朱筆揮　劉琦　鄭宏闊　韓輝

【摘要】? ? 隨著我國通信科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，通信技術(shù)已經(jīng)融入社會中的各個(gè)領(lǐng)域里，并在這些領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮了巨大的作用，加快了這些領(lǐng)域行業(yè)對社會高速建設(shè)和發(fā)展的推動(dòng)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(yīng)，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(lǐng)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(diǎn)。本文通過通信電源現(xiàn)階段的情況進(jìn)行全面闡述，結(jié)合節(jié)能減排的特點(diǎn)要素對其進(jìn)行解刨研究與分析，并利用相關(guān)的設(shè)備和它在真實(shí)工作的應(yīng)用情況，提出通信電源在保持平穩(wěn)運(yùn)行與高效工作模式中的節(jié)能減排措施。

【關(guān)鍵詞】? ? 通信技術(shù)? ? 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(wù)，它也是我國現(xiàn)階段的基本國策之一，并通過促進(jìn)增強(qiáng)企業(yè)和社會的環(huán)境保護(hù)與節(jié)能減排意識，為我國的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。為了創(chuàng)造新型環(huán)境友好的企業(yè)，并堅(jiān)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(shí)力。通信技術(shù)領(lǐng)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(shí)踐工作，并將各項(xiàng)節(jié)能減排工作措施有效地落實(shí)到地中。

通信電源需要提供通信技術(shù)設(shè)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(diǎn)，才能符合通信設(shè)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(shè)備良好的工作需求，是保證通信設(shè)備的正常穩(wěn)定有序運(yùn)行的基本需求，而高效率是對企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的追求。因此，在通信行業(yè)和網(wǎng)絡(luò)需求量快速增長的背景下，高效性的通信電源設(shè)備是當(dāng)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(shù)中的通信電源的表現(xiàn)形式主要有如下幾種形式：

1.開關(guān)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(shè)計(jì)方案中，是通信電源應(yīng)用最廣泛的形式。

2.線性電源，它具有技術(shù)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(diǎn)，但是其體積較大、輸入電壓的要求范圍較大的缺點(diǎn)，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(jìn)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。

通過對上述的三種通信電源形式以及它們在真實(shí)工作環(huán)境中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，開關(guān)電源在通信電源真實(shí)應(yīng)用中占據(jù)了重要的地位，它的關(guān)鍵技術(shù)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(guān)電源通過使用均流技術(shù)，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(shè)備的正常運(yùn)行工作。

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

最后，通過功率因數(shù)校正技術(shù)，提升開關(guān)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(shù)的不斷發(fā)展，電子元器件已經(jīng)向高功率、價(jià)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(guān)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(guān)電源的效率，其電子元器件的設(shè)計(jì)和制造工藝就成為了制約提升的關(guān)口，但是大力開發(fā)設(shè)計(jì)或改進(jìn)制造工藝不符合企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效率。所以，設(shè)備在保持原有功能性能效率的情況下，降低制造和運(yùn)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(yùn)維上的情況進(jìn)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(zhuǎn)換效率。因?yàn)楦鱾€(gè)通信設(shè)備是通過級聯(lián)響應(yīng)，而通信電源處于節(jié)能環(huán)節(jié)的終端，所以需要重點(diǎn)對通信電源進(jìn)行節(jié)能措施的優(yōu)化改進(jìn)。

對通信電源的節(jié)能意義在如下幾點(diǎn)：

1.通信設(shè)備的電源能耗降低，可以達(dá)到節(jié)能的目的;

2.通過通信設(shè)備機(jī)房的能耗聯(lián)動(dòng)響應(yīng)，通信電源能耗降低后，散發(fā)的熱量也會相應(yīng)減少，從而帶動(dòng)空調(diào)的能耗也會降低;

3.通信設(shè)備的體積變小后，可以減少機(jī)房空間的體積，也帶動(dòng)了空調(diào)能耗的降低，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

