电源节能技术在通信机房中的实践运用分析

杨江

（中时讯通信建设有限公司）

电源节能技术在通信机房中的实践运用分析

杨江

（中时讯通信建设有限公司）

通信电源在节能效果及效益方面，蓄电池恒温柜加基站升温、240V直流供电、太阳能光伏发电这3种节能技术均有优势。通过移动通信机房中配电系统结构及电源产品性能存在的问题，本文从电源产品的本体效率，配电系统的结构性调整，配电系统功率因数及谐波改善等方面，有针对性对电源节能技术进行分析，并给出各节能手段的可执行方式和具体措施。

通信电源；通信机房；节能技术；实践运用

1 引言

在通信技术快速发展的状态下，通信电源行业也迎来了新的契机，环保、安全、节能越来越成为通信机房中电源产品开发和配电设计的发展趋势。寿命短、可靠性差、效率低下的电源产品渐渐地被淘汰，相对应的，人们越来越引起重视配电结构的合理设置及配电系统的资源优化。在电源节能技术方面，主要涉及到的节能技术集中在240V直流供电技术、开关电源节能技术、模块化UPS（不间断电源）技术、蓄电池恒温柜加基站升温、谐波治理、EPS（应急电源）系统、风光互补供电技术、太阳能光伏发电技术和蓄电池智能管理及活化技术等方面。

2 电源产品的本体节能

2.1 电源产品中存在的问题

随着技术的发展，早前使用的电源产品将渐渐地被淘汰。模块化、智能化、可靠性、高效率等成为电源产品后期的开发重点。但是，不可否认的是，通信机房里有许多将要到期或者是过期的产品，由于这些产品长时间的运行，导致其不但可靠性极差从而容易引起事故，而且元器件严重老化，惊人的浪费能量、效率低下，有巨大的节能潜力。另外，由于部分通信机房电源产品的配置容量比较小、初始建设投资受到限制，后来随着通信产品的逐渐增多，这部分电源产品承受较大负载，不但老化严重，而且运行寿命大大缩减。

2.2 分析电源产品的节能潜力

节能潜力的分析就是对电源产品的安全性、智能化、效率提出要求，进而使其实现节能的目的。电源技术的精髓是电能变换，即利用电能变换的技术将电池或市电等一次电源转换成为能适用于各种用电对象的二次电源。其中，变换后的二次电源和一次电源的能量的比值就称为是效率。效率则反映了电源产品的元器件消耗多少的电能，同时也反映出了电源产品的节能潜力。

通信机房配电系统包括很多电源产品，并且各电源产品在整个的配电结构中都是相互并联和串联，单个产品的效率能直接地反映整个配电系统的工作效率。虽然个别产品效率较高，但整合在整个配电电路中，就大大降低了工作效率。

3 电源节能技术在通信机房中的运用

3.1 240V直流供电技术

3.1.1 240V直流供电技术的简介

UPS供电系统应用越来越多，安全稳定运行的隐患也越多。IT设备内部电源是一个可靠性很高的独立模块，核心部分是DC/DC变换电路，只要输入一个范围合适的直流电压给DC/DC变换电路，就同样能安全满足IT设备工作。采用240V直流供电系统代替交流UPS供电系统是很好的解决途径之一。

类似于传统UPS供电系统，240V直流供电系统是由多个蓄电池和并联冗余整流器组成的。在正常的情况下，整流器将市电交流电源变换为标称电压。240V的直流电源供给通信设备，同时给蓄电池充电。当市电停电时，由蓄电池放电直接为通信设备供电。240V标准的提出从当前大量应用的数据设备出发，在不改变数据设备输入电源的情况下，可以直接使用该系统来替代UPS设备，达到提高供电可靠性和节能目的，因而采用240V直流供电系统为IT设备供电的技术是可行的。

3.1.2 应用240V直流供电技术的节能效果及效益

①240V直流供电系统的转换效率比传统UPS系统要高，可节约电费成本。目前，通信机房UPS系统中采用了逆变器，由于逆变频率为工频50Hz，因此需采用工频变压器，由此导致功率因数和效率较低。②相比传统UPS的总投资要低。同容量、同后备时间的240V直流系统比传统UPS的总投资低10%左右。③相比UPS供电技术更节能，平均节能约为20～35%。

3.1.3 应用240V直流供电技术的建议

240V直流供电技术作为节能减排应用技术之一，在保证设备供电安全可靠性提高的同时，更贴近了时代和环境的需要，不仅能创造良好的经济效益，也能收获良好的社会效益，有益于“绿色通信”运营商企业形象的树立。

