通信電源休眠節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

1、3G3G基站通信電源休眠節(jié)能技術(shù)應(yīng)用基站通信電源休眠節(jié)能技術(shù)應(yīng)用作者:金立標(biāo)來源:《通信技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)》2009年電源?？l(fā)布時間:20091126摘要：本文針對基站內(nèi)設(shè)備的耗能情況，提出了基站通信電源節(jié)電工作的必要性，介紹了通信電源休眠節(jié)能技術(shù)原理。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合通信電源休眠節(jié)能技術(shù)在實(shí)驗室的檢測數(shù)據(jù)以及在3G基站進(jìn)行的實(shí)際應(yīng)用結(jié)果，驗證了通信電源休眠節(jié)能模式對基站節(jié)能的有效性和可操作性。同時也提出了電源休眠節(jié)能技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的注意事

2、項及相關(guān)建議。關(guān)鍵詞：基站能耗電源節(jié)能休眠安全一、概述電信運(yùn)營企業(yè)中節(jié)能減排的工作重點(diǎn)主要是減少電力消耗。通信行業(yè)通過近年來開展的大量節(jié)能降耗的試驗和推廣工作，已基本明確了通信機(jī)房的節(jié)能工作重點(diǎn)，主要是空調(diào)節(jié)電、通信設(shè)備節(jié)電和機(jī)房環(huán)境通風(fēng)隔熱等節(jié)電措施。根據(jù)通信基站的設(shè)備配置和實(shí)際運(yùn)行狀況統(tǒng)計，基站內(nèi)的能耗分配基本如下。通信主設(shè)備耗電約占43%，空調(diào)用電約占46%，通信電源設(shè)備耗電約占8%，機(jī)房配電照明約占3%。對通信基站的節(jié)能減排工作

3、最核心的部分雖然是通信主設(shè)備和機(jī)房空調(diào)的節(jié)電工作，但通信電源的節(jié)電同樣會進(jìn)一步降低前級交流配電和機(jī)房空調(diào)的能耗，因此通信電源的節(jié)電也是基站降耗不可忽略的一個部分。對開關(guān)電源的節(jié)能措施，除了通過技術(shù)改進(jìn)提高不同負(fù)載率時整流模塊的整體效率特性、降低模塊功耗等措施，還可通過對開關(guān)電源的能效管理來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。通過對電源模塊的休眠管理，提高運(yùn)行模塊的負(fù)載率，可以更加合理地利用開關(guān)電源的功率曲線，可以實(shí)現(xiàn)很好的節(jié)能效果。本文重點(diǎn)結(jié)合基站開關(guān)電源的智能

4、休眠節(jié)能試驗及在3G基站的實(shí)際應(yīng)用，對通信電源的節(jié)能效果進(jìn)行探討。二、通信電源的休眠節(jié)能原理通信電源節(jié)能的關(guān)鍵是要提高系統(tǒng)的整體效率。圖1是典型的通信電源設(shè)備在不同負(fù)載率下的效率曲線。從圖示效率曲線可以看出，通信電源設(shè)備的效率隨著負(fù)載率的增加整體呈上升趨勢。在通信基站的電源配置中，一般都是按系統(tǒng)的最大負(fù)載和蓄電池充電電流及N1備份等因素考慮配置的。實(shí)際運(yùn)行中，蓄電池的充電時間對整個電源系統(tǒng)來講時間是很少的。因此，大部分時間內(nèi)電源系統(tǒng)工作

5、在50%以下負(fù)載率較低的區(qū)間，在基站話務(wù)較低的情況下，電源系統(tǒng)的負(fù)載率會進(jìn)一步降低。因此，電源系統(tǒng)的整流模塊大部分時間負(fù)載率很低，沒有工作在最佳效率區(qū)間。通過以上分析，對照電源系統(tǒng)的效率曲線可以看出，通過改進(jìn)電源系統(tǒng)監(jiān)控模塊的管理功能，實(shí)現(xiàn)整流模塊的智能休眠，使開關(guān)電源系統(tǒng)工作在最佳效率區(qū)間，可以提高電源系統(tǒng)效率，從而達(dá)到節(jié)能的目的。模塊負(fù)載率（模塊負(fù)載率（%）15.529.614.519.915.517.230.020.9普通模式日均

