Details

Цель работы: исследование и расчёт энергоэффективности типовой конфигурации базовой станции в сетях pLTE, с учётом различных сценариев организации энергоснабжения и территориального расположения. В рамках работы решены следующие задачи: проведён анализ применения технологий БШПД и архитектуры сетей private LTE, рассмотрена архитектура базовой станции и структура их энергопотребления, проведён сравнительный анализ технологий pLTE и p5G NR, разработана математическая модель энергопотребления базовой станции, выполнено моделирование и оценка вариантов энергоснабжения базовой станции. Работа проведена на базе ООО «Газпромнефть ИТО», где были произведены основные расчёты. Разработана математическая модель энергопотребления базовой станции Huawei DBS3900 с учётом климатических условий трёх регионов. Смоделированы три сценария энергоснабжения: сетевое, дизельное и гибридное с применением ВИЭ. Показано, что гибридная система снижает эксплуатационные затраты на 20–25% по сравнению с дизельным сценарием. Результаты могут быть использованы при проектировании систем электроснабжения базовых станций pLTE на промышленных объектах. В процессе работы использовалось следующее программное обеспечение: MATLAB, HOMER Pro.

Keywords: broadband wireless access, Private LTE, base station, power consumption, renewable energy sources, climatic conditions, simulation, techno-economic assessment. The topic of the final qualifying work is Research and Calculation of Energy Efficiency of a Base Station in Private LTE Networks The objective of this work is to investigate and calculate the energy efficiency of a typical base station configuration in private LTE (pLTE) networks, considering various power supply scenarios and geographical locations. The following tasks were accomplished: an analysis of broadband wireless access (BWA) technologies and private LTE network architecture was conducted; the base station architecture and its power consumption structure were examined; a comparative analysis of pLTE and private 5G NR technologies was performed; a mathematical model of base station power consumption was developed; and power supply scenarios for the base station were simulated and evaluated. The research was carried out in collaboration with Gazpromneft ITO LLC, where the primary calculations were performed. A mathematical power consumption model of the Huawei DBS3900 base station was developed, taking into account the climatic conditions of three regions. Three power supply scenarios were simulated: grid-connected, diesel, and hybrid with renewable energy sources (RES). It is demonstrated that the hybrid system reduces operating costs by 20–25% compared to the diesel scenario. The results can be applied in the design of power supply systems for pLTE base stations at industrial facilities. The following software tools were used: MATLAB and HOMER Pro.