關(guān)于綠色低碳信息通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的思考

羅玉玲

（中國通信服務(wù)澳門有限公司，廣東珠海 519000）

0 引言

本文主要從低碳環(huán)保角度出發(fā)全面總結(jié)案例項(xiàng)目地區(qū)綠色低碳信息流與能量流之間的關(guān)系。并綜合運(yùn)用各種現(xiàn)代信息技術(shù)與電子電力技術(shù)，以室外型能源一體化專柜為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)目標(biāo)，真正構(gòu)建一個(gè)綠色低碳的基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)，并合理設(shè)計(jì)低碳供電及低碳運(yùn)維系統(tǒng)功能，進(jìn)而提升各種自然能源利用率。

1 項(xiàng)目概況

以廣東省某機(jī)構(gòu)所構(gòu)建的綠色低碳信息通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程為例，相關(guān)人員以低碳化運(yùn)營(yíng)、智能化運(yùn)維與極簡(jiǎn)化構(gòu)架為主要設(shè)計(jì)原則，綜合運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)、電子電力技術(shù)及其他相關(guān)信息技術(shù)構(gòu)建了一個(gè)綠色低碳環(huán)保的現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并通過不斷加以優(yōu)化和改進(jìn)，使該地區(qū)整體綠色資源應(yīng)用與管理效率得到了質(zhì)的提升。通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)構(gòu)架如圖1 所示。

圖1 通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)構(gòu)架

2 低碳網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)

2.1 極簡(jiǎn)柜站建設(shè)

低碳網(wǎng)絡(luò)建設(shè)主要指的是對(duì)傳統(tǒng)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件、硬件及設(shè)計(jì)架構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，就現(xiàn)階段實(shí)際情況而言，其主要是從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)供電架構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)架構(gòu)中刪除部分作用較小或冗余系統(tǒng)環(huán)節(jié)，從而達(dá)到簡(jiǎn)化目的。在基于5G 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的基礎(chǔ)上以基于分布式拉遠(yuǎn)基站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為主來構(gòu)建智能化供電系統(tǒng)等。通過構(gòu)建極簡(jiǎn)控制建站，而目前極簡(jiǎn)控制建站建設(shè)方式主要是將室內(nèi)站的各種裝置通過合理方式進(jìn)行室外化處理構(gòu)建室外機(jī)柜站，從而在最大限度上減少基站建設(shè)制冷耗能、材料消耗及占地面積，進(jìn)而節(jié)省基站建設(shè)成本，在減少大量低碳排放的過程中不斷提升建設(shè)機(jī)構(gòu)的投資回報(bào)率。而本次案例項(xiàng)目極簡(jiǎn)柜站建設(shè)也是主要基于上述方式完成，其具體技術(shù)應(yīng)用及構(gòu)建模式如下。

（1）高密技術(shù)應(yīng)用。在本次案例項(xiàng)目中主要運(yùn)用智能鋰電、新型半導(dǎo)體裝置、分流器、智能繼電器及智能化高密空開裝置來進(jìn)一步增強(qiáng)原始通信電源裝置本身的能量密度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)容量翻倍、原位裝置優(yōu)化與空間同化的智能供電系統(tǒng)，同時(shí)支持2G～5G 的各種網(wǎng)絡(luò)通信模式的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及供電裝置。在傳統(tǒng)供電通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，為全面提升整流模塊運(yùn)行工作效率，通常不會(huì)布設(shè)全鏈路裝置，進(jìn)而使其長(zhǎng)期處于孤立節(jié)點(diǎn)模塊提升模式。而隨著相關(guān)技術(shù)水平不斷提高，本次案例項(xiàng)目已借助各種智能半導(dǎo)體裝置及其他新型通信設(shè)備，真正使站點(diǎn)供電實(shí)現(xiàn)了集配電、儲(chǔ)電、轉(zhuǎn)電與發(fā)電為一體的智能化全鏈路控制模式。

