淺議節(jié)能減排技術(shù)在通信機(jī)房和基站中的應(yīng)用

摘 要：近些年來，我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)重視程度愈來愈強(qiáng)，開始大力倡導(dǎo)節(jié)能減排，通信領(lǐng)域節(jié)能策略增加，本文經(jīng)過對(duì)通信基站的構(gòu)建還有改造項(xiàng)目里，現(xiàn)實(shí)利用的一些節(jié)能減排的策略展開了技術(shù)解析還有總結(jié)，分析了通信基站切實(shí)可行的有效的節(jié)能策略以及基站節(jié)能建設(shè)方面的辦法。

關(guān)鍵詞：節(jié)能減排技術(shù)；通信機(jī)房；基站；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）15-0265-02

1 引 言

隨著通信建設(shè)的快速發(fā)展，能源需求不斷增大，中國(guó)目前有超過150萬(wàn)個(gè)通信基站，電耗排名全國(guó)前16位，同時(shí)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各通信運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)日益競(jìng)爭(zhēng)加劇，有效縮減運(yùn)營(yíng)成本費(fèi)用是大勢(shì)所趨，因此，通信設(shè)備的節(jié)能降耗是一個(gè)迫切需要解決的問題。下面從通信核心機(jī)房和通信基站機(jī)房?jī)蓚€(gè)方面分析通信節(jié)能方案。通信能耗占比分析見圖1所示。

2 通信核心機(jī)房節(jié)能方案措施

某地共計(jì)2個(gè)核心機(jī)房，分別安裝大型空調(diào)多臺(tái)，設(shè)備都是無(wú)間歇連續(xù)24h工作，大量熱量在運(yùn)行過程中產(chǎn)生，而通信電子設(shè)備的安全運(yùn)行溫度范圍為25～35℃。為了保證機(jī)房設(shè)備的正常工作，就需要使用空調(diào)全程監(jiān)控來調(diào)節(jié)機(jī)房?jī)?nèi)熱濕環(huán)境。

2.1 合理梳理空調(diào)送風(fēng)方案

核心機(jī)房因設(shè)備不斷安裝，改變了空間結(jié)構(gòu)，致使嚴(yán)重影響空調(diào)出風(fēng)循環(huán)效果，降低了空調(diào)效率，首先我們根據(jù)設(shè)備位置和空調(diào)排風(fēng)口位置擬定風(fēng)的流向，對(duì)空調(diào)出風(fēng)口進(jìn)行優(yōu)化，封閉因設(shè)備阻擋的送風(fēng)口，這樣可以加大其他送風(fēng)口送風(fēng)壓力，在其他送風(fēng)口安裝合理導(dǎo)風(fēng)板，同時(shí)在遠(yuǎn)離空調(diào)對(duì)面安裝小型風(fēng)扇配合風(fēng)向帶動(dòng)循環(huán)，最大程度保障風(fēng)向合理降低設(shè)備溫度，此方案簡(jiǎn)單操作，改裝費(fèi)用低，而效果明顯，適合有同類型核心機(jī)房借鑒。

2.2 多臺(tái)空調(diào)科學(xué)合理管控方案

核心機(jī)房因設(shè)備多和面積大，需要多臺(tái)空調(diào)同時(shí)工作，因不是一期工程一起建設(shè)安裝，并且后期設(shè)備不斷增加及位置限定，空調(diào)間會(huì)互相內(nèi)耗（每臺(tái)空調(diào)根據(jù)自己設(shè)置的感應(yīng)溫度工作，自動(dòng)鎖定溫度范圍，因安裝位置較近和風(fēng)流向等原因就會(huì)出現(xiàn)相互干擾各自的感應(yīng)溫度）。實(shí)際維護(hù)中，采取各空調(diào)劃小單元方式即每臺(tái)空調(diào)劃出其控制范圍，有目標(biāo)地進(jìn)行控制，在各自范圍內(nèi)安裝感應(yīng)器，這些感應(yīng)器去指導(dǎo)控制各個(gè)空調(diào)工作，這些感應(yīng)器統(tǒng)一由一套監(jiān)控系統(tǒng)控制（可以利用動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)），這樣可以利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)各個(gè)空調(diào)統(tǒng)一指揮，做到溫度控制區(qū)域精確管控，合理開啟各個(gè)空調(diào)工作時(shí)限，不會(huì)因空調(diào)間自身原因內(nèi)耗，做到每臺(tái)空調(diào)聯(lián)動(dòng)控制運(yùn)行狀態(tài)來確保恒定的機(jī)房溫濕度，這樣節(jié)省很多不必要的能源內(nèi)耗，事半功倍效果明顯。

