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通信網(wǎng)動力需求及開關(guān)電源發(fā)展趨勢探討

通訊電源是通訊網(wǎng)絡(luò)的要害根底設(shè)備。在通訊網(wǎng)絡(luò)開展前期選用的相控整流電源滿意的僅僅根本的穩(wěn)壓供電需求,而在通訊作業(yè)大開展的十幾年中,通訊電源職業(yè)在微弱需求股動下閱歷了疾速革新?v觀通訊電源開展過程,其商品前進首要受兩個要素影響:電力電子技能和通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對動力渠道的需求。在現(xiàn)階段,除了以上兩個推進通訊電源商品開展的要素之外,節(jié)能減排需求是通訊電源商品最重要的技能導(dǎo)向,也是對公司社會職責(zé)的需求。

 

  通訊電源設(shè)備作為要害的根底設(shè)備,在通訊網(wǎng)絡(luò)運用中需求歸納思考建造本錢、運轉(zhuǎn)本錢、技能先進性、穩(wěn)定性、環(huán)保等各個方面。自工業(yè)和信息化部發(fā)放3G車牌以來,運營商之間全事務(wù)、全方位的競賽格式現(xiàn)已構(gòu)成,國內(nèi)通訊職業(yè)正在閱歷商場格式的深遠(yuǎn)改動。

 

  二、通訊電源技能與運用開展進程

 

  通訊電源技能的開展與通訊設(shè)備、商用通訊網(wǎng)絡(luò)的開展休戚相關(guān)。20世紀(jì)70年代,網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備簡直悉數(shù)選用模仿技能,輸入電壓規(guī)劃窄,裝備的開口式鉛酸蓄電池組需求添加尾電池,對電源設(shè)備輸出特性需求簡略,而對輸入特性簡直沒有需求。這一時期的通訊電源首要選用相控整流技能,通常功率在80%以下,功率因數(shù)低于0.85,諧波高于30%,且體積巨大。

 

  20世紀(jì)80年代,跟著能夠?qū)掚妷汗╇姷臄?shù)字程控交換機的引進,對供電質(zhì)量需求進步;另一方面,電力部門對用電設(shè)備輸入特性也越來越注重。1994年中國決議大規(guī)劃開展數(shù)字移動通訊網(wǎng)之后,網(wǎng)絡(luò)建造對電源設(shè)備提出了新的需求。1994年,在原郵電部需求通訊職業(yè)推行運用高頻開關(guān)電源以代替相控電源之后10年時間內(nèi),作為第三代通訊電源的智能高頻開關(guān)電源現(xiàn)已完成對第二代通訊電源的代替晉級,在商品規(guī)劃、本錢操控、制作才能、質(zhì)量操控等各方面具有適當(dāng)?shù)某墒於龋杏玫闹瘟松逃猛ㄓ嵕W(wǎng)絡(luò)的牢靠運轉(zhuǎn)。

 

  三、第四代通訊用直流電源

 

  當(dāng)前在網(wǎng)運用的高頻開關(guān)電源大多選用軟開關(guān)技能,功率已較相控電源進步了10%以上,平常較低負(fù)載率運轉(zhuǎn)功率可到達(dá)85%左右。2008年以來,操控技能和器材技能的前進使得更合理的拓?fù)涞靡赃\用,以整流器功率高于96%為明顯標(biāo)志的第四代電源商品開端商用。4年以來,高效電源有了更大的技能前進,商品成熟度現(xiàn)已徹底滿意通訊職業(yè)需求。干流廠商現(xiàn)都能夠出產(chǎn)高功率開關(guān)電源商品,有些職業(yè)搶先的廠家現(xiàn)已推出了峰值功率高于98%的整流模塊(為表述便利,下文將第四代通訊用直流電源稱為高效直流電源)。

 

      四、第四代通訊用直流電源的運用狀況

 

  國內(nèi)電信運營商從2010年開端選用高效直流電源,從運用作用來看,高效直流電源具有更高的牢靠性、環(huán)境適應(yīng)才能,并能夠有用的下降基站能耗。

 

  1)更高的牢靠性

 

  因為商品的能耗下降,所以高效直流電源的發(fā)熱量下降。比較通常功率電源,高效直流電源發(fā)熱量下降50%以上。如圖1所示,在機房溫度25℃~35℃時,高效模塊內(nèi)部要害器材(整流橋、開關(guān)器材、主變壓器、電解電容)的溫度比較普效模塊下降約5℃~15℃,然后壽數(shù)得到進步。其間對溫度最為靈敏的電解電容,壽數(shù)可進步40%以上。從實踐運用的故障率統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,第四代通訊電源商品比通常功率商品低10%~20%。

