電源節能技術在通信機房中的實踐運用分析

楊江

（中時訊通信建設有限公司）

電源節能技術在通信機房中的實踐運用分析

楊江

（中時訊通信建設有限公司）

通信電源在節能效果及效益方面，蓄電池恒溫柜加基站升溫、240V直流供電、太陽能光伏發電這3種節能技術均有優勢。通過移動通信機房中配電系統結構及電源產品性能存在的問題，本文從電源產品的本體效率，配電系統的結構性調整，配電系統功率因數及諧波改善等方面，有針對性對電源節能技術進行分析，并給出各節能手段的可執行方式和具體措施。

通信電源；通信機房；節能技術；實踐運用

1 引言

在通信技術快速發展的狀態下，通信電源行業也迎來了新的契機，環保、安全、節能越來越成為通信機房中電源產品開發和配電設計的發展趨勢。壽命短、可靠性差、效率低下的電源產品漸漸地被淘汰，相對應的，人們越來越引起重視配電結構的合理設置及配電系統的資源優化。在電源節能技術方面，主要涉及到的節能技術集中在240V直流供電技術、開關電源節能技術、模塊化UPS（不間斷電源）技術、蓄電池恒溫柜加基站升溫、諧波治理、EPS（應急電源）系統、風光互補供電技術、太陽能光伏發電技術和蓄電池智能管理及活化技術等方面。

2 電源產品的本體節能

2.1 電源產品中存在的問題

隨著技術的發展，早前使用的電源產品將漸漸地被淘汰。模塊化、智能化、可靠性、高效率等成為電源產品后期的開發重點。但是，不可否認的是，通信機房里有許多將要到期或者是過期的產品，由于這些產品長時間的運行，導致其不但可靠性極差從而容易引起事故，而且元器件嚴重老化，驚人的浪費能量、效率低下，有巨大的節能潛力。另外，由于部分通信機房電源產品的配置容量比較小、初始建設投資受到限制，后來隨著通信產品的逐漸增多，這部分電源產品承受較大負載，不但老化嚴重，而且運行壽命大大縮減。

2.2 分析電源產品的節能潛力

節能潛力的分析就是對電源產品的安全性、智能化、效率提出要求，進而使其實現節能的目的。電源技術的精髓是電能變換，即利用電能變換的技術將電池或市電等一次電源轉換成為能適用于各種用電對象的二次電源。其中，變換后的二次電源和一次電源的能量的比值就稱為是效率。效率則反映了電源產品的元器件消耗多少的電能，同時也反映出了電源產品的節能潛力。

通信機房配電系統包括很多電源產品，并且各電源產品在整個的配電結構中都是相互并聯和串聯，單個產品的效率能直接地反映整個配電系統的工作效率。雖然個別產品效率較高，但整合在整個配電電路中，就大大降低了工作效率。

3 電源節能技術在通信機房中的運用

3.1 240V直流供電技術

3.1.1 240V直流供電技術的簡介

UPS供電系統應用越來越多，安全穩定運行的隱患也越多。IT設備內部電源是一個可靠性很高的獨立模塊，核心部分是DC/DC變換電路，只要輸入一個范圍合適的直流電壓給DC/DC變換電路，就同樣能安全滿足IT設備工作。采用240V直流供電系統代替交流UPS供電系統是很好的解決途徑之一。

類似于傳統UPS供電系統，240V直流供電系統是由多個蓄電池和并聯冗余整流器組成的。在正常的情況下，整流器將市電交流電源變換為標稱電壓。240V的直流電源供給通信設備，同時給蓄電池充電。當市電停電時，由蓄電池放電直接為通信設備供電。240V標準的提出從當前大量應用的數據設備出發，在不改變數據設備輸入電源的情況下，可以直接使用該系統來替代UPS設備，達到提高供電可靠性和節能目的，因而采用240V直流供電系統為IT設備供電的技術是可行的。

3.1.2 應用240V直流供電技術的節能效果及效益

①240V直流供電系統的轉換效率比傳統UPS系統要高，可節約電費成本。目前，通信機房UPS系統中采用了逆變器，由于逆變頻率為工頻50Hz，因此需采用工頻變壓器，由此導致功率因數和效率較低。②相比傳統UPS的總投資要低。同容量、同后備時間的240V直流系統比傳統UPS的總投資低10%左右。③相比UPS供電技術更節能，平均節能約為20～35%。

3.1.3 應用240V直流供電技術的建議

240V直流供電技術作為節能減排應用技術之一，在保證設備供電安全可靠性提高的同時，更貼近了時代和環境的需要，不僅能創造良好的經濟效益，也能收獲良好的社會效益，有益于“綠色通信”運營商企業形象的樹立。

