通信基站的主要能耗及節(jié)能減排技術(shù)措施探討

文｜薛靜

在2010年以前，我國也曾經(jīng)出臺(tái)過一系列有關(guān)資源節(jié)約利用的措施和法律，這也意味著國家在繼續(xù)把經(jīng)濟(jì)建設(shè)作為中心的同時(shí)，也抓緊時(shí)機(jī)向建設(shè)環(huán)保功能強(qiáng)的現(xiàn)代社會(huì)轉(zhuǎn)化，盡管當(dāng)下整個(gè)社會(huì)的重點(diǎn)關(guān)注方向都放在了經(jīng)濟(jì)發(fā)展上，但是環(huán)境保護(hù)仍然是所有大中型工程必須引起重視的問題，通信業(yè)也不例外。中國通信業(yè)應(yīng)該注意節(jié)約能源、降低污染的意識(shí)。

一、引言

通信網(wǎng)絡(luò)基站節(jié)電工作是中國通信企業(yè)節(jié)電減排的關(guān)鍵前沿陣地。對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)基站的功耗來說，它主要由主設(shè)備功耗與空調(diào)功耗比構(gòu)成，經(jīng)過長期的跟蹤檢測(cè)結(jié)果表明，這兩種功耗之比和約占據(jù)了基站臺(tái)功耗總和的百分之九十五以上，而主設(shè)備功耗和空調(diào)功耗之比約為6∶5，可見這兩種功耗都相當(dāng)巨大，并面臨著相當(dāng)大的節(jié)約空間。因此通信網(wǎng)絡(luò)基站的節(jié)電工作從主機(jī)裝置、中央空調(diào)、供電、新能源等各主要方面入手，以力爭(zhēng)盡可能地減少通信網(wǎng)絡(luò)基站的功耗，以實(shí)現(xiàn)節(jié)電減排與綠化機(jī)房工程建設(shè)的目的。通信基站的節(jié)電技術(shù)要講究可靠性、可行性、有效性與合理性，既要保證通信系統(tǒng)的安全運(yùn)營，也要兼顧資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)，全面發(fā)掘節(jié)電減排的潛能，以推動(dòng)通信企業(yè)又快又好地健康發(fā)展。

二、通信基站主要能耗分析

當(dāng)前，雖然通信企業(yè)在基站機(jī)房建設(shè)方面已經(jīng)傾注了巨大財(cái)力，但對(duì)節(jié)能減排節(jié)資源的把握與運(yùn)用卻還沒有充分發(fā)揮其功能與效益，存在的多能源、少績效現(xiàn)象是阻礙著通信企業(yè)快步建設(shè)的主要羈絆。

（一）主設(shè)備的能耗

基站上無線主設(shè)備的用電情況主要是由在網(wǎng)的設(shè)備數(shù)量和其功率大小而確定的。此外，由于業(yè)務(wù)信道載頻的負(fù)載變動(dòng)也可能會(huì)使得整個(gè)基站系統(tǒng)的總功率產(chǎn)生了相當(dāng)大的波動(dòng)。而如果在調(diào)整基站布局的過程中出現(xiàn)了不合理的地方，也會(huì)使得無線設(shè)備數(shù)量產(chǎn)生了不合理的增長。在建設(shè)移動(dòng)通信基站的過程中，由于人力和地理環(huán)境等原因，常常會(huì)造成移動(dòng)通信基站的選擇不合理，從而也會(huì)對(duì)基站的布局產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。為了可以使覆蓋率增加，就必須加大移動(dòng)通信基站的建設(shè)量，這樣網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的總量就會(huì)增大，這樣使得設(shè)備的總功率增加。眾所周知，射頻部分是所有無線電子設(shè)備功率最大的組成部分，而功放部分又是所有射頻部分中功率最大的組成部分。所以，基站主設(shè)備的功率一般是根據(jù)功放變壓器效能來確定的，而在傳統(tǒng)基站中，功放變壓器效能通常較低。同時(shí)，移動(dòng)通信基站的輸出功率在通過饋電到達(dá)天線的過程中，也會(huì)產(chǎn)生能耗。另外，多數(shù)承載服務(wù)的板卡模塊也無法智能判斷服務(wù)忙閑時(shí)節(jié)，閑置和低效工作的情況普遍存在，這都是節(jié)約減排中必須注意的重要原因。

