新時(shí)期通信電源技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)研究

閆德生

（吉林吉大通信設(shè)計(jì)院股份有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130012）

0 引 言

不 間 斷 電 源（Uninterruptible Power Supply，UPS）能夠?yàn)閿?shù)據(jù)中心主機(jī)服務(wù)器提供穩(wěn)定可靠的能源支持，實(shí)現(xiàn)主機(jī)逆變器直流電向交流電的有效轉(zhuǎn)換，由此解決停電造成的相關(guān)問(wèn)題。隨著技術(shù)的發(fā)展，對(duì)通信電源技術(shù)進(jìn)行升級(jí)，提升通信電源的性能十分重要。通過(guò)UPS電源能夠連接市政供電系統(tǒng)與負(fù)載設(shè)備，為軟硬件設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供穩(wěn)定動(dòng)力。

1 通信電源的工作模式

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，通信電源技術(shù)在諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用，例如工業(yè)控制、物流倉(cāng)儲(chǔ)、機(jī)房建設(shè)等。現(xiàn)階段，通信電源具有離線工作模式、在線工作模式以及在線互動(dòng)工作模式。

離線模式下，通信電源的功率較小，可在規(guī)模較小的機(jī)房中布設(shè)通信電源設(shè)備[1]。通過(guò)引入通信電源技術(shù)，原有設(shè)備的性能顯著提升，并且具有維護(hù)成本低的優(yōu)勢(shì)。然而離線工作方式也存在不足，如電能轉(zhuǎn)換效率低、等待時(shí)間較長(zhǎng)。

在線工作模式下，通信電源具有較大的功率，采取UPS方案供電時(shí)可對(duì)電能進(jìn)行瞬間轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間可達(dá)到毫秒級(jí)。基于在線工作模式的通信電源能夠提供強(qiáng)大的動(dòng)力電源，可將其部署在規(guī)模較大的機(jī)房[2]。在線式UPS電源的電路設(shè)計(jì)合理，驅(qū)動(dòng)功率的元件容量較大。在機(jī)房中部署通信電源在線工作方案。在通信電源供應(yīng)正常的狀態(tài)下為用戶提供多樣化的服務(wù)，滿足數(shù)據(jù)處理要求。

在線互動(dòng)工作模式下，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠部署，有效控制系統(tǒng)中各設(shè)備并及時(shí)解決通信電源故障，使得系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定。在線互動(dòng)工作方式在大中型企業(yè)的服務(wù)機(jī)房中獲得良好應(yīng)用，可以提升機(jī)房工作性能，減少因停電故障造成的不良影響。

2 通信電源技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，將云監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用在通信電源領(lǐng)域，優(yōu)化通信電源監(jiān)控系統(tǒng)，由此提升通信電源的工作性能。目前使用的通信協(xié)議能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)控制需求，使得通信設(shè)備的運(yùn)行可靠性得到提升。在電源監(jiān)控系統(tǒng)中，為提高系統(tǒng)監(jiān)控水平，對(duì)射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，引入無(wú)線射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）智能模塊[3]?；谕ㄐ烹娫醇夹g(shù)和RFID智能模塊的應(yīng)用，能夠?qū)﹄娫丛O(shè)備的標(biāo)簽進(jìn)行自動(dòng)化識(shí)別，以電子射頻的方式實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸識(shí)別，極大地提高了信息識(shí)別效率與安全性。

在實(shí)際操作中，應(yīng)考慮到通信電源的復(fù)雜性，在可靠的技術(shù)方案下完成對(duì)各類(lèi)通信協(xié)議的應(yīng)用，充分發(fā)揮通信電源技術(shù)的使用價(jià)值。在通信電源技術(shù)的使用過(guò)程中，需要做好通信電源設(shè)備的維護(hù)工作，關(guān)注電源的實(shí)際容量。在使用通信電源時(shí)，相關(guān)人員需要加大對(duì)電池組容量的重視力度，分析環(huán)境溫度與電池性能之間的關(guān)系。研究指出，當(dāng)室內(nèi)溫度低于20℃時(shí)，蓄電池的實(shí)際可用容量減少；當(dāng)溫度條件達(dá)到20～50 ℃時(shí)，可供應(yīng)用的容量有所增加。

3 新時(shí)期通信電源技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

目前，在通信電源技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，已經(jīng)使用了數(shù)字信號(hào)控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)多模塊冗余與并發(fā)控制，對(duì)提高通信電源性能具有積極影響?；跀?shù)字信號(hào)控制器的應(yīng)用，相關(guān)人員無(wú)須使用中央控制設(shè)備，并且能夠確保UPS負(fù)載均衡性。當(dāng)通信電源模組出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，操作人員可將負(fù)載移動(dòng)到正常模組中，由此提升電力能源供給的穩(wěn)定性，為通信設(shè)備正常運(yùn)行提供保障[4-6]。

