通信储能智能化 中兴通讯提出5大分级新定义

随着全球碳达峰、碳中和运动的发展,能源结构向“低碳化、电能化、数字化”加速转型,当前5G网络和数据中心的大规模建设,5G网络站点及机房设备功耗大幅上升,站点数量数倍的增加,全网的能耗呈现爆发式增长。储能作为能源系统的重要组成部分,向低碳化、智能化发展迫在眉睫。

传统铅酸电池能量密度低、体积大、重量重、循环寿命短、充放电效率低,以及粗放的管理和运维方式,已无法满足网络发展的需要;站点、机房、数据中心对储能的能量密度、能效和智能化水平等提出了更高的要求,锂电池以其性能优势逐步替换铅酸电池,通信储能锂电化是大势所趋。

但当前行业提供的锂电池,由简单BMS(电池管理系统)和电芯封装,虽然具备了锂电池的特性,但功能趋于简单,扩容升级成本高,应用场景有限。

为了适应5G网络新业务要求,迎合能源结构转型,中兴通讯基于对未来网络演进的深入理解,融合电池技术、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,全面推行智能锂电,并创新提出“通信储能双网融合新架构&智能化L1-L5分级新定义”。中兴通讯副总裁、新能源产品总经理刘明明表示:“通过这5大分级新定义的提出,我们希望推动通信储能的智能化发展。”

她介绍道,通信储能架构正在从最初的“单一架构”发展到当前主流的“端到端架构”,并最终向“双网融合新架构”演进。

图1 通信储能架构演进

在最初的单一架构下,锂电池作为孤立的执行部件,主要提供备电功能,循环性能未充分利用,资产价值沉没;站点采用粗放式的备电管理,不同场景的站点存在备电冗余或不足,产生资产浪费;锂电设备运行状况不可知、不可视,运维处于被动“救火”模式。

演变到当前主流的端到端架构后,采用“锂电-电源/网关-网管”的组网模式,建立了站点储能信息网,具备远程监测锂电设备状态、参数设置和故障检测等管理功能;通过强化本地BMS能力、与网管侧协同,提升锂电的智能化水平;端到端架构为锂电的智能化发展提供了有效路径,但仍不满足全网储能的站外协同调度等需求,以及大数据和AI辅助等应用,架构上需要进一步升级。

因此,通信储能不可避免地要向双网融合新架构演进。

这种架构是由公共电网、站点发电、站点储能、站点用电等构建全场景联接的能源网和信息网,实现全网储能信息和能源的互联;在双网融合基础之上建立能源云,达到信息流管理能源流;新架构是被动储能发展到主动储能、主动安全,实现全网储能全生命周期价值最大化的基础;双网融合架构最终实现全网储能的信息流和能源流的双向互通,满足未来站点储能综合应用、新型能源应用、网络零碳演进的发展需要。

简单来说,就是将能源网与信息网打通,利用信息网实施监测、管理能源网,实现通信储能的智能化发展。

“在此基础上,我们创新性地将通信储能智能化发展定义为五个阶段,从最初的L1被动执行经过L2辅助自智,发展到L3条件自智,逐级提高智能化水平,最终向L4高度自智、L5互联互通方向演进。”刘明明说。

L1对应单一架构,普通锂电作为被动执行部件替代站点铅酸电池,部分性能有一定提升,但功能上类似,电池处于哑设备状态,使用场景有限。当前行业仍有部分厂家提供L1的产品。L2和L3对应端到端架构,L2建立了初级的管理模式,实现普通锂电向智能锂电的转变,具备执行自主、部分感知和分析能力;通过简单BMS、由电源接入后台网管,实现如电压、电流的均衡、实时参数检测、过流/过压保护等基本功能。当前行业众多厂家已具备提供L2的产品和方案能力。L3与L2相比,智能化水平有较大幅度的提升。通过功率变换技术引入、感知能力提升和部分决策系统的植入,L3具备执行和感知自主、部分决策能力,功能更强大,主要体现:

更强的性能,如更高能量密度、超多组级联、更高精度均衡控制等性能;

更多场景应用,如智能混用、智能并机、智能错峰、智能削峰、智能升压等智能化功能;

更加安全可靠,如SOC/SOH、远程告警、智能防盗、预防性运维等功能。

目前,中兴通讯已具备L3的成熟产品和方案,L3的创新功能,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TCO。

L4高度自智是通信储能智能化等级的阶段性跨越。L4融入AI、大数据、IoT 等新技术,从端到端架构升级为双网融合新架构,并采用云、管、端三层智能化管理模式。云、管、端三层智能化管理可以逐级部署,管理水平逐级提升。L4高度自智从部分决策向决策自主的模式转变,减少对人的依赖,运行更安全、运维更高效、应用更全面,经济效益进一步提升,L4是目前中兴通讯投入的主要方向,具体功能及优势体现在四个方面:双网融合-云网联动,主动学习-主动储能,主动安全-智能云维,容量管理-资产优化。

L5互联互通,是在双网融合架构上通信储能智能化发展的顶级阶段,在执行、感知、分析、决策、意图各方面实现完全自主;随着能源互联网技术和新型能源应用的革命性发展,通信储能将发挥更多潜能(如图2),支持多种储能形式互动,支持多能综合供能优化,全网AI学习,纳入碳指标评估,算法支持最优碳排策略,最优碳结果,达到完整互联-双向互通,支持客户最优目标实现。

图2 L5互联互通全景图

刘明明指出:“‘通信储能智能化L1-L5分级新定义’旨在通过技术积累和实践为行业的不断发展和进步探索方向,为客户创造更大价值,实现最大化能源共享、最高效能源应用、最清洁能源供给,拥抱可持续的能源未来。新能源智能化任重道远,但势在必行。”

(责任编辑:康玲华)

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