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Technology Management and Development of Communication Engineering
通信工程技术管理与发展
（三）基站储能电池可调度容量评估
评估 5G 基站储能电池的可调度容量是储能电池参与需求响应的前提。5G
基站储能电池与一般储能电池的最大区别在于，其首要功能为供电后备，需在配
电网发生故障时为基站通信设备提供 UPS，保障基站用电设备的供电可靠性。必
须在确保基站用电可靠性达标的前提下对于储能电池进行调度。若因参与需求响
应，对储能电池进行了过度放电，同时配电网发生故障，储能电池电量过低将会
导致基站失电。
评估储能电池的可调度容量首先需要分析 5G 基站对于备用容量的需求。下
一代移动通信网络联盟（Next Generation Mobile Networks Alliance，NGMN）规
定，5G 基站的可用度应该达到 99.999%。基站如果仅依靠配电网供电难以使供
电可靠性达标，需要储能电池预留一定容量作为备用。当前基站建设过程中大都
按照储能电池备电 3 小时进行设计，用以满足基站的供电可靠性指标。然而不同
时刻、不同位置的 5G 基站对于储能电池备用容量的需求不同，储能电池的装机
容量在某些时段存在冗余。本节将储能电池装机容量分为两部分，一部分为储能
电池备用容量，用于满足可靠性要求；剩余部分定义为可调度容量。5G 基站对
于储能电池的备用容量需求是时变的。如前所述，5G 基站用电负荷与通信负载
近似呈一次线性关系。在通信负载高的时段，用电负荷相应更高，需要储能电池
拥有更高的备用电量以应对潜在电网故障；在通信负载低的时段，用电负荷相应
较低，对于储能电池的备用电量需求降低。5G 基站对于储能电池的备用容量需
求取决于所在配电网节点的可靠性。对于高可靠性的配电网，例如深圳市福田中
心区配电网，2019 年用户平均停电时间仅为 0.19 分钟，发生停电故障的概率低，
相应基站的储能电池备用容量需求较小。对于低可靠性的配电网，例如部分农村
配电网，基站的储能电池需要有更高的备用容量以应对潜在的停电故障。
定量分析 5G 基站对于储能电池备用容量的需求，需要建立基站供电可靠性
模型，可靠性模型也是调度基站储能参与需求响应的理论保障。由于基站可通过
配电网或储能电池供电，在构建供电可靠性模型时，应考虑配电网节点可靠性和
储能备用时间两方面的影响。在模型中引入储能备用时间，将使得传统基于马尔
科夫模型的配电网可靠性分析方法难以适用；同时，由于引入储能后供电可靠性
较高，使用基于仿真采样（例如蒙特卡洛采样）的可靠性分析方法将可能较大的
误差。因此，如何建模并计算基站供电可靠性将成为关键问题之一。基于基站供
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