通信电源系统节能降耗

浅析通信电源系统的节能降耗

【摘要】当前，节能降耗己不仅仅是哪一个企业、哪一个国家的问题，而是全世界的、全球性的、关系到人类生存质量的问题，“节能降耗”己经上升到我国国家发展的战略高度，成为整个“十二五”规划中的重要内容。本文就通信电源系统节能降耗的一些经验和体会进行总结，以期进行共同探讨和研究。

【关键词】通信电源;节能降耗;移动通信 1.开关电源和ups 节能技术

高频开关电源技术经过多年的经验积累，高能源效率的产品不断创新，新一代通信用高效整流模块具有高效率、高可靠性及绿色节能等显著特性。高效开关电源系统的功率因数校正采用无整流桥技术，交流输入电流谐波失真小于5%；dc/dc转换电路采用先进的拓扑电路，宽负载范围内实现软开关技术，转换效率高；直流输出整流采用同步整流技术，降低损耗的同时提高了效率；负载率在20%-80%时模块效率高达%%。

igbt整流型ups融入了“节能环保”的绿色设计理念，其主要特点有:实现整流技术与滤波技术的无缝结合，系统效率达到95%；可采用节能模式运行，应用于并机系统，效率提升到99%；在ups 并联系统或双总线系统中，当ups负载率较低时，ups系统可以采用休眠技术提高负载率，使ups运行在高效率区间。ups技术无需额外滤波装置便能使输入电流谐波失真在5%以下，完全消除ups对电网的回馈谐波污染，在提高电网效率的同时，减少电缆发热，降

低系统的运行成本。

开关电源整流模块休眠技术是指根据负载电流大小，与系统的实配模块数量和容量相比较，通过智能软开关技术，自动调整工作整流模块的数量，使部分模块处于休眠状态，把整流模块调整到最佳负载率下工作，从而降低系统的带载损耗和空载损耗，实现节能目的。现网运行的大部分开关电源设备可通过软件升级、更换控制芯片或更换监控模块的方式完成节能改造。

2.电源系统谐波治理技术

谐波治理技术降低了电源系统的电流与电压畸变，提升了系统功率因素，降低了系统功率损耗达2.4%；提升了变压器、电缆及主要开关的可用容量，杜绝了柴油发电机组可能出现的震荡现象，降低了电源系统设备投资，消除了电源系统的隐患。

分析谐波对配电系统内各设备的影响，建议对谐波危害严重的局房进行谐波治理。通过定量计算分析，对局房系统内部分较大谐波源进行谐波治理后，变压器出线处及油机出线处电压总谐波畸变率小于3%，电流总谐波畸变率小于5%。由于滤波器本身为耗能设备，考虑节省投资及电能损耗，当系统谐波含量达到上述目标后，剩下的部分谐波源则无需进行治理。建议采用并联有源滤波器的方法分散治理各个较大谐波源(如ups谐波源、开关电源谐波源)，从而有效减小谐波对通信电源系统的污染。对于部分局房也可采用并联无源滤波器或集中治理的方法。

3.端子蓄电池节能技术

前置端子蓄电池的基本原理和结构与2v蓄电池相似，不同之处是前置端子蓄电池把6个相同容量的2v蓄电池单体串接后安放在具有6个电池槽的电池外壳内。由12v/200a·h组成的48v系统，不管是生产用料，还是包装、安装用料等方面都比由2 v/200a·h 组成的48v系统大大降低，同时电池的回收成本也会相应降低。

蓄电池分区温控系统是将蓄电池安装在独立的空间内，并进行单独的温度控制，可提高机房主设备和电源设备的工作温度，从而降低站点能耗。系统建成后可为蓄电池提供15℃-25℃的工作环境，基站设备的工作温度从25℃提高至40℃。目前，蓄电池局部温度调节的措施主要有地埋保温箱、压缩机恒温箱和半导体恒温箱。

防止负极不可逆硫酸盐化最简单的方法是及时充电和不要过放电。蓄电池一旦发生了不可逆硫酸盐化，如能及时处理尚能挽救。一般的处理方法是将电解液的浓度调低，用比正常充电电流小一半或更低的电流进行充电，然后放电再充电，如此反复数次达到应有的容量以后，重新调整电解液浓度及液面高度。

脉冲修复也可恢复电磁容量，主要有在线式修复和离线式修复两种方式。在线式修复所需要的能源很少，修复周期较长(产生修复效果一般要一两个月以上)，但是由于除硫器常年并联在电池极柱两端，可以渐进地达到除硫的效果。对于没有硫化的电池，除硫器可以抑制电池的硫化。离线式修复可以产生快速的脉冲，脉冲电流相对比较大，产生脉冲的频率比较高，脉冲占空比比较大。这种修复仪主要是用来修复硫化比较严重的蓄电池。

4.高压直流供电技术

经过多次交直流转化，ups的电源转换效率很低。如果考虑到ups可靠性较低，需要采用冗余并机系统备份，系统本身的复杂性致使能源效率不断降低。ups供电系统工作在低负载状态(低于40%)下时，其转换效率在ups单系统效率的80%以下。如果改为高压直流系统供电，开关电源系统侧减少一次dc/ac变换，it设备侧减少一次ac/dc变换，可以大大提高系统的可靠性。

单系统高压直流供电的电源转换效率可提高到76%，而且由于高压直流供电系统的可靠性大大提高，不需要采用冗余并机系统，因此，比起冗余并机的ups系统，高压直流供电系统的实际转换效率要提高18%以上。

5.风扇智能调速技术

智能调速主要是系统监控模块利用温度传感，收集工作中的环境、板卡和主要电路的实时温度，并根据既定的策略，调整风扇模块的供电电压，使之运行在合理的转速。

统计表明，现网设备80%以上的时间工作在风扇低速运行的状态，通过风扇智能调速能够节省50%-70%散热功耗。现网不支持风扇智能调速的设备可通过升级软件并同时更换新风扇盒来实现此功能。

6.冷热电三联供技术

燃气冷热电三联供系统是指以天然气为主要燃料带动燃气发电设备(燃气轮机、燃气内燃机等)运行，产生的电力满足用户的电力

需求，同时系统排出的废热通过余热回收利用设备(余热锅炉、吸收式制冷机组等)向用户供热、供冷。

通常大型发电厂的发电效率为35%-55%，如果扣除厂用电和线损率，终端的利用效率最高能达到47%。作为一种分布式能源形式，燃气冷热电三联供系统可以避免上述损失，其终端用户的能源利用效率最高可达到90%。发展该系统以及其他分布式能源系统可以大幅度提高社会能源利用效率，大量节省了一次能源(市电)。通过发电机配套余热嗅化锉吸收式制冷机产生7℃的冷水供机房专用空调，减少机房空调电耗，这也是三联供给系统与其他发电机组最大的不同。

移动机房楼全年具有比较稳定的发热量和耗电量，且用电负荷相对稳定，适宜采用冷热电三联供系统。

7.基站太阳能利用技术

太阳能光伏发电是通过太阳能电池吸收光能后变成电能输出。一个完整的光伏发电系统由太阳能电池方阵(也称光伏方阵)、充放电控制器、蓄电池组、支架、功能电路单元等组成，其中不同电压等级、电流大小、功率输出的太阳能电池方阵由若干块光伏组件经串并联后组成。

太阳能电池组件是由多个晶体硅电池单体串并联并严格封装而成，其中电池单体在太阳的照射下可发生光电效应而产生一定的电压和电流，经电缆传导至充电控制器。