（2）本次案例項(xiàng)目人員在通過對(duì)溫控系統(tǒng)、儲(chǔ)能裝置及電源裝置的智能化運(yùn)用，使低碳網(wǎng)絡(luò)極簡(jiǎn)柜站可基于本身業(yè)務(wù)需求，全面實(shí)現(xiàn)了平滑擴(kuò)容演進(jìn)，在綠色低碳能源輸入輸出方面通過運(yùn)用多入多出（MIMO）系統(tǒng)中的功率統(tǒng)一功能，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)能、太陽能等多種綠色能源的綜合運(yùn)用，并布設(shè)220V AC 電壓、24V DC 電壓、12V DC 電壓及-48V DC 電壓等多種電壓的智能電源，進(jìn)而滿足各種裝置的不同電壓需求。

（3）全鏈路智能系統(tǒng)控制不但可實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)配電、儲(chǔ)電、轉(zhuǎn)電及發(fā)電等多種智能控制服務(wù)，還支持智能降壓、削縫等多種智能功能，并利用能源切片和智能錯(cuò)峰來降低極簡(jiǎn)柜站建設(shè)投入和運(yùn)營(yíng)成本。極簡(jiǎn)柜站建設(shè)結(jié)構(gòu)與技術(shù)應(yīng)用如圖2 所示[1]。

圖2 極簡(jiǎn)柜站建設(shè)結(jié)構(gòu)與技術(shù)應(yīng)用

2.2 極簡(jiǎn)桿站建設(shè)

本次案例項(xiàng)目極簡(jiǎn)桿站主要建設(shè)結(jié)構(gòu)如下：①本次案例項(xiàng)目極簡(jiǎn)桿站散熱設(shè)計(jì)主要采用仿生根細(xì)齒方式實(shí)施，采用自然散熱方式實(shí)施電源裝置散熱，并基于各個(gè)裝置位置來布設(shè)散熱主設(shè)備，盡可能地降低線損和線纜使用長(zhǎng)度，使站點(diǎn)整體能效利用率達(dá)到96%以上，進(jìn)而減少站點(diǎn)電費(fèi)消耗。②在黑盒設(shè)計(jì)方面，該項(xiàng)目主要采用IP65 型一體化壓鑄鋁進(jìn)行防護(hù)，從而滿足裝置各種高濕、高溫環(huán)境下的裝置運(yùn)行條件，還可大幅度減少裝置噪聲污染。③案例通過運(yùn)用高密技術(shù)，在最大限度上降低了上塔、掛墻及掛桿的場(chǎng)景安裝面積，為網(wǎng)站建設(shè)項(xiàng)目節(jié)省了一半以上的站點(diǎn)租金，極簡(jiǎn)桿站結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

圖3 極簡(jiǎn)桿站建設(shè)結(jié)構(gòu)

3 低碳供電系統(tǒng)建設(shè)

低碳供電主要指的是運(yùn)用各種先進(jìn)技術(shù)構(gòu)建綠色化技術(shù)設(shè)施通信網(wǎng)絡(luò)，從而降低整體站點(diǎn)在日常運(yùn)營(yíng)過程中的碳排放系數(shù)。但若站點(diǎn)布設(shè)過于分散，其內(nèi)部離網(wǎng)直流光伏性能便于受到許多外界因素的影響，如組件公差、設(shè)備朝向、可部署范圍、建筑遮擋物等。其不但會(huì)引起具體局部網(wǎng)絡(luò)發(fā)電損失，使油機(jī)裝置、儲(chǔ)能裝置因無法協(xié)同運(yùn)行而影響綠電效率，并且引起多點(diǎn)運(yùn)維裝置中的詳細(xì)運(yùn)維點(diǎn)位難以確定等不良現(xiàn)象發(fā)生。而本次案例項(xiàng)目通過智能光伏發(fā)電裝置的布設(shè)真正做到供電系統(tǒng)全場(chǎng)景區(qū)域疊光，其主要包括信息中心疊光、機(jī)房屋頂疊光、站點(diǎn)建筑疊光及桿站疊光等，其主要技術(shù)應(yīng)用包括以下兩個(gè)方面。