（二）供電系統(tǒng)的能耗

盡管在整個(gè)通信基站的總能源中，供電的能源比例不大，但整個(gè)通信基站的供電就是所有能源的輸出通道和引入端。供電設(shè)備由于與電能設(shè)施的相互級(jí)聯(lián)關(guān)系，在功耗方面也將會(huì)產(chǎn)生級(jí)聯(lián)效應(yīng)，所以在移動(dòng)通信基站的節(jié)能控制流程中，供電設(shè)備也是十分關(guān)鍵的組成部分。由于基站本身供電裝置的功耗很大，而功耗又很大，在相對(duì)分散的基站布線環(huán)境下，維修與養(yǎng)護(hù)成本都會(huì)比較高。

三、通信基站的節(jié)能減排及能效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

（一）半載業(yè)務(wù)量

半載業(yè)務(wù)量的含義指的是基站配置業(yè)務(wù)的一半，所謂的配置業(yè)務(wù)量是指通信基站設(shè)備軟硬配置所能承擔(dān)的業(yè)務(wù)量的最大化程度，能夠依據(jù)無線信道配置數(shù)量，根據(jù)取定的呼損指標(biāo),查詢erl B 表來進(jìn)行計(jì)算，相較于混合業(yè)務(wù)能夠經(jīng)過等效愛爾蘭法、后愛爾法以及坎貝爾法計(jì)算。

（二）能耗計(jì)算以及基站PUE

所謂的半載，單位業(yè)務(wù)量能耗是指經(jīng)過公用移動(dòng)通信基地臺(tái)核心設(shè)備與半載業(yè)務(wù)量二者之間的差值。還有就是，實(shí)際單位營銷量能耗就指的是基站核心設(shè)備功耗與同半載業(yè)務(wù)量中間的比率。另外，通信基站PUE的計(jì)算結(jié)果也就是指的基站總功率和基站內(nèi)核設(shè)備功率中間的比率。

（三）通信基站節(jié)能減排能效評(píng)估方法

將A設(shè)計(jì)為對(duì)要實(shí)施考核的通信基站，首先要對(duì)信息收集做出評(píng)估:根據(jù)所收集的信息數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)通信基站上的半載單元營業(yè)量能源、現(xiàn)實(shí)單元營業(yè)量能源，以及PUE三者實(shí)行了合理的計(jì)量。然后實(shí)施對(duì)基站上核心設(shè)備效率的考核:對(duì)基站上核心設(shè)備效率數(shù)值的計(jì)算結(jié)果，是指標(biāo)權(quán)重矢量乘以半載單元營業(yè)量能源與現(xiàn)實(shí)單元營業(yè)量能源評(píng)標(biāo)基準(zhǔn)價(jià)的差值，以及指標(biāo)權(quán)重矢量與現(xiàn)實(shí)單元營業(yè)量能源和現(xiàn)實(shí)單元營業(yè)量能源評(píng)標(biāo)基準(zhǔn)價(jià)區(qū)間的差值相互之間的總和。再有就是，對(duì)基站上的設(shè)施能效值的指標(biāo)權(quán)重矢量乘以一點(diǎn)一和PUE值相互之間的乘積。最后的對(duì)綜合通信基站節(jié)能減排效果的衡量，為固定的數(shù)值一百和基站關(guān)鍵器件效率和基站相關(guān)器件效率的平均值。

四、通信基站實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的技術(shù)措施

（一）生產(chǎn)階段

在選用電氣元器件時(shí)，優(yōu)先選擇符合全球環(huán)境組織和國家環(huán)境保護(hù)組織認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，主要目的是為了降低環(huán)境危險(xiǎn)成份的濃度;而集成程序則是評(píng)價(jià)公司整體環(huán)境保護(hù)程度的重要標(biāo)準(zhǔn)，選用結(jié)構(gòu)合理的拓補(bǔ)材料，將電子產(chǎn)品集中地堆放，以盡量減少剩余的占用建筑面積，使用各種先進(jìn)的應(yīng)用軟件信息技術(shù)，提供行動(dòng)電話服務(wù)優(yōu)先選擇信息技術(shù)等。在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的運(yùn)送循環(huán)時(shí)候，可以選用綠色包裝材料，或者采用透明包裝的周轉(zhuǎn)架來進(jìn)行，但是傳統(tǒng)的周轉(zhuǎn)架使用了木制構(gòu)造，在使用一次以后就無法再投放到產(chǎn)品運(yùn)送當(dāng)中，新的周轉(zhuǎn)架則在完成了每次運(yùn)送活動(dòng)以后，能夠被回收入原來的制造廠房進(jìn)行更新以后再使用，并且通常至少可以再使用五次左右，或者選用更加綠色的運(yùn)送方法，例如共同進(jìn)行產(chǎn)品配送等等。

