能源问题困扰运营商

　　在过去十年中，移动通信行业快速发展，由此引发的巨大能源需求成为运营商无法回避的问题。尤其在很多发展中国家，电力基础设施要么非常落后，要么分布不均，这都给运营商的业务开展造成严重困扰。

　　例如，在非洲无市电地区，典型双油机站点油耗很大，而且燃油经常被盗，一个站点每年仅油费支出就超过2万美元，这令运营商头痛不已。在亚太等市电不稳定的站点，使用油机作为备电带来的油费支出高昂，而使用电池则需要频繁更换，费用也同样不菲。近十年来，国际能源价格不断上涨，人工成本也水涨船高，由此带来的TCO上升，对运营商来说更是沉重的负担。

　　因此，在无市电以及市电不稳定地区，运营商对于能够节省能源开支和人工费用的能源解决方案有迫切的需求。

　　多种方案适配不同场景

　　基于二十多年对通信行业的深刻理解，以及为几十万通信站点供电的丰富经验，华为推出新一代混合供电解决方案PowerCube，这是全球首个应用于通信站点的一体化混合供电系统，其中采用了华为独创的H.E.BUS能源总线技术，将通信领域的电子信息控制技术与工业领域的能源系统相结合，成功实现了站点能源的高效转换和利用，为ICT领域的节能减排开辟了一条全新的道路。

　　针对通信站点的应用场景，PowerCube分为三种场景方案。

　　针对无市电或市电很差的应用场景，华为采用“直流油机+深循环蓄电池”的GenShiftTM油电混合方案，通过优化能源调度算法，实现柴油机与蓄电池都可以处于最佳工作状态并按照相应的调度逻辑进行轮换：当油机启动时，既给基站等负载供电，又给蓄电池充电；当蓄电池充电上升到设定的放电阈值时，油机停止运转，转由蓄电池带负载工作；当蓄电池放电到设定的充电阈值时，油机又重新开始工作……华为与MTN等运营商在不同地区的多次联合试验均表明，与传统站点双油机方案相比，GenShiftTM油混方案平均能节省50％的油耗和60%的油机维护成本。

　　在非洲、中东等太阳能资源丰富的地区，华为推荐运营商采用SolarMAXTM光混方案，实现可再生能源和常规能源的混合接入，帮助运营商为广泛分布的站点群提供稳定清洁的能源。SolarMAXTM方案主要是通过领先的MPPT（最大功率点跟踪）控制器，衍生为纯光、光电、光油等多种子方案，帮助运营商因地制宜地充分利用可再生能源。在非洲和中东的多点试验表明，与传统太阳能方案相比，在同样功率的条件下，SolarMAXTM光混方案可减少安放10－30%的太阳能板，显著降低站点供电的部署和维护成本。

　　在停电频繁的地区，华为采用电混方案，即市电与快充蓄电池轮换工作的DualPowerTM双动力技术，市电中断时采用蓄电池带负载工作，油机作为备份供电；当市电恢复时，市电带负载工作，并通过优化充电逻辑对蓄电池进行大电流快速充电。蓄电池的内部结构经过优化设计，在频繁充放电的环境下能够满足两年以上的使用寿命要求。通过这些技术的应用，华为的电混系统可以有效减少油机的使用，从而降低站点的OPEX。例如在巴基斯坦CMpak，80%以上站点可以将油机的运行时间降低为零，甚至取消油机的配置。

　　华为PowerCube系列混合能源方案目前已经在Vodafone、中国移动、Telenor、MTN、Etisalat、Telefónica、Airtel等全球领先运营商的通信网络获得超过14000个站点的应用，在帮助运营商实现稳定的站点供电、降低TCO方面已获得充分验证。

　　混合供电确保最优TCO

　　除了能够适应各种通信站点应用场景外，PowerCube方案还将能源发电、控制、储能、制冷、OSS等部件有机集成到一个系统中，充分利用市电、太阳能、柴油等各种能源的灵活接入，满足无市电以及市电差地区的通信站点供电需求，确保站点获得最优的TCO，并支持向未来的平滑演进。PowerCube包括以下五个子系统：

　　EPS（Energy Plant System，发电子系统）：在发电子系统领域，华为积极探索新型能源的应用，如结合太阳能能量密度小、利用成本较高、夜间无法使用的特点，研究最大功率跟踪技术和光伏系统的控制和稳定性问题；结合燃料电池能量转换效率高、功率密度高、无污染、噪声低等特点，研究燃料电池机构、材料应用及关键部件设计与生产；结合生物能源可再生、低污染和二氧化碳零排放等特点，加强生物质发电技术控制性和稳定性研究。目前华为推出了主用油机、备用油机、备电油机等适合各种场景的部件，运营商可以根据油机生命周期运行时间来选择不同档次的油机，从而降低系统配置成本。

　　ESS（Energy Storage System，存储子系统）：储能技术是电力系统中很多技术问题的瓶颈，要发展混合供电，其重要性不容忽视。针对储能行业发展迅速、电池种类繁多的特点，华为定制了多种适合不同场景应用的储能子系统，如SCB（Solar Cycle Battery）适用于太阳能的高温、慢速充放电、浅循环场景，FCB（Fast Charge Battery）适合市电不稳定的快速充电场景，DCB（Deep Cycle Battery）适合油电的深循环场景，而ACB（Advanced Cycle Battery）的温度适应性、快速充放电能力、深循环寿命都非常优异。

　　CCS（Cabinet with Cooling System，制冷子系统）：针对不同环境温度、不同的设备及储能系统，机柜及温控实现一体化，并且可以分仓温控。

　　ICC（Integrated Controller and Converter，控制子系统）：华为研究的PowerCube控制技术主要包括：各能源之间的协调控制、电力电子设备的智能控制、PowerCube和主网之间的协调控制等，研究孤岛和互联的运行理念、基于代理的控制策略、本地黑启动策略、基于先进通信技术的控制策略等；研究创造新的网络设计理念，包括新型保护方案的应用等。目前这些技术主要应用于总控制、油机控制单元、太阳能控制单元、PSU、逆变器、转换器等，MPPT实现峰值98.5%效率，跟踪精度99.9%，PSU高度1U，效率超过96%，最大限度节省占地面积，提升能源转换效率。通过这些技术，PowerCube在发电、负载、储能直接灵活调度，最终实现油、光、电的高效转换与利用，从而确保TCO最佳。

　　OSS（Operations Support System，OSS子系统）：华为将先进的信息技术应用到能源领域，如数据采集与监视系统和测量系统，以及相应的信息支持平台，包括统一数据共享平台和自适应通信平台，分别应用于继电保护和安全稳定控制系统，以及安全经济调度和电能计量结算管理系统。采用这些先进技术的华为能源网管与华为主设备网管可分可合，可以带内带外通信，实现站点能源状态的远程可视、可管，能够实时看到油量、储能系统剩余电量等。值得一提的是，PowerCube支持多家运营商共享能源基础设施，从而大幅节省支出，同时OSS可以实现针对多家运营商的分别计费，精确了解不同运营商的用电需求。