2.3 利用冷空氣換風(fēng)節(jié)能方案

北方進(jìn)入冬季是天然冷源，核心機(jī)房安裝換風(fēng)系統(tǒng)可以利用冬季自然冷空氣交換解決設(shè)備高溫問題。難點(diǎn)是核心機(jī)房空氣潔凈度要求較高；不能有任何灰塵、雜質(zhì)，否則影響設(shè)備運(yùn)行?？諝膺^濾系統(tǒng)以及定期專人檢查更換是關(guān)鍵。有條件的機(jī)房可以考慮安裝換風(fēng)系統(tǒng)更換目前的常規(guī)空調(diào)。

3 通信基站機(jī)房節(jié)能方案措施

根據(jù)實(shí)際維護(hù)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算統(tǒng)計(jì)通信基站耗電量占運(yùn)營(yíng)商總消耗電量的70%以上。對(duì)基站能耗優(yōu)化是整體通信機(jī)房節(jié)能優(yōu)化的關(guān)鍵。

3.1 通信基站空調(diào)節(jié)能方案

現(xiàn)在通信基站空調(diào)一般都是分體機(jī)基本沒有考慮按照基站負(fù)荷和通信設(shè)備運(yùn)行特性而特殊設(shè)計(jì)，又因目前基站維護(hù)結(jié)構(gòu)基本24h長(zhǎng)期制冷。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)的通信業(yè)務(wù)電能消耗中，基站能耗約占73%，而基站空調(diào)能耗占基站總能耗的46%，每年耗電100億度。目前空調(diào)的節(jié)能方案有空調(diào)機(jī)組節(jié)能如變頻空調(diào)、高能效空調(diào)，冷媒添加劑、包括智能通風(fēng)、自然蒸發(fā)空調(diào)、熱管換熱器、井水空調(diào)等，另空調(diào)室外機(jī)還可以安裝隔熱板，可以有效減少夏季高溫時(shí)日照對(duì)空調(diào)室外機(jī)的影響，提高室外機(jī)工作效率。

合理設(shè)定空調(diào)溫度：可以適當(dāng)提高基站設(shè)定溫度，只要確?；驹诜€(wěn)定運(yùn)行溫度范圍內(nèi)，同時(shí)結(jié)合電池保護(hù)箱，一樣能達(dá)到節(jié)能降耗的效果。每提高基站溫度2℃左右，空調(diào)能耗將降低5%，同時(shí)可以利用基站監(jiān)控系統(tǒng)接入遠(yuǎn)程控制空調(diào)，根據(jù)季節(jié)實(shí)時(shí)監(jiān)控和優(yōu)化空調(diào)設(shè)定溫度來節(jié)約能耗。

3.2 保溫方案

基站通信設(shè)備的“保溫”，進(jìn)入寒冬以往都是安裝電暖氣或開啟空調(diào)加熱以確?；菊Ｊ覝兀速M(fèi)大量能源。我們可以給設(shè)備“穿衣服”，冬季可以利用機(jī)柜本身熱量自給自足，用阻燃物料進(jìn)行保暖，電池組安裝保溫箱等，溫度要求高的設(shè)備單獨(dú)安裝小型一對(duì)一加熱設(shè)備。進(jìn)入夏季高溫：給基站房屋安裝防曬服，有效反射高溫。在屋頂安裝隔熱層，能有效阻擋陽(yáng)光直射帶來的輻射熱，從而降低基站熱量。采用屋面隔熱后，基站圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量大約降低20%（采用空調(diào)負(fù)荷計(jì)算軟件計(jì)算得出）。

3.3 機(jī)房簡(jiǎn)易換風(fēng)節(jié)能方案

在實(shí)際維護(hù)過程中，根據(jù)北方春秋寒冷季節(jié)，對(duì)通信機(jī)房節(jié)能技術(shù)測(cè)試、評(píng)估，自主研發(fā)出一套基站換風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)。該系統(tǒng)是利用機(jī)房?jī)?nèi)外的溫差進(jìn)行交換，確保機(jī)房設(shè)備在合理溫度區(qū)間穩(wěn)定運(yùn)行，充分利用自然免費(fèi)資源達(dá)到機(jī)房降溫的目的，環(huán)保同時(shí)又延長(zhǎng)了空調(diào)壽命，電能消耗和營(yíng)運(yùn)成本明顯降低。

