截至2021年7月，中国已经开通5G基站数约96万个。2021年7月，工信部、中央网信办等十部门印发《5G应用“扬帆”行动计划（2021—2023年）》，到2023年每万人拥有5G基站数超过18个，由此推算到2023年底，我国5G基站数量将超过254万个。5G正加速到来，并对各行各业带来深刻影响。
运营商5G建设、运营、碳排放面临巨大挑战
5G基站功耗是同级3G、4G基站的大约3倍；若实现相同覆盖，5G基站需求数量约是4G基站数量的3~4倍。运营商在未来5G网络建设、运营、碳排放方面将面临巨大挑战。
站点功耗增加，运营商面临多重压力
5G基站功耗的增加，给运营商带来OPEX增长和碳排放的压力。以国内某运营商为例，其2020年用电量为228.33亿kWh，CO2排放量为13.76百万吨，净利润为208.5亿元。2021年预计将建设14.52万个5G基站；假设每个5G站点平均功耗为2.5kW，2021年新建5G基站年新增耗电、新增CO2排放及与2020年相比增幅见表1（当前每度电CO2排放量0.67kg）。基站用电类别一般是“一般工商业及其用电”、电压等级为“不满1千伏”，以浙江为例，不分时段的电价为0.6964元，则该运营商2021年新建5G基站新增电费为22.14亿元，占2020年净利润比高达10.62%。
表1 国内某运营商2021年新增5G基站耗电、碳排放及相比2020年增幅
按照中国到2023年底5G基站总数预计将超过254万个来计算，3年累计新增耗电达385.44亿kWh，CO2排放量为25.824百万吨，运营商将面临巨大的OPEX、盈利和碳排放压力。
由于5G站点功耗大幅增加，在我国大约有20%的站点现有市电容量不满足5G设备供电要求。
以国内某运营商为例，平均每个站点扩容市电成本约为30000元，建设周期大约需要3个月以上。
现网电源容量不足，平滑扩容困难
不论是塔商共享站点，还是运营商自有站点，5G宏站的新建和扩容，都面临着电源和电池的利旧问题。站点老旧电源和电池的品牌多、种类多，传统电源只具备整流模块扩容能力，不具备电源系统的扩容能力，而传统铅酸电池也只能整体替换，运营商的初期投资巨大，后期扩容仍然面临同样问题。从模块到系统，从空开到整个配电单元的最大化利旧、平滑扩容成为5G建站的新需求。
多运营商共享，对配电和用电管理提出更高要求
共享站点塔商的直流电源按运营商进行配电分区及计量，每个运营商的配电路数固定，在实际接线中，常常存在运营商配电路数不够而跨区接线，导致不同运营商的用电量漏计或多计的问题；运营商配电区的空开合闸即可取电，运营商增加负载时，不用向塔商申请就可上站安装新设备，塔商的租金收益得不到保障。此外，当前塔商不能对运营商的每路设备进行远程上下电精细化管理，当设备退出服务时，需上站处理，带来额外的上站成本；5G设备功耗大，业务闲时设备还消耗大量电能，传统电源不支持单个业务定时节能下电，用电成本高。
面向5G发展的新一代智能电源UniPower
针对运营商5G网络建设、运营中的以上挑战，中兴通讯推出新一代智能电源UniPower。UniPower基于1×2U尺寸的模块架构，包括3kW/4kW整流模块、太阳能功率模块、57V双向变换模块、280V高压直流升压模块、48V-12V/24V转换模块、智能配电模块，实现了全系列模块灵活混插、多种类能源输入多制式输出、现网旧电源智能并机，免市电改造智能削峰，280V高压直流远供、智能配电等功能；整机采用模块化设计，满足前接线、前维护的要求，可灵活扩展直流配电单元和功率插箱单元。
助力运营商节能减排
通过智能叠光、错峰用电、定时通断等功能，UniPower能够显著助力运营商节能减排。
