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        開關(guān)電源高效模塊節(jié)能改造應(yīng)用

        2014-04-29 00:00:00孫艷民
        中國新通信 2014年23期

        【摘要】 本文通過對基站開關(guān)電源模塊配置進行改造,將高效模塊應(yīng)用在現(xiàn)網(wǎng)的開關(guān)電源設(shè)備中,在滿足目前現(xiàn)網(wǎng)實際應(yīng)用的前提下,實現(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)備的耗能主要為開關(guān)電源及空調(diào)的能耗,開關(guān)電源系統(tǒng)效率的高低決定了相同負載情況下開關(guān)電源耗電的高低,相比不計器件損耗,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到96%,且高效模塊的最高效率點出現(xiàn)在20%-90%負載率區(qū)間之內(nèi)。

        二、實施

        2.1節(jié)能改造技術(shù)原理

        在通信電源容量選擇時,需要保證負載最大功耗狀態(tài)下的供電,同時有足夠的容量用于電池充電,再考慮N+1冗余。這樣,系統(tǒng)日常運行時的負載率往往較低,無法達到標稱的系統(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)負載大小控制實際工作的整流模塊個數(shù),一套開關(guān)電源內(nèi)配置一個或兩個高效模塊,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)休眠只有一個模塊工作時也能夠保持最高工作效率,達到了提高系統(tǒng)效率的目的。該技術(shù)具有如下特點: 1、工作的整流模塊運行于最佳效率點附近。系統(tǒng)通過關(guān)閉部分整流模塊(休眠),將負載集中于少數(shù)幾個高效模塊。根據(jù)負載變化,動態(tài)調(diào)整實際運行的模塊數(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”功能,而是通過在整流模塊內(nèi)增設(shè)直流側(cè)輔助電源,使其在休眠時能夠完全關(guān)閉功率電路(包括DC/DC及AC/DC),從而使休眠模塊達到最佳的節(jié)能狀態(tài)。3、系統(tǒng)安全保護。當系統(tǒng)發(fā)生故障時,系統(tǒng)將自動從節(jié)能模式自動轉(zhuǎn)換為正常供電模式,待告警消除后模式又將自動進行切換。

        2.2改造具體實施方法

        艾默生開關(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。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新版本和處理相關(guān)參數(shù)設(shè)置。

        2.3改造試驗站相關(guān)數(shù)據(jù)

        試驗基站基本情況:

        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機柜RBS2206DC三個,TRU類型為DTRU,已開通EDGE。3G機柜普天1109A一個。

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

        測試數(shù)據(jù):

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

        2、改造后耗電量。7月11日我們現(xiàn)場加裝高效模塊并調(diào)整參數(shù)設(shè)置,開關(guān)電源開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,這臺開關(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。

        三、測試結(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,而負載電流又多在100A以下,模塊按照N+1的原則配置,N為(負載電流+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載容量的不斷增加,開關(guān)電源模塊的數(shù)量也相應(yīng)在增加。開關(guān)電源節(jié)能的效果取決于模塊數(shù)量及負載電流的大小,在浮充狀態(tài)下,相同負載電流的電源系統(tǒng)模塊開啟得越多,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)時給后備電池快速充電,模塊數(shù)量又不能缺少。從試驗數(shù)據(jù)上看,開關(guān)電源高效模塊節(jié)能技術(shù)很好的解決了這一問題,既能確保大容量電池在市電恢復(fù)后快速充電,又能在充電過后市電正常時降低開關(guān)電源無謂能耗,使模塊工作在最佳效率點,達到了節(jié)能的目的。數(shù)據(jù)顯示對電源設(shè)備進行高效模塊及節(jié)能混用改造,能夠達到節(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)量達到580臺,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,折合電費約80萬,而模塊成本一次性投資(每個基站使用1個,單價2650)153.7萬,模塊壽命12年,則預(yù)計在其生命周期內(nèi)能節(jié)約電費800萬左右。

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