淺析通信電源節(jié)能減排措施

朱筆揮　劉琦　鄭宏闊　韓輝

【摘要】? ? 隨著我國通信科學技術的快速發(fā)展，通信技術已經(jīng)融入社會中的各個領域里，并在這些領域內(nèi)發(fā)揮了巨大的作用，加快了這些領域行業(yè)對社會高速建設和發(fā)展的推動力。但隨著全世界環(huán)境不斷地遭到破壞，如二氧化碳的溫室效應，環(huán)境溫度逐年升高，因此我國在些年來提出了社會可持續(xù)的發(fā)展戰(zhàn)略，并要求各領域間都需要節(jié)能減排等要求，如何保持通信電源之前擁有的高效率、平穩(wěn)性以及高可靠性功能性能的前提下，做好節(jié)能減排措施是本文的研究重點。本文通過通信電源現(xiàn)階段的情況進行全面闡述，結合節(jié)能減排的特點要素對其進行解刨研究與分析，并利用相關的設備和它在真實工作的應用情況，提出通信電源在保持平穩(wěn)運行與高效工作模式中的節(jié)能減排措施。

【關鍵詞】? ? 通信技術? ? 可持續(xù)? ? 節(jié)能減排? ? 高效

引言：

在2007年10月28日，我國通過修改后的《節(jié)約能源法》，并在法律中明確了節(jié)能減排是能源發(fā)展戰(zhàn)略的第一首要任務，它也是我國現(xiàn)階段的基本國策之一，并通過促進增強企業(yè)和社會的環(huán)境保護與節(jié)能減排意識，為我國的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。為了創(chuàng)造新型環(huán)境友好的企業(yè)，并堅持貫徹國家對企業(yè)節(jié)能減排的工作要求，有效地提高企業(yè)對外的實力。通信技術領域內(nèi)的行業(yè)企業(yè)也開始了全面的節(jié)能減排研究分析和實踐工作，并將各項節(jié)能減排工作措施有效地落實到地中。

通信電源需要提供通信技術設備良好的工作狀態(tài)，就需要滿足高效率、高可靠性以及高穩(wěn)定性等三高特點，才能符合通信設備的正常需求。對高可靠性與高穩(wěn)定性的要求是滿足通信設備良好的工作需求，是保證通信設備的正常穩(wěn)定有序運行的基本需求，而高效率是對企業(yè)經(jīng)濟效益的追求。因此，在通信行業(yè)和網(wǎng)絡需求量快速增長的背景下，高效性的通信電源設備是當前節(jié)能減排環(huán)境下的發(fā)展的必然趨勢。

一、通信電源的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段通信技術中的通信電源的表現(xiàn)形式主要有如下幾種形式：

1.開關電源，它具有系統(tǒng)效率高、高可靠性、體積小且輕便，并且其可以用在模塊化設計方案中，是通信電源應用最廣泛的形式。

2.線性電源，它具有技術成熟度高、制作成本低、高穩(wěn)定性以及干擾和噪聲都較小等優(yōu)點，但是其體積較大、輸入電壓的要求范圍較大的缺點，使其發(fā)展空間比較有限。

3.相控電源，它的整流器件主要是使用晶閘管，其工作原理是交流輸入的電壓，通過工頻變壓器進行處理變壓，再使用晶閘管對其整流。其具有高穩(wěn)定性，但是結構設計比較復雜。

通過對上述的三種通信電源形式以及它們在真實工作環(huán)境中的應用情況進行分析，開關電源在通信電源真實應用中占據(jù)了重要的地位，它的關鍵技術升級和發(fā)展，在節(jié)能減排工作中具有非常重要的意義。

首先，開關電源通過使用均流技術，將多模塊組成并聯(lián)形式的大電流系統(tǒng)平臺，從而有效地提高了通信電源系統(tǒng)的可靠性，保證通信設備的正常運行工作。

其次，對開關線路技術的大力開發(fā)，可以有效地提高開關電源的頻率和效率，增強了每一個單獨模塊的變換功率，提升開關電源的工作效率，減少開關電源的需求數(shù)量，達到節(jié)能的目的。

