開(kāi)關(guān)電源高效模塊節(jié)能改造應(yīng)用

【摘要】 本文通過(guò)對(duì)基站開(kāi)關(guān)電源模塊配置進(jìn)行改造，將高效模塊應(yīng)用在現(xiàn)網(wǎng)的開(kāi)關(guān)電源設(shè)備中，在滿足目前現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用的前提下，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約能耗的目的。

【關(guān)鍵詞】 高效模塊 節(jié)能

一、背景

目前基站設(shè)備的耗能主要為開(kāi)關(guān)電源及空調(diào)的能耗，開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)效率的高低決定了相同負(fù)載情況下開(kāi)關(guān)電源耗電的高低，相比不計(jì)器件損耗，整流模塊效率決定了基站耗電量的高低。普通模塊效率最大為91%，高效模塊效率均值達(dá)到96%，且高效模塊的最高效率點(diǎn)出現(xiàn)在20%-90%負(fù)載率區(qū)間之內(nèi)。

二、實(shí)施

2.1節(jié)能改造技術(shù)原理

在通信電源容量選擇時(shí)，需要保證負(fù)載最大功耗狀態(tài)下的供電，同時(shí)有足夠的容量用于電池充電，再考慮N+1冗余。這樣，系統(tǒng)日常運(yùn)行時(shí)的負(fù)載率往往較低，無(wú)法達(dá)到標(biāo)稱的系統(tǒng)效率。艾默生高效模塊配合休眠節(jié)能技術(shù)可以根據(jù)負(fù)載大小控制實(shí)際工作的整流模塊個(gè)數(shù)，一套開(kāi)關(guān)電源內(nèi)配置一個(gè)或兩個(gè)高效模塊，其余使用普通模塊，高效模塊在系統(tǒng)中被定義為優(yōu)先工作模塊，這樣在系統(tǒng)休眠只有一個(gè)模塊工作時(shí)也能夠保持最高工作效率，達(dá)到了提高系統(tǒng)效率的目的。該技術(shù)具有如下特點(diǎn)： 1、工作的整流模塊運(yùn)行于最佳效率點(diǎn)附近。系統(tǒng)通過(guò)關(guān)閉部分整流模塊（休眠），將負(fù)載集中于少數(shù)幾個(gè)高效模塊。根據(jù)負(fù)載變化，動(dòng)態(tài)調(diào)整實(shí)際運(yùn)行的模塊數(shù)量。2、休眠模塊的功耗降到最低。新高效模塊休眠技術(shù)不同于傳統(tǒng)的僅關(guān)閉模塊DC/DC的“遙控關(guān)機(jī)”功能，而是通過(guò)在整流模塊內(nèi)增設(shè)直流側(cè)輔助電源，使其在休眠時(shí)能夠完全關(guān)閉功率電路（包括DC/DC及AC/DC），從而使休眠模塊達(dá)到最佳的節(jié)能狀態(tài)。3、系統(tǒng)安全保護(hù)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)從節(jié)能模式自動(dòng)轉(zhuǎn)換為正常供電模式，待告警消除后模式又將自動(dòng)進(jìn)行切換。

2.2改造具體實(shí)施方法

艾默生開(kāi)關(guān)電源的高效模塊與休眠節(jié)能技術(shù)混用改造涉及整流模塊及監(jiān)控模塊的硬件改造和軟件升級(jí)。硬件改造需要將更換普通模塊更換為高效模塊，監(jiān)控模塊軟件需要升級(jí)新版本和處理相關(guān)參數(shù)設(shè)置。

2.3改造試驗(yàn)站相關(guān)數(shù)據(jù)

試驗(yàn)基站基本情況：

1、基站主設(shè)備配置情況。攔馬莊基站為2G+3G基站，配置為S335，2G機(jī)柜RBS2206DC三個(gè)，TRU類型為DTRU，已開(kāi)通EDGE。3G機(jī)柜普天1109A一個(gè)。

2、基站后備電源配置情況。艾默生PS4850/2900-X3開(kāi)關(guān)電源一套；雙登GFM-500AH電池兩組。

測(cè)試數(shù)據(jù)：

1、改造前耗電量。7月5日安裝電表，跟蹤開(kāi)關(guān)電源交流耗電數(shù)據(jù)到7月11日，共計(jì)6天，電表讀數(shù)為4964，共計(jì)耗電403度。

2、改造后耗電量。7月11日我們現(xiàn)場(chǎng)加裝高效模塊并調(diào)整參數(shù)設(shè)置，開(kāi)關(guān)電源開(kāi)始工作在高效模塊和休眠模式混用下，持續(xù)到7月17日，電表讀數(shù)為5348度，共計(jì)耗電384度。

3、綜合數(shù)據(jù)記錄

從以上數(shù)據(jù)及圖表看，這臺(tái)開(kāi)關(guān)電源改造后平均日節(jié)電3.7度左右，理論全年節(jié)省耗電1350.5度，那么單站改造后一年應(yīng)該能節(jié)約1500元左右的電費(fèi)。

三、測(cè)試結(jié)論

結(jié)合目前我市基站電源設(shè)備配置情況，絕大多數(shù)基站的后備蓄電池都在2組500AH左右，而負(fù)載電流又多在100A以下，模塊按照N+1的原則配置，N為（負(fù)載電流+C10）/50，在蓄電池組未充電的情況下，模塊的工作效率不高，并且隨著后備電池及負(fù)載容量的不斷增加，開(kāi)關(guān)電源模塊的數(shù)量也相應(yīng)在增加。開(kāi)關(guān)電源節(jié)能的效果取決于模塊數(shù)量及負(fù)載電流的大小，在浮充狀態(tài)下，相同負(fù)載電流的電源系統(tǒng)模塊開(kāi)啟得越多，模塊的帶載率越低，損失的能耗就越大，但為保證能夠在市電恢復(fù)時(shí)給后備電池快速充電，模塊數(shù)量又不能缺少。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)上看，開(kāi)關(guān)電源高效模塊節(jié)能技術(shù)很好的解決了這一問(wèn)題，既能確保大容量電池在市電恢復(fù)后快速充電，又能在充電過(guò)后市電正常時(shí)降低開(kāi)關(guān)電源無(wú)謂能耗，使模塊工作在最佳效率點(diǎn)，達(dá)到了節(jié)能的目的。數(shù)據(jù)顯示對(duì)電源設(shè)備進(jìn)行高效模塊及節(jié)能混用改造，能夠達(dá)到節(jié)能降耗的目的，目前全網(wǎng)艾默生電源占比為47%左右，數(shù)量達(dá)到580臺(tái)，如采用高效模塊，則全網(wǎng)艾默生電源平均年節(jié)能783290度左右，折合電費(fèi)約80萬(wàn)，而模塊成本一次性投資（每個(gè)基站使用1個(gè)，單價(jià)2650）153.7萬(wàn)，模塊壽命12年，則預(yù)計(jì)在其生命周期內(nèi)能節(jié)約電費(fèi)800萬(wàn)左右。