（1）本次案例項(xiàng)目光伏系統(tǒng)主要采用市面上最為先進(jìn)的智能光伏組件，并基于雙向電子電力技術(shù)結(jié)合從光伏組件原始的串組級(jí)別優(yōu)化狀態(tài)升級(jí)為如今的組件級(jí)別優(yōu)化狀態(tài)，真正實(shí)現(xiàn)各個(gè)區(qū)域組件的靈活布設(shè)，包括組件數(shù)量及組件配置等，進(jìn)而解決組件受物體遮擋及方位不正確的問題，實(shí)現(xiàn)整體網(wǎng)絡(luò)高效化全場(chǎng)景能源輸出。通過充分利用現(xiàn)代電力載波技術(shù)使全部組件間的發(fā)電數(shù)據(jù)均可通過相應(yīng)的智能管理平臺(tái)來接收獲取，真正實(shí)現(xiàn)全面可視化發(fā)電系統(tǒng)布設(shè)。

（2）從原始的分離部件升級(jí)為協(xié)同光儲(chǔ)系統(tǒng)。運(yùn)用MIMO 電源裝置將儲(chǔ)能、市電及能源清潔裝置完美融合，并通過系統(tǒng)內(nèi)部智能調(diào)度功能實(shí)現(xiàn)清潔能源的最大化利用，最終完成低碳化和無碳化運(yùn)營(yíng)模式。而合理運(yùn)用超配光伏場(chǎng)景功能可優(yōu)先消納多余光伏，進(jìn)而將在最大程度上擴(kuò)大站點(diǎn)節(jié)能效益。此外通過運(yùn)用智能化能源管理系統(tǒng)可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各區(qū)域內(nèi)全部發(fā)電信息數(shù)據(jù)，并基于數(shù)據(jù)信息來預(yù)測(cè)第二天區(qū)域內(nèi)的光伏發(fā)電量，再通過各種算法來調(diào)整和預(yù)測(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)裝置放電時(shí)間和放電深度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)100%的站點(diǎn)光伏消納量，在最大限度上提高整體網(wǎng)絡(luò)綠電中實(shí)際消納比。此外，針對(duì)本次案例項(xiàng)目部分偏遠(yuǎn)管轄區(qū)采用常規(guī)供電方式難以實(shí)施整體資源供給。在案例系統(tǒng)中基于氫能、風(fēng)能及太陽能等自然能源的發(fā)電，將通過電量存儲(chǔ)裝置全部輸出至部分無法正常供電區(qū)域，以滿足各個(gè)特殊區(qū)域的供電需求。光儲(chǔ)協(xié)同能源調(diào)度流程如圖4 所示[2]。

圖4 光儲(chǔ)協(xié)同能源調(diào)度流程

4 低碳運(yùn)維系統(tǒng)建設(shè)

4.1 基礎(chǔ)運(yùn)維

低碳運(yùn)維主要指的是通過各種方式簡(jiǎn)化系統(tǒng)運(yùn)維程序解決系統(tǒng)運(yùn)維被動(dòng)感知、人工運(yùn)維成本過高及耗碳數(shù)據(jù)信息不可視等弊端。本次案例項(xiàng)目信息管理平臺(tái)通過利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與數(shù)字技術(shù)，將市內(nèi)各個(gè)孤立運(yùn)維機(jī)房和控制站點(diǎn)構(gòu)建成一個(gè)整體連接網(wǎng)路，從而實(shí)現(xiàn)可視化全程網(wǎng)路管理。并合理運(yùn)用現(xiàn)代AI 技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化能源采集、輸入與輸出，結(jié)合以下高效協(xié)同管理方法完成自動(dòng)化綠色低碳能源運(yùn)維。此外基于平臺(tái)AI 技術(shù)優(yōu)勢(shì)對(duì)現(xiàn)代通信設(shè)備能效狀態(tài)與用電狀態(tài)進(jìn)而全程可視化控制、管理和優(yōu)化，可進(jìn)一步降低電力資源浪費(fèi)，減少人工維護(hù)成本，將能源消耗控制與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能發(fā)揮到極致。智慧能源網(wǎng)管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 智慧能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.2 綠色低碳管理