最后，通過功率因數(shù)校正技術，提升開關電源的功率因數(shù)，可以提高電源的有效使用率，起到節(jié)能減排的功效。

隨著通信電源技術的不斷發(fā)展，電子元器件已經(jīng)向高功率、價格低以及智能化方向發(fā)展，并且得到了明顯的變化，在同等功效的整流模塊下，其體積和重量都縮小了近半，并將功能發(fā)揮至最大范圍。例如，開關電源的效率已經(jīng)整整被提高了將近百分之九十。因此，想要再有效地提高開關電源的效率，其電子元器件的設計和制造工藝就成為了制約提升的關口，但是大力開發(fā)設計或改進制造工藝不符合企業(yè)的經(jīng)濟效率。所以，設備在保持原有功能性能效率的情況下，降低制造和運維的成本是現(xiàn)階段通信電源有效節(jié)能減排的重要措施。

二、通信電源節(jié)能減排措施

通過對通信電源在運維上的情況進行研究分析，通信電源的能源分為兩部分，其一是通信電源的散熱，其二就是通信電源的轉換效率。因為各個通信設備是通過級聯(lián)響應，而通信電源處于節(jié)能環(huán)節(jié)的終端，所以需要重點對通信電源進行節(jié)能措施的優(yōu)化改進。

對通信電源的節(jié)能意義在如下幾點：

1.通信設備的電源能耗降低，可以達到節(jié)能的目的;

2.通過通信設備機房的能耗聯(lián)動響應，通信電源能耗降低后，散發(fā)的熱量也會相應減少，從而帶動空調的能耗也會降低;

3.通信設備的體積變小后，可以減少機房空間的體積，也帶動了空調能耗的降低，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

通信技術企業(yè)通過對開關電源的相關工作特性、基站開關電源整流模塊的搭配設計、基站直流負荷變化情況以及開關電源的工作運行特性等進行研究和分析，結合對通信電源的整流模塊的高效運維和節(jié)能減排工作要求，提出關于動態(tài)調整開啟基站開關電源整流模塊個數(shù)的運行方式，實現(xiàn)有效提升通信電源工作效率、減少基站電源能耗的要求。本文通過對如下幾個方面，對通信電源的節(jié)能減排措施過程進行介紹。

2.1 開關電源

開關電源的能耗，其在一定情況下工作中，整流模塊的空載運行能耗是保存一定消耗，而整流模塊處于帶載情況下時，能耗是隨著帶載量的變大而上升。所以，可以通過精準控制整流模塊的工作情況、模塊的帶載數(shù)量，來提升開關電源的工作效率，并降低開關電源的能耗，實現(xiàn)節(jié)能的要求。

2.2 基站直流負荷變化情況

基站開關電源直流輸出負荷主要分為蓄電池組充電負荷和基站通信設備負荷兩部分組成。在對基站進行浮充的情況中，開關電源直流輸出負荷，主要是依據(jù)基站工作量的需求變化而進行動態(tài)的變化，其直流負荷的變化范圍幅度和大小，是依據(jù)通信設備的載頻分配、周邊環(huán)境情況來進行變化，其具有差異性。

通過表1某企業(yè)基站全日的直流負荷數(shù)據(jù)變化統(tǒng)計，得出其差異性。

通過表1進行分析，基站開關電源全日直流輸出的負荷變化范圍值為6%至26.1%范圍內(nèi);基站開關電源浮充的情況中，其輸出直流負荷是依據(jù)基站的工作業(yè)務量的大小變化，而變化的，當基站工作量大的時候，開關電源直流負荷就會變大，當基站工作量小的時候，開關電源直流負荷也會隨之變小。

