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中兴通讯:以储能智能化支撑通信“双碳战略”落地

发布日期:2022-05-13 11:01    点击次数:69

为缓解全球气候变暖,中国近年来已经宣布将承担起身为制造业大国的责任,承诺在2030年实现碳排放达到峰值,并争取在2060年前实现碳中和。

与此同时,全球数字化经济近年来飞速发展,相应的5G网络、数据中心等ICT基础设施也一直呈现加速建设趋势,导致通信行业的能耗持续爆发性增长。

如何才能在国家“双碳”战略与通信业的健康发展之间找到最佳平衡点,为中国数字化经济铺就一条绿色低碳之路?对此,中兴通讯给出了自己的详细解答。

中兴通讯数字能源经营部通信储能产品经理王俊磊在接受采访时表示,为降低碳排放,积极发展利用太阳能等绿色能源是必由之路,但新能源发电无法做到持续稳定输出,这就需要高效的储能技术来弥补。

在中兴通讯发布的《通信储能智能化白皮书》中,中兴通讯基于对未来网络演进的深入理解,融合电化学、电力电子、数字化等多项技术,提出了通信储能双网融合新架构和智能化L1-L5分级新定义,为通信行业勾画出了通信储能的发展方向。

王俊磊:“目前来看,通信储能锂电化、锂电智能化是大势所趋,中兴通讯在通信锂电储能智能化领域开展了大量创新,推出了自错峰和大容量并机等新技术,这些技术将应用于中兴通讯最新的F331 V2.0智能锂电解决方案中。”

锂电储能是发展方向

随着5G、数据中心等电信基础设施建设持续推进,电信行业的能耗占比一直在快速增加。有专家预测,五年内国内运营商全部升级到5G之后,其用电量将占到全国的2.1%。

与此同时,为支撑各行各业的数字化升级,运营商投资建设了大量数据中心,这也极大增加了运营商的电力支出成本。巨大的耗电量不仅增加了运营成本,也为通信业的碳排放控制、管理和运维带来了极大的挑战。

为降低行业碳排放、提高运营效率,国内通信业一直在积极投资光伏发电以及储能系统,从而充分利用绿色能源。

传统的通信储能系统多采用铅酸电池,能量密度低、体积大,而且循环寿命短、充放电效率低,加上管理和运维方式落后,已经无法满足网络发展的需要。普通的锂电储能系统虽然具备了简单的电池管理能力,但功能简单且扩容升级成本高,实用价值有限。

作为全球主流通信厂商,中兴通讯对电信运营商5G网络、数据中心等基础设施的供电系统、用电特征等有非常深刻的了解,近年来综合运用网络通信、电力电子、智能测控、热设计、AI及大数据、云管理等多项技术,推出了系列化智能锂电解决方案。

王俊磊表示,中兴通讯智能锂电产品的目标是以智能化技术改善通信储能运行安全水平,同时大幅度提高故障预测、定位、隔离等效率和精准度,帮助运营商降低用电成本和运维成本。

2022年初,中兴通讯全面整合了自身的电源、储能、IDC和能源管理等资源,正式设立了数字能源产品经营部,全面进军能源行业。

王俊磊:“中兴通讯的数字能源业务全面覆盖发电、变电、输电、配电、用电五个环节,未来将持续推进通信储能的智能化发展。”

新架构演进路线

基于长期积累的专业知识和行业经验,中兴通讯对于通信储能的智能化发展提出了一整套方法论。

概括起来,就是《通信储能智能化白皮书》中所说的通信储能双网融合新架构和智能化L1-L5分级新定义。

王俊磊解释说,通信储能系统正在从单一架构向“端到端架构”发展,未来的演进方向则是“双网融合”。

所谓单一架构,即电池作为孤立的执行部件,为特定的重要设备提供备电功能。“端到端架构”是当前的主流架构,采用“锂电-电源或网关-网管”的组网模式,形成了站点储能信息网,可以远程监测锂电设备状态、调整参数、检测故障等,具备了一定管理功能。

面向未来的“双网融合”新架构的内涵更加丰富,提出将公共电网、站点发电、站点储能、站点用电等所有环节连接起来,构建全场景能源网、信息网,实现全网储能信息和能源的互联,所有这一切都接入能源云,做到“信息流”管理“能源流”。

