華為混合供電解決方案PowerCube將能源發(fā)電、控制、儲能、制冷、OSS等部件有機集成到一個系統(tǒng)中，充分利用市電、太陽能、柴油等各種能源的靈活接入，滿足無市電以及市電不穩(wěn)定地區(qū)的通信站點供電需求，確保站點獲得最優(yōu)的TCO。
                                                                              
能源問題困擾運營商

在過去十年中，移動通信行業(yè)快速發(fā)展，由此引發(fā)的巨大能源需求成為運營商無法回避的問題。尤其在很多發(fā)展中國家，電力基礎設施要么非常落后，要么分布不均，這都給運營商的業(yè)務開展造成嚴重困擾。

例如，在非洲無市電地區(qū)，典型雙油機站點油耗很大，而且燃油經(jīng)常被盜，一個站點每年僅油費支出就超過2萬美元，這令運營商頭痛不已。在亞太等市電不穩(wěn)定的站點，使用油機作為備電帶來的油費支出高昂，而使用電池則需要頻繁更換，費用也同樣不菲。近十年來，國際能源價格不斷上漲，人工成本也水漲船高，由此帶來的TCO上升，對運營商來說更是沉重的負擔。

因此，在無市電以及市電不穩(wěn)定地區(qū)，運營商對于能夠節(jié)省能源開支和人工費用的能源解決方案有迫切的需求。

多種方案適配不同場景

基于二十多年對通信行業(yè)的深刻理解，以及為幾十萬通信站點供電的豐富經(jīng)驗，華為推出新一代混合供電解決方案PowerCube，這是全球首個應用于通信站點的一體化混合供電系統(tǒng)，其中采用了華為獨創(chuàng)的H.E.BUS能源總線技術，將通信領域的電子信息控制技術與工業(yè)領域的能源系統(tǒng)相結(jié)合，成功實現(xiàn)了站點能源的高效轉(zhuǎn)換和利用，為ICT領域的節(jié)能減排開辟了一條全新的道路。

針對通信站點的應用場景，PowerCube分為三種場景方案。

針對無市電或市電很差的應用場景，華為采用“直流油機+深循環(huán)蓄電池”的GenShiftTM油電混合方案，通過優(yōu)化能源調(diào)度算法，實現(xiàn)柴油機與蓄電池都可以處于最佳工作狀態(tài)并按照相應的調(diào)度邏輯進行輪換：當油機啟動時，既給基站等負載供電，又給蓄電池充電；當蓄電池充電上升到設定的放電閾值時，油機停止運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)由蓄電池帶負載工作；當蓄電池放電到設定的充電閾值時，油機又重新開始工作……華為與MTN等運營商在不同地區(qū)的多次聯(lián)合試驗均表明，與傳統(tǒng)站點雙油機方案相比，GenShiftTM油混方案平均能節(jié)省50％的油耗和60%的油機維護成本。

在非洲、中東等太陽能資源豐富的地區(qū)，華為推薦運營商采用SolarMAXTM光混方案，實現(xiàn)可再生能源和常規(guī)能源的混合接入，幫助運營商為廣泛分布的站點群提供穩(wěn)定清潔的能源。SolarMAXTM方案主要是通過領先的MPPT（最大功率點跟蹤）控制器，衍生為純光、光電、光油等多種子方案，幫助運營商因地制宜地充分利用可再生能源。在非洲和中東的多點試驗表明，與傳統(tǒng)太陽能方案相比，在同樣功率的條件下，SolarMAXTM光混方案可減少安放10－30%的太陽能板，顯著降低站點供電的部署和維護成本。

在停電頻繁的地區(qū)，華為采用電混方案，即市電與快充蓄電池輪換工作的DualPowerTM雙動力技術，市電中斷時采用蓄電池帶負載工作，油機作為備份供電；當市電恢復時，市電帶負載工作，并通過優(yōu)化充電邏輯對蓄電池進行大電流快速充電。蓄電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)經(jīng)過優(yōu)化設計，在頻繁充放電的環(huán)境下能夠滿足兩年以上的使用壽命要求。通過這些技術的應用，華為的電混系統(tǒng)可以有效減少油機的使用，從而降低站點的OPEX。例如在巴基斯坦CMpak，80%以上站點可以將油機的運行時間降低為零，甚至取消油機的配置。

華為PowerCube系列混合能源方案目前已經(jīng)在Vodafone、中國移動、Telenor、MTN、Etisalat、Telefónica、Airtel等全球領先運營商的通信網(wǎng)絡獲得超過14000個站點的應用，在幫助運營商實現(xiàn)穩(wěn)定的站點供電、降低TCO方面已獲得充分驗證。