2.3 基站開關電源整流模塊設計

通過對某企業(yè)某一時間段的基站情況進行調研，其情況如下：該企業(yè)的全網(wǎng)基站589個，其中直流負荷基站在100A以上的數(shù)量為7個，其占全網(wǎng)率為1%;直流負荷基站在50A以下的數(shù)量有380個，其占全網(wǎng)率為66%;剩下的直流負荷基站是在50A至100A之間，其占全網(wǎng)率的33%。該企業(yè)全部基站的直流總負荷數(shù)值是25827A，其中2205個整流模塊是50A的配置，其直流輸出總值是110250A，其開關電源模塊的整流模塊平均效率是24.1%，通過研究分析，開關電源整流模塊的最高工作效率是其開關模塊在負載率大于30%之時。

經(jīng)過比較分析，該企業(yè)的開關電源整流模塊有超過一半的數(shù)量都是不在其最高工作效率中。

2.4 開關電源的工作特點

通信電源的開關電源整流模塊的配置方式是按其工作最大直流負荷的N+1個進行配置?；镜闹绷髫摵梢话惴譃閮刹糠郑湟皇切铍姵爻潆娯摵?，其二是基站通信設備用電負荷。

蓄電池充電負荷的變化范圍值一般比較大，其在全年的時間中，都是在浮充的情況中，其電流值比較小，每次均勻充電的持續(xù)時間都是在短短的幾個小時之間，但是在均勻充電的狀態(tài)中，電流可以高達100A以上?；就ㄐ旁O備用電負荷全年的時間中變化情況較小，會隨著工作量的變化而變化，但是該變化的浮動值較小。

因此，相對開關電源來說，在保持并滿足基站最大范圍值的直流負荷量需求的情況里，其整流模塊的工作效率會依據(jù)基站的直流負荷的變化情況，進行對應的發(fā)生變化。

2.5 整流模塊的動態(tài)工作情況

通過對基站的直流負荷情況進行實時監(jiān)控，然后動態(tài)調整開啟對應數(shù)量的開關電源整流模塊，讓開關電源的整流模塊工作效率都是在最高效的區(qū)域中，剩下的其他開關電源整流模塊就處于斷電或者是休眠狀態(tài)，從而同時達到使用整流模塊和冗余整流模塊可以進行交替工作狀態(tài)。在開關電源啟動蓄電池的均勻充電工作中時，通信設備系統(tǒng)就可以通過直流負荷的變化情況，對斷電或休眠冗余整流模塊進行開啟工作模式，在均勻充電完畢后，自動關閉相應數(shù)量的整流模塊，這樣可以有效地提高了電源整流模塊的工作效率，同時縮短了整流模塊的實際工作時長，并增大了模塊的工作使用壽命，并節(jié)省了模塊的運營和維修時間和成本。而且這樣的動態(tài)調整工作，有效地降低了整流模塊的數(shù)量，而整流模塊的散熱量也會隨之減少，并帶動降低機房中的空調能耗，達到節(jié)能的目的。

三、 結束語

本文是通過現(xiàn)有的通信開關電源系統(tǒng)進行優(yōu)化，使其達到節(jié)能減排的目的，在保證開關電源的高穩(wěn)定性、高可靠性以及高效性工作運行的情況下，對其進行能耗的減小和使用壽命的增加的設計改進，是在低成本優(yōu)化改進中的性價比較高的使用性設計。并且通信電源的下一階段發(fā)展方向是更高效率、高可靠性、體小量輕的綠色電源。

參? 考? 文? 獻

[1]呂威.通信局（站）電源節(jié)能思路[J].郵電設計技術，2011（19）：101-105.

[2]王兆安，黃俊.電力電子技術[M].機械工業(yè)出版社，2004.

[3]侯振義，夏崢.通信電源站原理和設計[M].人民郵電出版社.

[4]艾默生.網(wǎng)絡能源有限公司通信電源節(jié)能方案[J].網(wǎng)絡能源有限公司內(nèi)刊，2008.

[5]郭艷.通信電源系統(tǒng)節(jié)能減排設計淺談[J].信息通信期刊，2014（141）：248-249.

[6]晏玲.淺析關于通信電源管理與維護的問題[J].科學時代期刊，2011（10）：159-160.

朱筆揮（1987.07-），男，漢族，安徽省黃山市歙縣人，單位：國網(wǎng)黃山供電公司，工程師，從事電力通信工作。