通信機(jī)房中電源節(jié)能技術(shù)的實踐運用分析

摘 要：對于通信電源的節(jié)能效果和效益，本文針對移動通信機(jī)房配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和電源產(chǎn)品性能存在的問題，重點研究了供電產(chǎn)品的機(jī)載效率，配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整，電力系統(tǒng)功率因數(shù)和諧波改善等問題。分析了節(jié)能技術(shù)，給出了各節(jié)能措施的可執(zhí)行方法和詳細(xì)處理步驟。

關(guān)鍵詞：電源；節(jié)能；運行

中圖分類號：TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）15-0256-02

1 引 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，政府，企業(yè)和個人對互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識日益提高。在過去十年左右，網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)模和用戶數(shù)量持續(xù)增長。全國通信設(shè)備間數(shù)量大幅增加，機(jī)房設(shè)備數(shù)量增加。能源消耗的持續(xù)增長已成為負(fù)擔(dān)得起和負(fù)擔(dān)得起的設(shè)施的主要因素。在不可再生能源日益緊缺和能源成本上漲的情況下，我們應(yīng)采取必要的技術(shù)措施和管理措施，建立“不增容”的綠色節(jié)能節(jié)能型“綠色數(shù)據(jù)中心機(jī)房”。

2 電源產(chǎn)品

2.1 電源產(chǎn)品中的問題

隨著技術(shù)的發(fā)展，早期使用的電源產(chǎn)品將逐漸被淘汰，模塊化，智能化，可靠性和高效率已成為電源產(chǎn)品未來發(fā)展的重點。但是，不可否認(rèn)的是，通信機(jī)房中有很多產(chǎn)品即將過期或過期。由于這些產(chǎn)品的長期運行，產(chǎn)品的可靠性很差，很容易導(dǎo)致事故，部件老化嚴(yán)重。節(jié)能，效率低下，節(jié)能潛力巨大。另外，由于部分通信機(jī)房電源產(chǎn)品配置容量較小，初期建設(shè)投資有限，隨著通信產(chǎn)品的逐漸增加，這部分電源產(chǎn)品承受的負(fù)載較大，不僅造成嚴(yán)重老化，也大大降低了使用壽命。

2.2 分析電力產(chǎn)品的節(jié)能潛力

分析電力產(chǎn)品在節(jié)能減排方面的應(yīng)用前景是因為要考慮到電源安全性，智能性和效率性，并給出相關(guān)指標(biāo)，從而達(dá)到節(jié)能的效果。供電技術(shù)的實質(zhì)是電能的轉(zhuǎn)換，即使用電能轉(zhuǎn)換技術(shù)將諸如電池或商用電源的主電源轉(zhuǎn)換為可應(yīng)用于各種電源的次電源的功耗對象。其中，二次電源經(jīng)過一定轉(zhuǎn)換后，與一次電源的比率稱為效率，這個“效率”體現(xiàn)了電源及其相關(guān)組件的消耗功率，以及該電源的節(jié)能水平。

通信間配電系統(tǒng)包括許多電源產(chǎn)品，并且在配電結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)中，不同的電源產(chǎn)品之間有著并聯(lián)和串聯(lián)的連接方式。其中，每個產(chǎn)品的節(jié)能效率在一定程度上可以代表著整個系統(tǒng)的效率。即使每一個單一的電源的節(jié)能效率很高，但是放在整個配電結(jié)構(gòu)中，就表現(xiàn)的不是很高，這大大降低了工作效率。

3 在通信機(jī)房中使用節(jié)能供電技術(shù)

3.1 240V直流供電技術(shù)