UniPower的功率模块安装槽位，可兼容安装整流模块和太阳能功率模块，实现智能叠光。假设某站点配置1个50A（3000W）的太阳能功率模块及相应的太阳能组件，平均每天发电4小时，则每天可发电12kWh，全年可发电4380kWh；光伏峰值发电时间按10:00~14:00，按浙江省电价计算，则每年可减少电费2802.76元，减少CO2排放2.93吨。
UniPower具备智能错峰功能，可设置多个电价尖峰、高峰、低谷时段，选择每个时段的供电模式，例如在尖峰及高峰时段不使用市电，由电池放电给负载供电，在低谷时段给负载供电、同时给电池充电。该功能可降低电网尖峰及高峰时的用电负荷，增加低谷时的用电负荷，使电网运行更平稳，可减少发、供电设备的建设投资，提高供电效率。
表2是某运营商2019年在广州、深圳对5G、4G基站的实测数据。假设某站点只有4G、5G设备，在尖峰和高峰时段不使用市电，由电池给负载供电，低谷时段由市电供电，同时给负载供电和给电池充电，电池充放电效率为92%。按照中国移动的定义：7:00~23:00为话务忙时，23:00~次日7:00为话务闲时；话务忙时假设4G设备业务负荷为100%，5G设备为30%，话务闲时4G设备为30%，5G设备为空载。按照无错峰功能时，每天电费为56.41元。按照有错峰功能时，其中尖峰和高峰时段由电池放电时，已考虑电池的充放电效率，每天电费为32.89元；与无错峰功能相比，每个站点每天可节省23.52元，每年可节省电费8584.8元；与无错峰功能相比，电费节省41.7%。
表2 5G、4G基站功耗对比
UniPower还可根据业务情况，在业务闲时关闭相关设备以降低电费。例如，在目前5G业务较少时，在业务闲时（23:00~次日7:00）关闭5G基站，每天可节省电能17.54kWh，节省电费6.64元；全年可节省电能6402.1kWh，节省电费2423.6元，减少CO2排放4.29吨。
智能削峰，解决站点市电容量不足问题
UniPower具备智能削峰功能，可设置市电容量限值，当负载功耗超过该阈值时，结合锂电池高循环性能，由锂电池补充放电满足负载用电需求，当负载功耗低于该阈值时，对锂电池进行快速充电。如果站点日照条件较好，有条件建设太阳能的站点，UniPower可选配太阳能功率模块，解决市电容量不足的问题。
实现模块级、插箱级、电源系统级扩容
UniPower可根据站点老旧电源种类、可升级改造和再利用程度，以及工程割接的复杂度等现场情况进行综合评估，灵活选择扩容模式，包括整流模块扩容、功率插箱模块化扩容、功率插箱替换改造扩容，以及整机系统并机扩容等模式；配合中兴SmartLi智能锂电实现现网电源和电池容量的扩展，满足5G新增供电容量需要，最大化保护运营商现有资产，同时也为后续的旧电源和电池替换做好准备，支持平滑扩容升级，大大降低了建站成本。
智能配电，精细化管理
UniPower可灵活混插智能配电模块并扩展智能配电单元，实现了分路控制、分路计量和分路容量定义，可根据不同网络业务需要采取差异化的上下电管理策略。针对多频段、多租户共享场景，支持每一路负载的单独计量、单独下电、分时下电、远程上下电等功能，满足多业务、精细化管理的需求，同时也解决塔商多运营商租户精细化管理的问题；UniPower的智能配电功能进一步降低了用电成本。
今年是5G建设的第3年，各运营商均加速5G网络建设。由于5G设备功耗大幅增加，运营商面临巨大的盈利压力和碳排放压力。基于对运营商需求的深刻理解，中兴通讯创新开发了新一代智能电源UniPower，解决了运营商在建设5G网络时遇到的各种能源供电问题，助力运营商降低TCO、加速碳中和。
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