 

 

  圖1 普效與高效模塊熱規(guī)劃、運轉(zhuǎn)溫度、壽數(shù)比照

 

  2)非常好的環(huán)境適應(yīng)才能

 

  跟著節(jié)能減排的深化,基站運轉(zhuǎn)溫度逐漸進步,以最大極限的削減制冷能耗。在長時間實驗獲得杰出作用之后,進步站點空調(diào)的作業(yè)溫度現(xiàn)已變成運營商節(jié)能減排的重要手法。

 

  中國移動公布的《關(guān)于中國移動“2011年綠色行動計劃”作業(yè)的輔導(dǎo)定見》中需求80%的基站運轉(zhuǎn)溫度進步到30℃,20%的基站運轉(zhuǎn)溫度進步到35℃。而跟著WLAN、FTTx的建造,網(wǎng)絡(luò)不斷深化,裝置于弱電井、樓梯間等缺少專門的環(huán)境調(diào)理設(shè)備場合的站點越來越多,溫度、濕度、空氣潔凈度都無法保證。另一方面,戶外型站點因為搭站速度快,出資運轉(zhuǎn)本錢低,近年開展也呈上升態(tài)勢。站點的開展需求電源設(shè)備具有愈加杰出的環(huán)境適應(yīng)性。

 

  基站現(xiàn)網(wǎng)運用的直流電源答應(yīng)作業(yè)溫度規(guī)劃通常是-5℃~40℃,且日平均氣溫不高于35℃。而高效模塊數(shù)字化程度的進步和發(fā)熱量的明顯下降為愈加優(yōu)化的熱規(guī)劃供給了能夠,55℃下可滿載輸出的商品也已在市道呈現(xiàn),最高答應(yīng)作業(yè)溫度答應(yīng)到達(dá)65℃。直流電源作業(yè)溫度規(guī)劃的進步,能夠讓電源設(shè)備正常作業(yè)于弱電井、樓梯間等缺少專門的環(huán)境調(diào)理設(shè)備的場合,也能夠使電源設(shè)備正常作業(yè)于戶外型站點。各廠商的通常功率直流電源在這些場景下作業(yè)時,故障率遍及添加30%以上,選用高效直流電源往后,故障率大大下降,能夠與通常功率模塊在有空調(diào)站點運轉(zhuǎn)的故障率相等。

 

  選用高效直流電源,能夠為通訊網(wǎng)絡(luò)的深度掩蓋供給非常好的供電保證。

 

       3)更低的能耗水平

 

  全球氣候變暖對國際的影響現(xiàn)已越來越深化,節(jié)能減排是全球每個公司和每自己應(yīng)當(dāng)承當(dāng)?shù)纳鐣氊?zé)。1992年經(jīng)過的《聯(lián)合國氣候改動結(jié)構(gòu)條約》和1997年經(jīng)過并于2005年收效的《京都議定書》強化了全社會一切集體、安排、公司和自己的職責(zé)。

 

  另一方面,2008年以來通訊網(wǎng)絡(luò)再次高速開展,2011年末三大運營商基站總量已達(dá)180萬,較2008年添加近4倍。盡管多載波功率放大、分布式基站等技能的廣泛運用有用下降了單站點能耗,電費依然變成運營商歸納本錢傍邊添加最快的有些。通訊網(wǎng)絡(luò)能耗的進一步下降變成運營商實行社會職責(zé)和下降運營本錢的一起需求。詳細(xì)到開關(guān)電源商品,最首要的技能方針是進步其動力變換功率。

 

  當(dāng)前,通常功率直流電源首要的節(jié)能手法為休眠節(jié)能,平常作業(yè)功率約為90%,另有約20%站點的電源設(shè)備因建造較早無法運用該技能,實踐運轉(zhuǎn)功率更低,約85%。而高效直流電源體系作業(yè)功率可到95%以上。

 

  站點的實踐運轉(zhuǎn)狀況的比照數(shù)據(jù)見表1,三個基站負(fù)荷均為2103W,別離選用高效直流電源、通常功率直流電源和前期直流電源。

 

                                           表1    基站選用不一樣電源能耗比照

 

  *:此處空調(diào)制冷耗電是指在主設(shè)備和其他設(shè)備之外,開關(guān)電源設(shè)備耗電而導(dǎo)致空調(diào)制冷的耗電量。

 

