華為混合供電解決方案PowerCube將能源發電、控制、儲能、制冷、OSS等部件有機集成到一個系統中，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定地區的通信站點供電需求，確保站點獲得最優的TCO。
                                                                              
能源問題困擾運營商

在過去十年中，移動通信行業快速發展，由此引發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，這都給運營商的業務開展造成嚴重困擾。

例如，在非洲無市電地區，典型雙油機站點油耗很大，而且燃油經常被盜，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定地區，運營商對于能夠節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的深刻理解，以及為幾十萬通信站點供電的豐富經驗，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，其中采用了華為獨創的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領域的能源系統相結合，成功實現了站點能源的高效轉換和利用，為ICT領域的節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+深循環蓄電池”的GenShiftTM油電混合方案，通過優化能源調度算法，實現柴油機與蓄電池都可以處于最佳工作狀態并按照相應的調度邏輯進行輪換：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，轉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的多次聯合試驗均表明，與傳統站點雙油機方案相比，GenShiftTM油混方案平均能節省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，華為推薦運營商采用SolarMAXTM光混方案，實現可再生能源和常規能源的混合接入，幫助運營商為廣泛分布的站點群提供穩定清潔的能源。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，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，并通過優化充電邏輯對蓄電池進行大電流快速充電。蓄電池的內部結構經過優化設計，在頻繁充放電的環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在Vodafone、中國移動、Telenor、MTN、Etisalat、Telefónica、Airtel等全球領先運營商的通信網絡獲得超過14000個站點的應用，在幫助運營商實現穩定的站點供電、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方案還將能源發電、控制、儲能、制冷、OSS等部件有機集成到一個系統中，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的通信站點供電需求，確保站點獲得最優的TCO，并支持向未來的平滑演進。PowerCube包括以下五個子系統：

EPS（Energy Plant System，發電子系統）：在發電子系統領域，華為積極探索新型能源的應用，如結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的控制和穩定性問題；結合燃料電池能量轉換效率高、功率密度高、無污染、噪聲低等特點，研究燃料電池機構、材料應用及關鍵部件設計與生產；結合生物能源可再生、低污染和二氧化碳零排放等特點，加強生物質發電技術控制性和穩定性研究。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，從而降低系統配置成本。

ESS（Energy Storage System，存儲子系統）：儲能技術是電力系統中很多技術問題的瓶頸，要發展混合供電，其重要性不容忽視。針對儲能行業發展迅速、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，如SCB（Solar Cycle Battery）適用于太陽能的高溫、慢速充放電、淺循環場景，FCB（Fast Charge Battery）適合市電不穩定的快速充電場景，DCB（Deep Cycle Battery）適合油電的深循環場景，而ACB（Advanced Cycle Battery）的溫度適應性、快速充放電能力、深循環壽命都非常優異。

CCS（Cabinet with Cooling System，制冷子系統）：針對不同環境溫度、不同的設備及儲能系統，機柜及溫控實現一體化，并且可以分倉溫控。

ICC（Integrated Controller and Converter，控制子系統）：華為研究的PowerCube控制技術主要包括：各能源之間的協調控制、電力電子設備的智能控制、PowerCube和主網之間的協調控制等，研究孤島和互聯的運行理念、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；研究創造新的網絡設計理念，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、轉換器等，MPPT實現峰值98.5%效率，跟蹤精度99.9%，PSU高度1U，效率超過96%，最大限度節省占地面積，提升能源轉換效率。通過這些技術，PowerCube在發電、負載、儲能直接靈活調度，最終實現油、光、電的高效轉換與利用，從而確保TCO最佳。

OSS（Operations Support System，OSS子系統）：華為將先進的信息技術應用到能源領域，如數據采集與監視系統和測量系統，以及相應的信息支持平臺，包括統一數據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定控制系統，以及安全經濟調度和電能計量結算管理系統。采用這些先進技術的華為能源網管與華為主設備網管可分可合，可以帶內帶外通信，實現站點能源狀態的遠程可視、可管，能夠實時看到油量、儲能系統剩余電量等。值得一提的是，PowerCube支持多家運營商共享能源基礎設施，從而大幅節省支出，同時OSS可以實現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。