在傳統(tǒng)低碳能源管理過程中，由于其本身無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化能源消耗分析及可視化碳排放數(shù)據(jù)功能，難免在各種資源已存在浪費(fèi)的情況下而不自知。各個(gè)通信設(shè)備之間無法實(shí)現(xiàn)協(xié)同合作，使得整體系統(tǒng)管理效率極其低下。而信息能源管理平臺(tái)通過相關(guān)技術(shù)可真正實(shí)現(xiàn)智能診斷能源消耗及可視化指標(biāo)管理效果，通過全面掌握各個(gè)設(shè)備及站點(diǎn)之間的能源能耗信息，進(jìn)而為低碳環(huán)保管理提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考。此外通過運(yùn)用空調(diào)智能溫控系統(tǒng)功能可全面控制空調(diào)裝置運(yùn)行能耗。同時(shí)系統(tǒng)平臺(tái)通過智能錯(cuò)峰管理模塊實(shí)現(xiàn)各個(gè)電源裝置之間的協(xié)同控制，使其能夠在谷值電價(jià)階段利用電池來存儲(chǔ)部分電能，并在峰值電價(jià)階段啟動(dòng)電池放電功能，進(jìn)而降低系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)裝置電量消耗[3]。

4.3 智能運(yùn)維管理

傳統(tǒng)低碳網(wǎng)絡(luò)主要基于人工方式實(shí)施運(yùn)維管理，據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，例如，中國移動(dòng)通信公司日常運(yùn)維工作中就有超過45%的人工下站屬于無效運(yùn)維，其中主要包括開啟地下油機(jī)、故障定位及電池測(cè)試等。而信息化能源管理系統(tǒng)可通過將內(nèi)容軟件連接區(qū)域監(jiān)控裝置的方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能化運(yùn)維。如采用遠(yuǎn)程測(cè)試裝置來取代人工進(jìn)行電池性能測(cè)試，其整體調(diào)試參數(shù)工作可全部在控制機(jī)房中實(shí)施，不但能夠節(jié)省大量人工運(yùn)維成本，還可大幅度提升設(shè)備故障檢修的準(zhǔn)確性，真正實(shí)現(xiàn)全程無延時(shí)、無成本、無下站的運(yùn)維方式。運(yùn)用系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)對(duì)站下設(shè)備的遠(yuǎn)程開啟、遠(yuǎn)程關(guān)閉及電池電量等方面的質(zhì)量檢測(cè)，進(jìn)而在最大程度上提升整體設(shè)備運(yùn)維效率[4]。

4.4 智能供電管理

在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理當(dāng)中常常存在系統(tǒng)站點(diǎn)數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)延遲響應(yīng)、無緊急應(yīng)對(duì)措施及故障處理效率低下等弊端。而針對(duì)此類問題，本次案例項(xiàng)目智能化信息管理平臺(tái)利用前瞻性管理及自動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別功能提前對(duì)宕站風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)識(shí)別，并幫助運(yùn)維工作人員制定合理的緊急應(yīng)對(duì)措施，根據(jù)實(shí)際情況通過備電切片功能實(shí)現(xiàn)各故障區(qū)域的差異化備電，延長(zhǎng)整體供電系統(tǒng)中主要負(fù)載設(shè)備的供電實(shí)際，進(jìn)而減少各區(qū)域因缺電而造成的經(jīng)濟(jì)損失，幫助相關(guān)人員在最短時(shí)間解決設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)故障。此外系統(tǒng)會(huì)將整體故障發(fā)生成因及處理過程信息數(shù)據(jù)全部存儲(chǔ)到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，在保障整體系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)為類似功能故障構(gòu)建完善的預(yù)防措施，進(jìn)而避免同類故障發(fā)生[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，以中國移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)為主要網(wǎng)絡(luò)建設(shè)技術(shù)支持，綜合運(yùn)用各種現(xiàn)代信息技術(shù)構(gòu)建集智慧能源管理系統(tǒng)、一體化智能能源專柜與智能光伏控制平臺(tái)為一體的通信管理系統(tǒng)，從而在最大限度上提升能量存儲(chǔ)、能量轉(zhuǎn)換及利用效率，進(jìn)而為我國綠色低碳環(huán)保事業(yè)發(fā)展提供有力幫助。