  按以上實踐的運轉(zhuǎn)測驗狀況核算,基站因選用高效電源所添加出資,兩年左右能夠回收;選用高效電源改造老舊站點,兩年半即可回收設(shè)備出資。當(dāng)前高效開關(guān)電源收購本錢比通常功率開關(guān)電源商品添加較多,首要原因國內(nèi)收購高效模塊較少,在廠家完成規(guī)劃化的出產(chǎn)之后,出資報答周期將進一步縮短。

 

  除已選用高效的約站點外,全網(wǎng)其他約160萬站點如選用高效開關(guān)電源代替現(xiàn)有電源,年可節(jié)約用電約29億度。除基站外,國內(nèi)全網(wǎng)還有約5萬套分立電源,當(dāng)前能效水平遍及不高,且不適用休眠節(jié)能功用,如悉數(shù)選用高效電源,年可節(jié)約用電也將超越20億度。能夠看到,盡管單站年節(jié)電僅幾千度,但滴水成海,第四代電源的功率進步關(guān)于日益巨大的通訊網(wǎng)絡(luò)能耗操控含義特殊。

 

      4) 第四代通訊電源國內(nèi)開展?fàn)顩r

 

  盡管運用作用極好,但國內(nèi)運營商高效直流電源的收購規(guī)劃一向不高于直流電源總量的10%,分立式電源中高效電源的收購份額更低。國內(nèi)運營商本錢開支壓力逐年增大,對設(shè)備收購的前期投入操控較嚴(yán)。選用高效直流電源前期投入每套電源添加3000~4000元,可是從長遠(yuǎn)來看,其TCO要大大優(yōu)于選用通常功率直流電源,通常狀況下,兩年左右即能夠回收前期添加的設(shè)備出資。

 

  國內(nèi)通訊職業(yè)還處于開展期,電源設(shè)備的運用依然堅持較大規(guī)劃;現(xiàn)有開關(guān)電源運用時間最長超越了15年,往后將逐漸進入代替更換期。關(guān)于國內(nèi)通訊職業(yè)的開關(guān)電源運用,應(yīng)改動以賤價為導(dǎo)向的收購形式,需求歸納思考建造本錢、運轉(zhuǎn)本錢、技能先進性、穩(wěn)定性、環(huán)保等各個方面。作為大型國有公司,電信運運營商應(yīng)自動承當(dāng)社會職責(zé)。主張在往后的集采中中止收購普效電源商品,全部收購第四代高功率電源商品;關(guān)于在網(wǎng)老舊設(shè)備,選用第四代高功率電源商品分批進行逐漸更換。

 

  五、 國際首要運營商能耗及電源運用狀況

 

  依據(jù)各自年報,中國運營商和歐洲首要運營商單位收入的能耗狀況見表2和表3。盡管各運營商各自的事務(wù)構(gòu)成、事務(wù)資費、能耗本錢對該能效值存在影響,但仍可看出咱們的能耗水平還遠(yuǎn)高于歐洲同行,這也闡明咱們的節(jié)能降耗還有較大的進步空間。

 

  表2 中國運營商單位收入能耗狀況

 

  表3 歐洲首要運營商單位收入能耗狀況

 

  另一方面,當(dāng)前在國內(nèi)的通訊電源設(shè)備收購中,商品的功率目標(biāo)并未得到充沛注重,實踐收購的電源商品仍以第三代通常功率電源商品為主。相比照之下,歐洲首要運營商在2011年起,高功率電源設(shè)備的收購份額即到達(dá)了80%以上,遠(yuǎn)高于國內(nèi)運用份額。近年國外首要運營商通訊電源投標(biāo)功率目標(biāo)需求見表4。

 

  表4 國外首要運營商通訊電源投標(biāo)功率目標(biāo)需求

 

  六、 結(jié)束語

 

  電信職業(yè)重組后運營商的競賽格式正在閱歷改動,日益巨大、不斷深化開展的通訊網(wǎng)絡(luò)關(guān)于承載其運轉(zhuǎn)要害設(shè)備的通訊電源也提出了新的需求。能耗、體積、環(huán)境適應(yīng)性等特性影響到整個網(wǎng)絡(luò)的布置、牢靠性和商用價值,正越來越遭到運營商重視。得益于器材、操控技能和電力電子拓?fù)溲杏懙陌l(fā)展,新一代數(shù)字化高功率通訊電源設(shè)備適應(yīng)這些需求,正在變成承載通訊網(wǎng)絡(luò)的首要力氣,也是完成節(jié)能減排的首要技能手法。 

  

 

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