6、耗電（普通模式日均耗電（KWHKWH）50.3107.54567.664.779.491.378.5休眠模式日均耗電（休眠模式日均耗電（KWHKWH）47.894.340.760.957.272.189.973.1日節(jié)電度數(shù)（日節(jié)電度數(shù)（KWHKWH）2.513.24.36.77.57.31.45.4通過以上測試數(shù)據(jù)可以看出，進(jìn)行休眠節(jié)能試驗的兩種基站電源的平均負(fù)載率都在20%左右，更換節(jié)能管理芯片后，節(jié)電效果非常明顯。A電源平均每天節(jié)

7、電6.7度，B電源每天節(jié)電約5.4度。據(jù)此測算，每基站每月節(jié)電量為：（5.4～6.7）30=162～201KWH；平均每年每基站節(jié)電為：（5.4～6.7）3012=1944～2412KWH。按7000個基站計算，全年可節(jié)電1360.8～1688.4萬度，可節(jié)約電費(fèi)1500萬元左右。此外還不包括電源能耗降低引起空調(diào)能耗的降低。另外，對比“南京1”和“鹽城1”兩個基站的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，在相同的負(fù)載電流時，A、B兩種電源的靜態(tài)功耗也相差較大。兩

8、個試驗基站的系統(tǒng)負(fù)載電流都是31A，但電源系統(tǒng)的日均總耗電相差14.4KWH。因此，試驗結(jié)果還說明，通過改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)技術(shù)降低整流模塊的靜態(tài)功耗，同樣可以實(shí)現(xiàn)明顯的節(jié)能效果。在進(jìn)行設(shè)備采購時，也可以作為一項主要節(jié)能指標(biāo)進(jìn)行評價。圖3是從動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)獲得的“鹽城3”基站的4個整流模塊的負(fù)載電流曲線。對應(yīng)表1數(shù)據(jù)，系統(tǒng)負(fù)載總電流為60A，配置兩組500AH蓄電池。通過該曲線數(shù)據(jù)可以明顯看出電源模塊休眠關(guān)閉以及停電復(fù)電后全部開啟的工作狀態(tài)

9、。圖3中A段之前為4個整流模塊的正常均流工作狀態(tài)，每個模塊電流約為15A；A點(diǎn)開始模塊3休眠關(guān)閉，另外3個模塊工作電流增至20A左右；B點(diǎn)開始進(jìn)行交流停電，模塊全部關(guān)閉；C點(diǎn)恢復(fù)交流供電，4個整流模塊全部開啟，停止休眠，同時分擔(dān)負(fù)載電流和蓄電池充電電流。每個模塊最大電流達(dá)到約40A；到達(dá)D點(diǎn)后，電池充滿，模塊電流開始下降；到達(dá)E點(diǎn)后，模塊4電流降至零，完全實(shí)現(xiàn)軟關(guān)斷休眠，由另外3個模塊均流供電，每個模塊電流恢復(fù)至停電前的20A左右。從此

10、曲線可以看出，休眠模塊在停電復(fù)電后，能夠及時開啟恢復(fù)工作。原信產(chǎn)部通信電源檢測中心對A電源的休眠節(jié)能功能測試數(shù)據(jù)也表明：與正常工作模式相比，通信電源系統(tǒng)在智能休眠工作模式下具有節(jié)能功能，相關(guān)數(shù)據(jù)見表2。表2不同負(fù)載率時系統(tǒng)效率模塊負(fù)載率模塊負(fù)載率10%10%15%15%20%20%25%25%30%30%35%35%40%40%50%50%正常模式正常模式81.29%86.60%88.88%90.18%91.03%91.74%91.94

11、%92.24%節(jié)能模式節(jié)能模式91.10%91.79%91.97%92.05%91.96%92.19%91.97%92.27%節(jié)省功耗節(jié)省功耗（W）285.2211.3162.8117.472.541.74.82.4日均節(jié)電日均節(jié)電（度）（度）6.845.073.912.821.741.000.120.06表2為不同負(fù)載率時節(jié)能前后效率對比和節(jié)省功耗的測試數(shù)據(jù)，圖4為節(jié)能前后系統(tǒng)效率曲線。從以上實(shí)驗結(jié)果可看出，采用休眠節(jié)能技術(shù)后，電源系