3.1.1 240V直流供電技術(shù)簡介

UPS供電系統(tǒng)的應(yīng)用越來越多，安全穩(wěn)定運行的隱患也在不斷增加。IT（信息技術(shù)）設(shè)備內(nèi)部電源是一個高度可靠的獨立模塊，其核心部分是DC/DC（直流/直流）轉(zhuǎn)換電路，只要輸入一個合適范圍的DC電壓到DC/DC轉(zhuǎn)換電路，還可以安全地滿足IT設(shè)備的需求。使用240V直流電源系統(tǒng)取代交流UPS電源系統(tǒng)是最佳解決方案之一。與傳統(tǒng)的UPS供電系統(tǒng)相比，采用240V直流供電系統(tǒng)不僅可以提高系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率，節(jié)約用電成本，而且具有安全可靠，可維護(hù)性強，運行效率高等優(yōu)點。

3.1.2 實際使用案例分析和應(yīng)用建議

一家電信公司在其本地網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行大規(guī)模240V直流電源供電系統(tǒng)的試運行?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)已投入運行數(shù)十臺240V直流系統(tǒng)，取得了良好效果。電信公司的測試結(jié)果表明，在相同的條件下，使用DC 240V電源系統(tǒng)，在規(guī)劃和建設(shè)中可以大大減少初始投資，并且在實際運行中可以降低功耗和運營成本，實現(xiàn)高性價比和投資回報。根據(jù)現(xiàn)場計量測試數(shù)據(jù)，與傳統(tǒng)的1+1并聯(lián)冗余UPS系統(tǒng)相比，240V直流系統(tǒng)在實際運行中可節(jié)省20%以上的電能，同時保證相同甚至更高的供電可靠性。與2N模式下的獨立雙系統(tǒng)UPS電源相比，節(jié)能效果更好。

與傳統(tǒng)的UPS相比，240V直流供電系統(tǒng)具有更高的供電可靠性，系統(tǒng)更便于擴(kuò)展和冗余，具有睡眠模式，高效節(jié)能，易于維護(hù)，故障排除時間快。240V直流電源技術(shù)是節(jié)能減排應(yīng)用技術(shù)之一。在確保設(shè)備電源安全可靠的同時，更接近時代和環(huán)境的需求。它不僅可以創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益，而且可以產(chǎn)生良好的社會效益。樹立“綠色通信”運營商的企業(yè)形象是有益的，建議首先在運營商分支機(jī)構(gòu)推廣使用規(guī)模，技術(shù)實力雄厚。

3.2 電池恒溫器和基站加熱技術(shù)

3.2.1 簡 介

電池發(fā)熱量小，對溫度敏感度高?？照{(diào)和基站其他設(shè)備的要求差別很大。因此，電池與基站中的主設(shè)備隔離，并且空調(diào)器可以獨立地進(jìn)行空調(diào)以大大增加基本容量。站內(nèi)設(shè)定的溫度降低了基站空調(diào)的能耗。目前，基站主要設(shè)備的耐溫性能已經(jīng)提高到35℃甚至更高，但基站的內(nèi)部溫度通常設(shè)置在約25℃，主要考慮到基站的溫度阻力電池，所以基站主要設(shè)備的耐溫性能得到了顯著提高。在這種情況下，蓄電池恒溫器可以用來隔離電池和主設(shè)備，從而增加基站內(nèi)部空調(diào)的溫度設(shè)置，達(dá)到節(jié)省基站空調(diào)功耗的目的。電池恒溫柜和機(jī)房升溫技術(shù)相對簡單，對機(jī)房環(huán)境的影響較小。實施方便，節(jié)能效果與機(jī)房環(huán)境溫度有關(guān)。如果溫度升高到35℃以上，則效果顯著。同時，可以與其他程序一起實施，這樣可以讓整個通信機(jī)房的節(jié)能效果更好。

3.2.2 實際使用案例分析和應(yīng)用建議

以2010年某省基站電池恒溫柜改造項目為例，本項目共涉及285個監(jiān)測點。根據(jù)不同制造商和地理位置的多個維度，選擇了四個典型場地進(jìn)行分析和研究。根據(jù)計算，測試地點的平均節(jié)能率為17.81%。據(jù)此，該省的基站電池恒溫系統(tǒng)估計每年可節(jié)省125.79萬度電?？紤]到0.9元/度電價，全省基站電池恒溫柜系統(tǒng)投資回收期約為1.5年。