3.2 蓄電池恒溫柜加基站升溫技術

3.2.1 蓄電池恒溫柜加基站升溫技術的簡介

蓄電池發熱量小、對溫度的敏感度比較高，其對空調的要求和基站內的其他設備都存在著比較大的差異，因此在基站內部將主設備與蓄電池隔離，即可大幅提高基站內的設定溫度，使基站空調能耗降低。

蓄電池恒溫柜主要分為蓄電池恒溫柜專用空調和恒溫柜柜體兩個部分。蓄電池恒溫柜專用空調是按照蓄電池組的型號和數量進行配置的。柜體為現場制作或模塊化拼裝，其尺寸是根據蓄電池擺放方式和尺寸而定的。蓄電池恒溫柜加機房升溫技術比較簡單，對機房環境影響較小，實施方便，節能效果和機房環境溫度相關，如升高到35℃以上時，效果顯著。同時可以和其他方案一同實施，綜合節能效果更好。

3.2.2 蓄電池恒溫柜加基站升溫技術的適用場景

蓄電池恒溫柜節能減排技術適合應用于：

（1）已有的耗電量比較大的自有室內宏基站；

（2）容量較大的共享共建基站中、接入網機房、模塊局機房；

（3）已經配置1～2臺制冷量2～3.5kW的民用空調的基站；

（4）對于新建的基站，可以參照此技術的基本思路和原理進行規劃和設計。

3.2.3 應用蓄電池恒溫柜加基站升溫技術的建議

蓄電池恒溫柜加機房升溫技術充分利用局站內各類設備對工作溫度要求的差異，在保證蓄電池正常運行和使用壽命的條件下，適度提升機房內溫度，達到降低空調用電量的目標。建議對該技術進行積極試點，適宜選取空調制冷能耗較大的夏熱冬暖地區、夏熱冬冷地區以及溫和地區的室內及室外站點進行應用。而對于嚴寒地區若非制熱能耗大，不推薦采用該技術進行試點。

3.3 太陽能光伏發電技術

3.3.1 太陽能光伏發電技術的簡介

太陽能光伏發電技術利用了不同導電類型的同質半導體材料的光生伏特效應。太陽能發電系統包括太陽能板陣列、蓄電池、逆變器和控制器等組件，此系統容易受到氣候的影響。目前，太陽能光伏發電系統主要是與其他的供電系統并網應用，在電力輸出控制中逆變器是該系統的關鍵設備。為了使系統整體的效率得到提高，一般采用以下幾種措施：

（1）通過最大功率的追蹤技術來自尋最優的工作點。

（2）補償技術和自動切換。通過直交流控制器來自動地切換供電電源，并在光照強度不足的時候開啟交流輸入，以自動補償蓄電池組的充電閥值，延長有效日照時間，最大限度地利用太陽能，提高系統的轉換效率。

（3）配備太陽能追蹤采集系統，實現太陽能電池板追蹤太陽方向，使太陽光線始終能垂直照射太陽能電池板，以實現光伏發電最大化的機電控制。

3.3.2 太陽能光伏發電技術的節能效果及效益

太陽能是一種可再生能源。利用太陽能進行光伏發電為通信基站內的設備提供電源，具有顯著的經濟效益和節能減排效果。具體表現在：可靠、安全、耐用、無需燃料費用、維護費用低、無噪聲污染等方面。

3.3.3 應用太陽能光伏發電技術的建議

太陽能是人類最終可以依賴的能源，而光伏發電技術是太陽能運用的技術中最具發展前景的方式之一。它具有無噪聲、無污染、安全可靠、維護簡便、建設周期短、故障率低等優點。太陽能光伏發電技術越來越顯示出其重要性和發展潛力。為提高系統整體效率，建議同時考慮采用最大功率追蹤技術、交直流自動切換和自動補償技術、太陽能追蹤采集技術。建議在日照時間長且供電保障不夠完善地區的重要通信局站積極試點應用太陽能光伏發電技術。

4 結束語

我國地大物博，區域廣闊，各地方自然環境差異很大。因此，具體節能技術的選擇和應用必須結合當地的實際情況，要因地制宜，不能生搬硬套。

隨著我國的國民經濟的快速增長，國家的能源供需矛盾越來越大，國務院對節能減排工作高度重視，專門印發了《節能減排綜合性工作方案》。堅持節能減排工作與企業發展相結合、技術創新與管理創新相結合、助力社會節能與企業自身節能相結合的三大原則，在保證網絡運行安全的前提下，優先選擇投資回收期短、經濟效益高的成熟節能減排技術。

[1]李景祿，胡毅，劉春生.實用電力接地技術[M].北京：中國電力出版社，2002.

[2]孫成寶.配電技術手冊（低壓部分）[M].北京：中國電力出社，2003.

[3]呂 威.通信行業節能減排工作的思考[J].郵電設計技術，2010，426（10）：15.

TU831.3

A

1004-7344（2016）25-0274-02

2016-8-21

楊江（1971-），男，本科，從事通信工程建設方面工作。