狀分析

根據(jù)某東南沿海省份運營商在2016年8月至2017年3月期間共計71 439個物理站點約96萬余條監(jiān)控停電告警數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。得出停電時長分布如圖1所示。

表1 鉛酸蓄電池放電容量系數(shù)（η）表

圖1 全省基站停電時長分布

由圖1可以看出，在全省有停電記錄的站點中，29%站點停電時長在2 h以下，其中19%站點停電時長在1 h以下。

東南沿海省份在夏季臺風(fēng)氣候較多，基站易發(fā)大面積停電事故，部分內(nèi)陸省份市電可靠性或更高。由此可見，在目前的市電可靠性下，采用精細(xì)化的配置方法，可以有效降低基站蓄電池的投資。

3 基于大數(shù)據(jù)分析的蓄電池精細(xì)化配置方法

3.1 建立基站停電數(shù)據(jù)庫

根據(jù)基站監(jiān)控停電告警數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。得出各站點的停電次數(shù)和停電時長分布。再按站點編碼匹配出站點的經(jīng)緯度形成基站停電數(shù)據(jù)庫，如表2所示。

3.2 新建站點后備保障時長選擇

首先，可以根據(jù)經(jīng)緯度測算出擬新建站點與數(shù)據(jù)庫中所有站點的站間距，然后根據(jù)站間距進(jìn)行排序并提取出特定數(shù)量的站點（如站間距從小到大排名前3的站點，可以根據(jù)需求設(shè)定）的歷史停電數(shù)據(jù)。根據(jù)歷史停電數(shù)據(jù)作參考來取定蓄電池的保障時長，實現(xiàn)蓄電池的精細(xì)化配置。

以上步驟通過Excel宏工具實現(xiàn)站間距計算和排序提取，也可制作小軟件實現(xiàn)平臺化，操作實施簡便。

圖2 Excel宏工具輸入界面

如圖2所示，在Excel宏工具輸入界面中輸入擬新建站點站名和站點經(jīng)緯度，在顯示站點數(shù)量一欄輸入“3”（可自行設(shè)定，無上限，考慮實際情況一般提取站間距在1 km以內(nèi)的站點即可)， 點擊“查找計算”按鈕。則輸出如圖3所示距離該站點站間距從小到大排名前3位的站點的歷史停電信息，并顯示各個站點距離新建站點的站間距，以此作為擬新建站點的后備保障時長選取參考。

如圖3所示，與該擬建站點站間距在400 m以內(nèi)的3個站點歷史停電記錄均在2 h以下，建議該站點后備保障時長選取2 h，則此站點按2 h放電時長計算蓄電池容量。

表2 基站停電數(shù)據(jù)庫（節(jié)選）

圖3 excel宏工具輸出界面

表3 不同后備保障時長下單站蓄電配置和投資差異

4 效益分析

4.1 單站效益分析

根據(jù)基于大數(shù)據(jù)分析的蓄電池精細(xì)化配置方法，部分基站后備保障時長可以調(diào)整為2 h或1 h。與3 h后備時長下單站蓄電池的配置和投資差異如表3所示。

4.2 整體效益分析

根據(jù)某省運營商2017規(guī)劃新建站點規(guī)模，規(guī)劃新建物理站點約8 257個（其中新建1套系統(tǒng)站點5 945個，2套系統(tǒng)站點2 073個，3套系統(tǒng)站點239個）。結(jié)合前文分析數(shù)據(jù)，10%站點后備保障時長按2 h配置，19%站點后備保障時長按1 h配置，根據(jù)此蓄電池精細(xì)化配置方式，經(jīng)測算該運營商全省2017年可節(jié)省蓄電池投資約為938萬元。

5 結(jié)束語

基于基站停電大數(shù)據(jù)分析法是一種簡單有效的基站蓄電池精細(xì)化配置方法，該方法可在不影響供電可靠性的前提下有效降低基站蓄電池的建設(shè)成本。在實際應(yīng)用中，基于大數(shù)據(jù)分析的特點，市電停電的數(shù)據(jù)覆蓋站點和停電記錄應(yīng)盡可能多，數(shù)據(jù)量盡可能大，同時還應(yīng)定期更新停電數(shù)據(jù)庫，以此才能保證大數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。

另一方面，市電可靠性只是影響蓄電池后備保障時長的其中一項重要因素，后續(xù)還可考慮將市電停電時長和維護(hù)應(yīng)急發(fā)電的便利性相結(jié)合，實現(xiàn)更進(jìn)一步的精細(xì)化配置，更大限度節(jié)省基站蓄電池造價。

[1] 吳曉, 劉慧婷. 典型移動基站蓄電池合理配置方案建議[J].通信電源技術(shù), 2015,32(6):190-193.

[2] 郭武，吳文靜. 通信工程設(shè)計中配置蓄電池組容量的計算方法[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化, 2005(5).