3.2 蓄电池恒温柜加基站升温技术

3.2.1 蓄电池恒温柜加基站升温技术的简介

蓄电池发热量小、对温度的敏感度比较高，其对空调的要求和基站内的其他设备都存在着比较大的差异，因此在基站内部将主设备与蓄电池隔离，即可大幅提高基站内的设定温度，使基站空调能耗降低。

蓄电池恒温柜主要分为蓄电池恒温柜专用空调和恒温柜柜体两个部分。蓄电池恒温柜专用空调是按照蓄电池组的型号和数量进行配置的。柜体为现场制作或模块化拼装，其尺寸是根据蓄电池摆放方式和尺寸而定的。蓄电池恒温柜加机房升温技术比较简单，对机房环境影响较小，实施方便，节能效果和机房环境温度相关，如升高到35℃以上时，效果显著。同时可以和其他方案一同实施，综合节能效果更好。

3.2.2 蓄电池恒温柜加基站升温技术的适用场景

蓄电池恒温柜节能减排技术适合应用于：

（1）已有的耗电量比较大的自有室内宏基站；

（2）容量较大的共享共建基站中、接入网机房、模块局机房；

（3）已经配置1～2台制冷量2～3.5kW的民用空调的基站；

（4）对于新建的基站，可以参照此技术的基本思路和原理进行规划和设计。

3.2.3 应用蓄电池恒温柜加基站升温技术的建议

蓄电池恒温柜加机房升温技术充分利用局站内各类设备对工作温度要求的差异，在保证蓄电池正常运行和使用寿命的条件下，适度提升机房内温度，达到降低空调用电量的目标。建议对该技术进行积极试点，适宜选取空调制冷能耗较大的夏热冬暖地区、夏热冬冷地区以及温和地区的室内及室外站点进行应用。而对于严寒地区若非制热能耗大，不推荐采用该技术进行试点。

3.3 太阳能光伏发电技术

3.3.1 太阳能光伏发电技术的简介

太阳能光伏发电技术利用了不同导电类型的同质半导体材料的光生伏特效应。太阳能发电系统包括太阳能板阵列、蓄电池、逆变器和控制器等组件，此系统容易受到气候的影响。目前，太阳能光伏发电系统主要是与其他的供电系统并网应用，在电力输出控制中逆变器是该系统的关键设备。为了使系统整体的效率得到提高，一般采用以下几种措施：

（1）通过最大功率的追踪技术来自寻最优的工作点。

（2）补偿技术和自动切换。通过直交流控制器来自动地切换供电电源，并在光照强度不足的时候开启交流输入，以自动补偿蓄电池组的充电阀值，延长有效日照时间，最大限度地利用太阳能，提高系统的转换效率。

（3）配备太阳能追踪采集系统，实现太阳能电池板追踪太阳方向，使太阳光线始终能垂直照射太阳能电池板，以实现光伏发电最大化的机电控制。

3.3.2 太阳能光伏发电技术的节能效果及效益

太阳能是一种可再生能源。利用太阳能进行光伏发电为通信基站内的设备提供电源，具有显著的经济效益和节能减排效果。具体表现在：可靠、安全、耐用、无需燃料费用、维护费用低、无噪声污染等方面。

3.3.3 应用太阳能光伏发电技术的建议

太阳能是人类最终可以依赖的能源，而光伏发电技术是太阳能运用的技术中最具发展前景的方式之一。它具有无噪声、无污染、安全可靠、维护简便、建设周期短、故障率低等优点。太阳能光伏发电技术越来越显示出其重要性和发展潜力。为提高系统整体效率，建议同时考虑采用最大功率追踪技术、交直流自动切换和自动补偿技术、太阳能追踪采集技术。建议在日照时间长且供电保障不够完善地区的重要通信局站积极试点应用太阳能光伏发电技术。

4 结束语

我国地大物博，区域广阔，各地方自然环境差异很大。因此，具体节能技术的选择和应用必须结合当地的实际情况，要因地制宜，不能生搬硬套。

随着我国的国民经济的快速增长，国家的能源供需矛盾越来越大，国务院对节能减排工作高度重视，专门印发了《节能减排综合性工作方案》。坚持节能减排工作与企业发展相结合、技术创新与管理创新相结合、助力社会节能与企业自身节能相结合的三大原则，在保证网络运行安全的前提下，优先选择投资回收期短、经济效益高的成熟节能减排技术。

[1]李景禄，胡毅，刘春生.实用电力接地技术[M].北京：中国电力出版社，2002.

[2]孙成宝.配电技术手册（低压部分）[M].北京：中国电力出社，2003.

[3]吕 威.通信行业节能减排工作的思考[J].邮电设计技术，2010，426（10）：15.

TU831.3

A

1004-7344（2016）25-0274-02

2016-8-21

杨江（1971-），男，本科，从事通信工程建设方面工作。