通風(fēng)系統(tǒng)主要是由室內(nèi)有源風(fēng)機(jī)、室外防水無(wú)源風(fēng)機(jī)、溫度控制器、室內(nèi)防蟲網(wǎng)、室外百葉窗防雨透風(fēng)口和安裝配件線纜等組成。在基站背陰面低處開取進(jìn)風(fēng)口安裝風(fēng)機(jī)向室內(nèi)引入室外冷空氣。在基站房頂安裝無(wú)源風(fēng)機(jī)排出熱空氣增加防蟲網(wǎng)，防止基站吸入昆蟲；增加溫度控制器，延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)使用壽命、保持基站內(nèi)溫度為設(shè)備最適宜工作的溫度范圍，設(shè)備較多的基站通風(fēng)不順暢，安裝通風(fēng)管對(duì)設(shè)備精確送風(fēng)降溫。

3.4 新能源方案

現(xiàn)在綠色能源被廣泛應(yīng)用，如太陽(yáng)能和風(fēng)能，在一些偏遠(yuǎn)并且引電困難其地方可以考慮應(yīng)用太陽(yáng)能和風(fēng)能互補(bǔ)應(yīng)用（如覆蓋高速公路、鐵路的小型基站），這樣就節(jié)省了大量長(zhǎng)距離引電費(fèi)用和后期維護(hù)成本。

3.5 基站通信設(shè)備智能關(guān)斷節(jié)能方案

目前很多智能通信基站設(shè)備都有自動(dòng)控制功率等功能，即在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量降低時(shí)，將不處理業(yè)務(wù)的板卡、功能單元進(jìn)行斷電或休眠，從而降低設(shè)備的功率，達(dá)到節(jié)能的目的。還可以通過采用軟件控制閑時(shí)載頻關(guān)斷技術(shù)、時(shí)隙關(guān)斷技術(shù)以及業(yè)務(wù)量分配優(yōu)化等措施能夠降低耗能。

3.6 分布式基站方案

目前通信已經(jīng)大量采用比較成熟的分布式基站技術(shù)，是把基站分為基帶單元（BBU）和射頻拉遠(yuǎn)模塊（RRU）兩部分，用光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的饋線將射頻部分拉遠(yuǎn)，可以減少由饋線導(dǎo)致的損耗約3dB，使基站消耗的功率大幅降低。拉遠(yuǎn)單元可以采用自然散熱技術(shù)，能夠節(jié)省溫控能耗，占地面積小，安裝快捷，可廣泛應(yīng)用于室內(nèi)覆蓋、城區(qū)站址困難區(qū)域、熱點(diǎn)覆蓋等場(chǎng)景。實(shí)際維護(hù)中微站、居民小區(qū)適合。

3.7 設(shè)備替換和管控方案

開展老舊設(shè)備更新，更新18臺(tái)專用空調(diào)，空調(diào)能效比從2.5提升至3.3，根據(jù)環(huán)境、溫度變化動(dòng)態(tài)空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)，優(yōu)化機(jī)房空調(diào)氣流組織，對(duì)已退網(wǎng)設(shè)備及時(shí)關(guān)閉供電（TD-SCDMA和優(yōu)化載波），對(duì)已退網(wǎng)拆除局站并及時(shí)進(jìn)行供電戶號(hào)銷戶，優(yōu)化和關(guān)閉、更換開關(guān)電源設(shè)備，合理減少了直流負(fù)載。

3.8 電費(fèi)精細(xì)管控方案

對(duì)每個(gè)基站設(shè)備進(jìn)行劃小單元用電測(cè)量和比對(duì)最大額定功率，制定出每個(gè)設(shè)備單元用電模型，包括載波配置、空調(diào)配置、整流器配置、主設(shè)備類型等，根據(jù)模型和同類型基站對(duì)比就可以預(yù)估基站用電費(fèi)用，減少低冒跑漏現(xiàn)象發(fā)生，對(duì)電量高單價(jià)基站進(jìn)行改造，減少用電量就間接減少了用電消耗。

4 結(jié)束語(yǔ)

通信業(yè)已歸為重點(diǎn)能耗單位進(jìn)入國(guó)家節(jié)能減排重點(diǎn)監(jiān)管區(qū)域，通信基站在數(shù)量上較大能耗方面占據(jù)量大很有節(jié)能的潛力，這樣通信業(yè)節(jié)能減排的重要對(duì)象。對(duì)于通信基站節(jié)能減排上的科學(xué)評(píng)估給予能夠參考上的根據(jù)，進(jìn)行通信基站節(jié)能減排監(jiān)管有著它時(shí)代性的重要意義。

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收稿日期：2018-4-24