当然,“双网融合”不可能一蹴而就,需要一个长期的演进过程,中兴通讯将整个演进过程划分成了L1到L5五个阶段。

L1对应单一架构,以普通锂电替代站点铅酸电池,可以改善储能表现,但没有显著的提升。

L2和L3对应端到端架构,其中L2具备初步的管理功能,有简单的电池管理系统(BMS)、电源接入后台网管,能够实现电压电流的均衡、实时参数检测、过流/过压保护等基本功能,迈出了从普通锂电向智能锂电的第一步。王俊磊表示,当前行业很多厂家都可以供应L2水平的产品。

L3阶段具有更高的智能化水平,通过引入功率变换、智能感知、部分决策系统等,可以实现更高能量密度、超多组级联、更高精度均衡控制等性能,提供智能混用、智能并机、智能错峰、智能削峰、智能升压等新功能,同时具备剩余电量/电池健康度、远程告警、智能防盗、预防性运维等功能,使得储能系统更加安全可靠。

L3的创新功能可以有效满足5G网络全场景应用的新需求,提升5G网络供电综合智能化水平,最大化提高网络供电效率和运维效率,降低运营商的总体使用成本。

王俊磊:“从智能化分级的角度来看,L1是被动执行,L2具备了辅助自动化、智能化能力,L3达到了一定条件下的智能化水平,后续的L4目标是高度自动化、智能化能力,L5则致力于互联互通能力的演进。”

迎接新一代储能技术应用

王俊磊表示,目前中兴通讯正在向市场提供L3层次的成熟产品和方案,L4产品仍在加紧开发,不过中兴通讯全新的150Ah智能锂电池产品已经具备了部分L4的功能。

对比市场上相同容量产品,中兴通讯全新F331 V2.0智能锂电产品的智能水平、能量密度更高,能够帮助运营商的3G/4G网络向5G平滑扩容升级,有效降低站点改造成本。

由于采用了先进的云、管、端架构设计,F331 V2.0智能锂电产品可以利用峰谷电价差主动储能,有效降低运营商的用电成本。

据王俊磊介绍,中兴通讯的L4产品正在开发和测试中,预计2022年3季度就能进入实地验证阶段。L4产品的特点是具有更高水平的自动化、智能化能力,可以大大减轻对人工操作的依赖。

一是通过信息网和能源网融合,从云、管、端三个层面对能源流进行全面、精细化管理,实现能源站内和站外协同调度,以及自混用、自错峰、自削峰、自升压等应用升级。

二是可以主动学习电网、负荷、辐照、碳交易等信息,动态分析环境数据、电网质量、负荷波动等,实现太阳能、油机、市电多种能源下的最优储能充放策略、AI储供实时调度、绿能优先等,充分发挥全网储能的价值。

三是通过智能云维实现主动安全,包括主动优化充放电策略来延长锂电寿命,智能化故障预测、检测、诊断和修复,并通过全场景远程云管理减少人工现场维护,从极简运维向智能云维、免运维迈进。

四是借助AI和大数据分析,对全网站点进行AI精准配置、容量规划,充分利用现网储能资源的潜力和价值,实现资产优化、降本提效。

为适应通信行业能源结构向“低碳化、电能化、数字化”转型的需求,储能系统还将不断演进。

王俊磊表示,未来通信储能智能化研发将进一步注重互联互通、支持能源网络应用,在执行、感知、分析、决策、意图等方面实现完全自主,发挥更多潜能,真正实现L5阶段的需求。

比如,支持太阳能、风能、氢能、生物质等多种供能方式和锂电、钠电、燃料电池等多种储能形式的互动、联合工作,能够通过全网AI学习实现供能储能模式的自我优化以及面向碳排放的最优调度,能够接入能源互联网、交互不同形式储能供能系统信息,可以根据客户目标制定安全的最优调度策略等。

王俊磊强调,通信行业要顺利推进能源结构转型、实现“双碳”战略,需要综合考虑所有与储能、供能乃至网络基础设施和通信应用相关的技术、资源、要素,运用数字化、智能化技术实现能源与网络的实时优化调控。

王俊磊:“中兴通讯正在积极研发创新技术和产品,为客户创造更大价值,实现能源的共享、高效利用和碳排放最优化,帮助客户拥抱可持续的能源未来。”

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