數(shù)字化發(fā)展過(guò)程中，可對(duì)通信電源矩陣進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)獨(dú)立電源模組的集成，有利于達(dá)成并發(fā)控制目標(biāo)。構(gòu)建數(shù)字化控制系統(tǒng)后能夠有效控制電源整流器、內(nèi)部靜態(tài)旁路器以及逆變器，使得通信電源的完整程度更高，確保通信電源供應(yīng)的穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)參數(shù)的分析，管理人員根據(jù)系統(tǒng)提示能夠掌握電源異常數(shù)據(jù)，并制定合理的改進(jìn)方案。在通信電源網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展過(guò)程中，可采用的網(wǎng)絡(luò)形式包括光纖網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)等，通過(guò)匹配不同網(wǎng)絡(luò)形式能夠提升監(jiān)控系統(tǒng)的電源信息采集能力，為后期的信息合理分發(fā)與高效共享奠定基礎(chǔ)[7]。

3.2 冗余化發(fā)展

冗余UPS供電模式是通信電源發(fā)展的主要趨勢(shì)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要保證2套直流電源并聯(lián)冗余，并且2套電源設(shè)備之間的切換時(shí)間較短。在冗余供電模式中，需要確保通信電源單機(jī)工作，且彼此之間相互獨(dú)立。2個(gè)直流電源同時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行供電，當(dāng)其中一路電源出現(xiàn)故障時(shí)，則自動(dòng)切換到另一路電源上；當(dāng)2路電源同時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)，則系統(tǒng)切換到旁路上，由此確保通信電源能夠持續(xù)供應(yīng)電力，提升系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

3.3 智能化發(fā)展

隨著直流電源產(chǎn)品的出現(xiàn)，對(duì)通信電源的可靠性要求越來(lái)越高。目前，通信電源技術(shù)呈現(xiàn)智能化發(fā)展的趨勢(shì)，例如智能遠(yuǎn)程監(jiān)控方案的應(yīng)用使得通信電源的維護(hù)成本降低。在具體操作中，有關(guān)人員可在通信電源內(nèi)部設(shè)計(jì)傳感器裝置，開(kāi)發(fā)具有智能聯(lián)網(wǎng)功能的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)通信電源運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，確保智能控制目標(biāo)的有效實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)階段，通信電源相關(guān)智能化技術(shù)能夠根據(jù)電源負(fù)載功率切換自動(dòng)化模式，當(dāng)主電源出現(xiàn)故障后，可通過(guò)電源旁路確保運(yùn)行連續(xù)性。同時(shí)，基于智能化技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)斎雲(yún)?shù)進(jìn)行識(shí)別，明確通信電源的具體運(yùn)行狀態(tài)，快速定位通信電源的故障點(diǎn)，及時(shí)做好維護(hù)[8]。在通信電源技術(shù)的智能化發(fā)展過(guò)程中，也可利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)分析電源運(yùn)行數(shù)據(jù)，并記錄運(yùn)行日志。除此之外，應(yīng)用智能化技術(shù)開(kāi)發(fā)交互控制系統(tǒng)，根據(jù)用戶習(xí)慣對(duì)系統(tǒng)界面進(jìn)行優(yōu)化，使得可操作模塊運(yùn)行流暢。

3.4 綠色環(huán)保與模塊化發(fā)展

考慮到通信電源具有較多的類(lèi)型，為貫徹落實(shí)綠色環(huán)保發(fā)展理念，在具體工作中需要使用環(huán)保綠色通信電源。充分了解不同電源之間的差異性，并對(duì)電池的污染程度進(jìn)行評(píng)估，以確保技術(shù)應(yīng)用可靠性，落實(shí)綠色環(huán)保發(fā)展原則[9]。在對(duì)通信電源系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使用更加環(huán)保的電池材料。隨著新型技術(shù)方案的應(yīng)用，最新的通信電源可在不使用脈沖整流器與主動(dòng)濾波器的條件下將總諧波失真（Total Harmonic Distortion，THD）控制在5%。針對(duì)通信電源產(chǎn)品而言，由于電源負(fù)載的變化較大，對(duì)負(fù)載數(shù)值進(jìn)行預(yù)估具有較為明顯的不確定因素，并且設(shè)備在非滿載條件下存在效率低下問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，將模塊化UPS應(yīng)用在系統(tǒng)方案中，此時(shí)用戶可根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況對(duì)UPS模塊進(jìn)行添加或減少，實(shí)現(xiàn)根據(jù)負(fù)載調(diào)整電源模塊的效果[10]。通過(guò)上述控制方案，不僅能夠節(jié)約電力資源，而且可減少成本支出，降低污染，與目前綠色節(jié)能發(fā)展理念相符合。

4 結(jié) 論

研究了通信電源技術(shù)在新時(shí)期的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。隨著通信電源技術(shù)和信息技術(shù)的普及，通信電源在數(shù)據(jù)中心得到高效應(yīng)用，對(duì)電源技術(shù)進(jìn)行升級(jí)能夠確保電源供應(yīng)的穩(wěn)定性，為數(shù)據(jù)安全提供支持。未來(lái)在通信電源技術(shù)的應(yīng)用中，需要關(guān)注智能化技術(shù)與綠色環(huán)保理念，對(duì)電源進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。