運(yùn)營商可以成為供電商

“廣泛分布的基站可以組成一個(gè)大型虛擬電廠，讓運(yùn)營商搖身一變成為供電商。”

近日，芬蘭運(yùn)營商Elisa發(fā)布白皮書表示，通過引入智能化能源管理系統(tǒng)在無線接入網(wǎng)內(nèi)構(gòu)建虛擬電廠，不僅能降低自身的電力成本，還能將存儲(chǔ)的能源回售給電網(wǎng)，增加新的收入來源。

RAN是現(xiàn)成的“虛擬電廠”

什么是虛擬電廠？一提到發(fā)電廠，我們第一時(shí)間會(huì)想到大型水電廠、火電廠、核電廠，但近年來隨著清潔能源快速發(fā)展，也出現(xiàn)了廣泛分布的小型太陽能、風(fēng)能等發(fā)電裝置。與火電、核電等大型發(fā)電廠可提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)不同，太陽能、風(fēng)力發(fā)電因受限于日照時(shí)間、風(fēng)的強(qiáng)度等天氣影響，不能一直持續(xù)發(fā)電，往往會(huì)配置蓄電池，以便在日照和風(fēng)能充足的時(shí)候?qū)⒍嘤嗟碾娔艽鎯?chǔ)起來，并在日照和風(fēng)能不足的時(shí)候通過蓄電池輔助供電。

所謂虛擬電廠，就是通過物聯(lián)網(wǎng)和先進(jìn)的能源管理技術(shù)，將這些分散的小型發(fā)電設(shè)施和儲(chǔ)能系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)并統(tǒng)一控制管理，形成一個(gè)虛擬的電廠，使其像一座大型發(fā)電廠一樣發(fā)揮作用。

眾所周知，為確保提供連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，運(yùn)營商在基站站點(diǎn)里都配有蓄電池，可在電網(wǎng)供電中斷時(shí)作為備用供電。一直以來，電信行業(yè)是全球第二大電池用戶。這為運(yùn)營商構(gòu)建虛擬電廠提供了基礎(chǔ)。

另一方面，在全球綠色低碳大趨勢下，運(yùn)營商作為減排放和能耗大戶，正在基站站點(diǎn)上大力引入太陽能、風(fēng)能等清潔能源。未來十年，風(fēng)能和太陽能的部署將進(jìn)一步加速。這為運(yùn)營商構(gòu)建虛擬電廠帶來了契機(jī)。

在此背景下，Elisa提出了DES（分布式能源存儲(chǔ)）解決方案。該方案通過升級(jí)鋰離子電池和采用DES智能管理解決方案，將RAN（無線接入網(wǎng)）變成一個(gè)虛擬電廠，能夠在降低自身用電成本和碳排放的同時(shí)為電網(wǎng)供電，從而幫助運(yùn)營商減少運(yùn)營支出并實(shí)現(xiàn)創(chuàng)收。

具體而言，虛擬電廠連接到電網(wǎng)，當(dāng)太陽能面板和風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生的電能多于網(wǎng)絡(luò)或基站所需電能時(shí)，多余的電能可通過鋰電池存儲(chǔ)起來，并對(duì)外響應(yīng)負(fù)荷需求，靈活地向電網(wǎng)供電。

Elisa認(rèn)為，移動(dòng)運(yùn)營商是構(gòu)建虛擬電廠的理想企業(yè)，其可帶來兩方面的好處：一是可以在低電價(jià)時(shí)期購買并存儲(chǔ)電力，供高電價(jià)時(shí)期使用，從而降低電費(fèi)支出；二是可以將風(fēng)能、太陽能產(chǎn)生的多余電能（比如夜間風(fēng)能充沛，會(huì)產(chǎn)生多余的電能）存儲(chǔ)起來，參與電力市場交易，在用電高峰期將電力出售回電網(wǎng)。

節(jié)省用電成本50%

目前，Elisa已完成部署實(shí)踐，通過對(duì)200個(gè)基站進(jìn)行“三步”改造升級(jí)，構(gòu)建了一個(gè)約1MW容量的虛擬電廠，并通過芬蘭電網(wǎng)運(yùn)營商Fingrid驗(yàn)收后，開始在aFRR（自動(dòng)頻率恢復(fù)備用）市場提供平衡服務(wù)。

通過實(shí)踐，Elisa計(jì)算表明，部署虛擬電廠的回報(bào)（包括aFRR收益和節(jié)省的電力）相當(dāng)于該運(yùn)營商當(dāng)前電力支出的50%以上。

具體“三步”改造升級(jí)如下：

第一步，升級(jí)鋰電池。相對(duì)于傳統(tǒng)基站采用的鉛酸電池，鋰電池的容量更大，且更能承受充、放電，使用壽命更長。因此，首先需要將傳統(tǒng)鉛酸電池更換為鋰電池。

第二步，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)可視、可管。傳統(tǒng)基站供備電系統(tǒng)是“啞設(shè)備”，需通過數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化改造，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，以及對(duì)全網(wǎng)供備電情況的可視、可管。

第三步，引入AI，構(gòu)建智能管理系統(tǒng)。該智能管理系統(tǒng)為三層架構(gòu)，頂層負(fù)責(zé)根據(jù)電力平衡市場的供需數(shù)據(jù)靈活進(jìn)行負(fù)載轉(zhuǎn)移或電網(wǎng)平衡，中間層負(fù)責(zé)監(jiān)控基站電力設(shè)施運(yùn)行狀況，底層負(fù)責(zé)部件級(jí)的響應(yīng)和調(diào)整。

如上圖所示，通過對(duì)200個(gè)站點(diǎn)部署虛擬電廠實(shí)踐，Elisa估計(jì)在aFRR市場的月收入在30000至60000歐元之間。Elisa表示，這意味著三年內(nèi)就可以收回投資成本。

本文參考來源：Distributed Energy Storage Good for business, good for the grid, good for the planet，Elisa