混合供電確保最優(yōu)TCO

除了能夠適應各種通信站點應用場景外，PowerCube方案還將能源發(fā)電、控制、儲能、制冷、OSS等部件有機集成到一個系統(tǒng)中，充分利用市電、太陽能、柴油等各種能源的靈活接入，滿足無市電以及市電差地區(qū)的通信站點供電需求，確保站點獲得最優(yōu)的TCO，并支持向未來的平滑演進。PowerCube包括以下五個子系統(tǒng)：

EPS（Energy Plant System，發(fā)電子系統(tǒng)）：在發(fā)電子系統(tǒng)領域，華為積極探索新型能源的應用，如結(jié)合太陽能能量密度小、利用成本較高、夜間無法使用的特點，研究最大功率跟蹤技術和光伏系統(tǒng)的控制和穩(wěn)定性問題；結(jié)合燃料電池能量轉(zhuǎn)換效率高、功率密度高、無污染、噪聲低等特點，研究燃料電池機構(gòu)、材料應用及關鍵部件設計與生產(chǎn)；結(jié)合生物能源可再生、低污染和二氧化碳零排放等特點，加強生物質(zhì)發(fā)電技術控制性和穩(wěn)定性研究。目前華為推出了主用油機、備用油機、備電油機等適合各種場景的部件，運營商可以根據(jù)油機生命周期運行時間來選擇不同檔次的油機，從而降低系統(tǒng)配置成本。

ESS（Energy Storage System，存儲子系統(tǒng)）：儲能技術是電力系統(tǒng)中很多技術問題的瓶頸，要發(fā)展混合供電，其重要性不容忽視。針對儲能行業(yè)發(fā)展迅速、電池種類繁多的特點，華為定制了多種適合不同場景應用的儲能子系統(tǒng)，如SCB（Solar Cycle Battery）適用于太陽能的高溫、慢速充放電、淺循環(huán)場景，F(xiàn)CB（Fast Charge Battery）適合市電不穩(wěn)定的快速充電場景，DCB（Deep Cycle Battery）適合油電的深循環(huán)場景，而ACB（Advanced Cycle Battery）的溫度適應性、快速充放電能力、深循環(huán)壽命都非常優(yōu)異。

CCS（Cabinet with Cooling System，制冷子系統(tǒng)）：針對不同環(huán)境溫度、不同的設備及儲能系統(tǒng)，機柜及溫控實現(xiàn)一體化，并且可以分倉溫控。

ICC（Integrated Controller and Converter，控制子系統(tǒng)）：華為研究的PowerCube控制技術主要包括：各能源之間的協(xié)調(diào)控制、電力電子設備的智能控制、PowerCube和主網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)控制等，研究孤島和互聯(lián)的運行理念、基于代理的控制策略、本地黑啟動策略、基于先進通信技術的控制策略等；研究創(chuàng)造新的網(wǎng)絡設計理念，包括新型保護方案的應用等。目前這些技術主要應用于總控制、油機控制單元、太陽能控制單元、PSU、逆變器、轉(zhuǎn)換器等，MPPT實現(xiàn)峰值98.5%效率，跟蹤精度99.9%，PSU高度1U，效率超過96%，最大限度節(jié)省占地面積，提升能源轉(zhuǎn)換效率。通過這些技術，PowerCube在發(fā)電、負載、儲能直接靈活調(diào)度，最終實現(xiàn)油、光、電的高效轉(zhuǎn)換與利用，從而確保TCO最佳。

OSS（Operations Support System，OSS子系統(tǒng)）：華為將先進的信息技術應用到能源領域，如數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視系統(tǒng)和測量系統(tǒng)，以及相應的信息支持平臺，包括統(tǒng)一數(shù)據(jù)共享平臺和自適應通信平臺，分別應用于繼電保護和安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)，以及安全經(jīng)濟調(diào)度和電能計量結(jié)算管理系統(tǒng)。采用這些先進技術的華為能源網(wǎng)管與華為主設備網(wǎng)管可分可合，可以帶內(nèi)帶外通信，實現(xiàn)站點能源狀態(tài)的遠程可視、可管，能夠?qū)崟r看到油量、儲能系統(tǒng)剩余電量等。值得一提的是，PowerCube支持多家運營商共享能源基礎設施，從而大幅節(jié)省支出，同時OSS可以實現(xiàn)針對多家運營商的分別計費，精確了解不同運營商的用電需求。