（二）規(guī)劃建設(shè)階段

無線網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代社會(huì)中前景很大，在開展無線網(wǎng)路的商業(yè)運(yùn)營時(shí)，應(yīng)充分發(fā)掘無線網(wǎng)絡(luò)的環(huán)保潛能，盡量減少資源重復(fù)投入的情況，在開展通信網(wǎng)絡(luò)基站的主要設(shè)施環(huán)保改造工程時(shí)，在保證設(shè)施的覆蓋面和內(nèi)部容量時(shí)，盡量地科學(xué)合理分?jǐn)偩W(wǎng)絡(luò)資源，降低網(wǎng)點(diǎn)的總量，在特定區(qū)域內(nèi)利用更少的基站網(wǎng)點(diǎn)總量來完成無線網(wǎng)絡(luò)的更大區(qū)域覆蓋范圍。

建筑物外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)盡可能避免太陽輻射損耗電能，同時(shí)改善機(jī)房密封特性。通信基站機(jī)械室的機(jī)房布局建設(shè)時(shí)，宜充分利用冬季日照和夏季自然通風(fēng)條件，并避免冬季的主要風(fēng)向變化，其主要方向應(yīng)選用本區(qū)域的最好方向或接近最好方向，以避免夏季最大日照方向。而建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能涉及建筑物圍護(hù)工程的所有方面，因此應(yīng)當(dāng)做好對(duì)建筑墻面、窗戶、屋面、地板等四部分的整體節(jié)能措施，以提高建筑物的節(jié)約效益。

（三）運(yùn)營階段

針對(duì)全國各地的中央空調(diào)元件使用狀況，制定了中央空調(diào)室內(nèi)機(jī)過濾器和室外機(jī)冷凝器的清洗頻率，對(duì)使用智能通風(fēng)設(shè)備的機(jī)械室，需要定時(shí)更換并清潔濾網(wǎng)(周期不宜超過一個(gè)月)，確保中央空調(diào)與通風(fēng)系統(tǒng)的有效工作。同時(shí)加強(qiáng)電源容余模塊休眠、蓄電池在線離線維修等技術(shù)運(yùn)用?，F(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)營的開關(guān)式電源系統(tǒng)裝置中，若負(fù)荷率小于50%，應(yīng)當(dāng)啟動(dòng)休眠功能，若無休眠功能則對(duì)應(yīng)原裝置實(shí)施技術(shù)改造，使之具有休眠功能;若負(fù)荷率大于50%，不啟動(dòng)休眠功能，若原裝置無休眠功能則不需要再實(shí)施技術(shù)改造。積極推動(dòng)蓄電池組在線及離線維修工作，采用了在線式除硫儀，通過對(duì)閥控型密封鉛酸蓄電池等應(yīng)用于試驗(yàn)容積不小于額定容量百分之五十以上的蓄電池組實(shí)施維修，有效回復(fù)了燃油電池的活力，大幅增長了動(dòng)力電池延壽，并克服了在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行電池的劣化速率過快現(xiàn)象，有效拉長了蓄動(dòng)力電池在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)時(shí)間;降低了蓄動(dòng)力電池廢線量，有效降低了鉛等重金屬的使用率和對(duì)周邊環(huán)境的污染。

五、結(jié)語

通信業(yè)也被歸為國家重點(diǎn)能源企業(yè)和全國節(jié)約減排重點(diǎn)控制范圍，因?yàn)橥ㄐ呕驹谝欢ㄒ?guī)模的較大能源領(lǐng)域中用量大很有節(jié)約的優(yōu)勢(shì)，這樣通信業(yè)節(jié)約減排的重點(diǎn)對(duì)象。對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)基站節(jié)能減排工作的正確判斷給出了參照，做好通信網(wǎng)絡(luò)基站節(jié)約減排監(jiān)管工作具有時(shí)代性的重大價(jià)值。