在一定投資的情況下，節(jié)能效益主要受轉(zhuǎn)變前的總用電量，節(jié)電率和電價等幾個因素的影響。在相同條件下，節(jié)能率越高，節(jié)能效果越顯著。投資回收期較短。節(jié)能率主要受環(huán)境溫度影響，冬季由于機(jī)房溫度低，節(jié)能效果不明顯。

電池自動調(diào)溫柜和機(jī)房的升溫技術(shù)充分利用了電站各類設(shè)備對工作溫度要求的差異。在保證電池正常工作和使用壽命的情況下，適當(dāng)增加機(jī)房溫度，達(dá)到降低空調(diào)功耗的目的。建議積極引導(dǎo)該技術(shù)，適用于夏熱冬暖地區(qū)的空調(diào)和制冷，夏熱冬冷地區(qū)和溫帶地區(qū)的高能耗室內(nèi)和室外場地應(yīng)用。但是，如果嚴(yán)寒地區(qū)的非加熱能耗較大，建議不要將此技術(shù)用于飛行員。

3.3 新能源技術(shù)的利用

通信電力設(shè)備的新能源使用主要包括太陽能和風(fēng)能的使用。太陽能和風(fēng)能的使用具有一定的區(qū)域性。考慮到通訊設(shè)備的安全運行，僅適用于大時間照度，風(fēng)能資源豐富的地區(qū)，并且無人值守基站使用。

使用太陽能為通信設(shè)備供電的主要方式是太陽能發(fā)電系統(tǒng)。其工作原理是：當(dāng)日照不充足時，系統(tǒng)從電池中釋放負(fù)載，并消耗電池能量。當(dāng)日照充足時，太陽能電池將光能轉(zhuǎn)化為電能，并通過太陽能控制器向負(fù)載裝置供電，同時為蓄電池充電。當(dāng)特殊情況導(dǎo)致系統(tǒng)失電時，備用發(fā)電機(jī)將通過整流器向系統(tǒng)供電。

太陽能供電系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于西藏，新疆等地，年平均太陽總輻射量超過5000J，平均年日照時數(shù)超過2000h。因為風(fēng)力渦輪機(jī)不是很穩(wěn)定，因此不能單純的靠風(fēng)能來發(fā)電，但是可以結(jié)合太陽能共同使用，同時接入風(fēng)光共用的系統(tǒng)中，為通信機(jī)房提供穩(wěn)定持續(xù)的電力。白天太陽最強時，風(fēng)很小。太陽落山后，光線很弱，但由于表面溫差較大，風(fēng)能增加。夏天，陽光強勁，風(fēng)力??；在冬天，陽光很弱，多風(fēng)，因此，太陽能和風(fēng)能可以在某些地區(qū)進(jìn)行互補。

由于使用太陽能和風(fēng)能的基站不需要使用交流電源，也不需要安裝空調(diào)，因此每年可以節(jié)省大量的電能。而且，太陽能和風(fēng)能是綠色能源，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，這確實是節(jié)能減排的好方法。

4 結(jié)束語

中國幅員遼闊，地域廣闊，自然環(huán)境廣闊。因此，特定節(jié)能技術(shù)的選擇和應(yīng)用必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，它們必須適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臈l件，不能嚴(yán)格適用。

目前，我國經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，對能源的需求也越來越大。國務(wù)院高度重視節(jié)能減排工作，并專門下發(fā)了“節(jié)能減排綜合工作方案”。堅持節(jié)能減排與企業(yè)發(fā)展相結(jié)合，技術(shù)創(chuàng)新與管理創(chuàng)新相結(jié)合，協(xié)助社會節(jié)能與公司自身節(jié)能相結(jié)合的三大原則。在保證網(wǎng)絡(luò)運行安全的前提下，優(yōu)先考慮投資回收期短，經(jīng)濟(jì)性好，高效，成熟的節(jié)能減排技術(shù)。

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收稿日期：2018-4-21