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国外运营商电源节能技术浅析

2013-05-03 09:44
天堂的苦涩
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  摘要:本文对国外运营商电源节能技术作一些分析和总结,并期望这些节能技术对国内运营商有所启发。

  关键词:节能减排  模块休眠技术  优化维护

  一、全球运营商面临节能挑战

  由于制造业的转移,欧洲电信运营商能耗位居所有企业之首,平均能源支出占年营业收入的1.1%。2011年,中国三大运营商电费约300亿元人民币,能源支出占年收入的比例平均超过3%,远高于欧洲,因此,较欧洲而言,有很大的节能改进空间。当前节能目标以强度指标为主,要求降低单位业务量能耗,由于个人通信已经基本普及,通信业务量难成继续以几何级数增长,所以节能目标的实现要依赖于总能耗的降低,节能压力凸显。

  二、电源产品节能特性日臻完善

  随着全球节能减排工作不断升级,电源节能技术逐步发展并日益完善,这主要体现在整流模块转换效率不断提升、配电系统损耗大幅度降低、充分利用监控功能提升电源系统整体效率、优化温控系统提高能量利用率等方面。

  (1) 模块整体高效,功率因数、谐波控制和耐温性能提升帮助节能

  整流模块是通信电源的核心部件,也是节能的关键。以无桥PFC为代表的高效拓朴技术大幅度提升整流转换效率,使开关电源效率能够达到96%以上。效率高于96%的整流模块称为高效模块已经成为业界共识。在通信电源行业内,2~4kW功率段整流模块效率最高点普遍可以达到高效水平,并有少数技术领先企业提供1kW以下单相和5kW以上三相高效整流模块,能使全网通信电源全部高效。

  除了通过提升转换效率直接提升电源节能特性,其它有助于节能的指标也有了进展。整流模块谐波控制能力有了显著进步,谐波电流含量从5%以上下降到3.5%以内,实际谐波电流由基波电流的33%下降至27%;得益于先进的有源功率因数校正电路,功率因数提升达到0.99以上,接近实际工作情况的半载功率因数也能达到0.98以上。由于谐波含量低、功率因数高,通信电源前端整个配电系统损耗降低5~10%,同时,也降低了交流输入配电系统配置要求。整流模块高温性能也能帮助节能,一些模块55℃仍能全额输出工作,达到75℃时仍可输出,在热带和亚热带区域的室外电源应用场景中,可用热交换代替空调作为设备柜的温控系统,温控系统能量显著节省。

  (2) 配电系统通过降低柜内、柜间和电缆压降减少能耗

  配电系统是技术进步最慢的环节,但技术不断进步能降低柜内压降。更少的压降就意味着更多的能耗节省,可通过免分流器诊流技术降低10~20mV左右的柜内压降,也可以通过减少铜排搭接的扭排技术进一步减少5~7mV压降,分立式电源采用中部并机技术也能降低5~10mV的柜间压降。在系统设计上,小功率场景采用内置电池的一体化电源,缩短电池电缆长度来降低电缆能量损耗;中大功率电源系统也尝试通过多组机柜内置小容量电池并联方式获得大容量系统,电源相对电池居中设计,使电池到负载的电缆最短,压降最小,损耗最低。

  (3) 监控系统通过模块和电池休眠技术节能,搭建零能耗动环监控

  监控技术发展最快,目前已普遍实现模块休眠技术提升电源系统实际效率。电池休眠是一种新技术,在电网质量较佳的区域自动减少浮充时长以提升电池使用寿命,同时也减少电池浮充时能量损耗。

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