通信技術(shù)企業(yè)通過對開關(guān)電源的相關(guān)工作特性、基站開關(guān)電源整流模塊的搭配設(shè)計(jì)、基站直流負(fù)荷變化情況以及開關(guān)電源的工作運(yùn)行特性等進(jìn)行研究和分析，結(jié)合對通信電源的整流模塊的高效運(yùn)維和節(jié)能減排工作要求，提出關(guān)于動(dòng)態(tài)調(diào)整開啟基站開關(guān)電源整流模塊個(gè)數(shù)的運(yùn)行方式，實(shí)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(gè)方面，對通信電源的節(jié)能減排措施過程進(jìn)行介紹。

2.1 開關(guān)電源

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

2.2 基站直流負(fù)荷變化情況

基站開關(guān)電源直流輸出負(fù)荷主要分為蓄電池組充電負(fù)荷和基站通信設(shè)備負(fù)荷兩部分組成。在對基站進(jìn)行浮充的情況中，開關(guān)電源直流輸出負(fù)荷，主要是依據(jù)基站工作量的需求變化而進(jìn)行動(dòng)態(tài)的變化，其直流負(fù)荷的變化范圍幅度和大小，是依據(jù)通信設(shè)備的載頻分配、周邊環(huán)境情況來進(jìn)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(fù)荷數(shù)據(jù)變化統(tǒng)計(jì)，得出其差異性。

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

2.3 基站開關(guān)電源整流模塊設(shè)計(jì)

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

經(jīng)過比較分析，該企業(yè)的開關(guān)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(guān)電源的工作特點(diǎn)

通信電源的開關(guān)電源整流模塊的配置方式是按其工作最大直流負(fù)荷的N+1個(gè)進(jìn)行配置?；镜闹绷髫?fù)荷一般分為兩部分，其一是蓄電池充電負(fù)荷，其二是基站通信設(shè)備用電負(fù)荷。

蓄電池充電負(fù)荷的變化范圍值一般比較大，其在全年的時(shí)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(shí)間都是在短短的幾個(gè)小時(shí)之間，但是在均勻充電的狀態(tài)中，電流可以高達(dá)100A以上?；就ㄐ旁O(shè)備用電負(fù)荷全年的時(shí)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(dòng)值較小。

因此，相對開關(guān)電源來說，在保持并滿足基站最大范圍值的直流負(fù)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(fù)荷的變化情況，進(jìn)行對應(yīng)的發(fā)生變化。

2.5 整流模塊的動(dòng)態(tài)工作情況

通過對基站的直流負(fù)荷情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，然后動(dòng)態(tài)調(diào)整開啟對應(yīng)數(shù)量的開關(guān)電源整流模塊，讓開關(guān)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(guān)電源整流模塊就處于斷電或者是休眠狀態(tài)，從而同時(shí)達(dá)到使用整流模塊和冗余整流模塊可以進(jìn)行交替工作狀態(tài)。在開關(guān)電源啟動(dòng)蓄電池的均勻充電工作中時(shí)，通信設(shè)備系統(tǒng)就可以通過直流負(fù)荷的變化情況，對斷電或休眠冗余整流模塊進(jìn)行開啟工作模式，在均勻充電完畢后，自動(dòng)關(guān)閉相應(yīng)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(shí)縮短了整流模塊的實(shí)際工作時(shí)長，并增大了模塊的工作使用壽命，并節(jié)省了模塊的運(yùn)營和維修時(shí)間和成本。而且這樣的動(dòng)態(tài)調(diào)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(dòng)降低機(jī)房中的空調(diào)能耗，達(dá)到節(jié)能的目的。

三、 結(jié)束語

本文是通過現(xiàn)有的通信開關(guān)電源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使其達(dá)到節(jié)能減排的目的，在保證開關(guān)電源的高穩(wěn)定性、高可靠性以及高效性工作運(yùn)行的情況下，對其進(jìn)行能耗的減小和使用壽命的增加的設(shè)計(jì)改進(jìn)，是在低成本優(yōu)化改進(jìn)中的性價(jià)比較高的使用性設(shè)計(jì)。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(xiàn)

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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。