在LTE時(shí)代，站點(diǎn)間距小，需要部署海量站點(diǎn)進(jìn)行全國(guó)覆蓋。如何在保障站點(diǎn)供電不中斷的前提下降低巨額供電成本，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能減排戰(zhàn)略目標(biāo)，成為通信商面臨的新挑戰(zhàn)。
電網(wǎng)質(zhì)量差，環(huán)境惡劣，成為不間斷供電絆腳石
隨著通信站點(diǎn)下移，室外建站成為主流。電網(wǎng)質(zhì)量差、環(huán)境惡劣，傳統(tǒng)供電方式功能受到限制，故障率高。據(jù)多個(gè)地市對(duì)基站故障原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，供電系統(tǒng)相關(guān)問(wèn)題占網(wǎng)絡(luò)中斷因素的50％以上。
我國(guó)電網(wǎng)雖為一類區(qū)域，但城鄉(xiāng)供電質(zhì)量參差不齊，電源系統(tǒng)不能充分保障主設(shè)備供電質(zhì)量；室外電源溫控能力和耐溫水平不足，曾導(dǎo)致2012年某省發(fā)生網(wǎng)絡(luò)大面積中斷事故；鹽霧、腐蝕性氣體和灰塵等引起電源提前故障或損壞亦不鮮見。
能源成本侵蝕業(yè)務(wù)收入，降低能耗是運(yùn)營(yíng)商的新挑戰(zhàn)
近五年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量每年增長(zhǎng)超過(guò)100％，相應(yīng)能耗每年增長(zhǎng)10～20％。電信行業(yè)收入增長(zhǎng)僅為個(gè)位數(shù)，部分運(yùn)營(yíng)商虧損，增量不增收問(wèn)題凸顯。通過(guò)分析運(yùn)營(yíng)商能耗占年收入的比例，歐洲平均1.1%，而中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商平均高達(dá)4％。能耗收入比每升高1％，運(yùn)營(yíng)商利潤(rùn)率就減少一個(gè)百分點(diǎn)，如何降低能源成本是運(yùn)營(yíng)商普遍面臨的挑戰(zhàn)。
全I(xiàn)P化的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)趨于扁平，底端單個(gè)站點(diǎn)功率更小，中心機(jī)房功率更大。小功率電源效率長(zhǎng)期未被重視，效率低能耗高。核心機(jī)房功率可達(dá)100kW以上，如果繼續(xù)使用老舊電源，單套系統(tǒng)年浪費(fèi)電能達(dá)12萬(wàn)度。 核心機(jī)房與數(shù)據(jù)中心互相融合，交流負(fù)載比例快速上升，傳統(tǒng)UPS(Uninterruptable Power System, 不間斷電源系統(tǒng))采用1＋1備份模式，實(shí)際負(fù)載率甚至僅為80％以下，浪費(fèi)電能非常嚴(yán)重。
電網(wǎng)質(zhì)量好的區(qū)域，電源能耗約占全網(wǎng)能耗6％左右。市電差或無(wú)市電區(qū)域由于需要油機(jī)發(fā)電，能耗更高。在站點(diǎn)室外化的今天，室外電源或迷你機(jī)房的溫控能源也被作為電源能耗的一部分，溫控能耗遠(yuǎn)大于電源自身能源耗。站點(diǎn)能耗占運(yùn)營(yíng)商總能耗70％以上，降低站點(diǎn)能耗成為運(yùn)營(yíng)商最緊迫的需求。
電網(wǎng)好區(qū)域，高效電源成就高效站點(diǎn)
電源高效部件是站點(diǎn)節(jié)能的基礎(chǔ)，需要選用96％高效電源和高效溫控部件。
高效核心部件包括整流模塊和溫控部件。高效電源就是指模塊整流效率達(dá)到96%以上的電源，這是業(yè)界的共識(shí)。除了常用的30A、50A高效模塊外，小至15A大至100A模塊高效率在LTE時(shí)代更為更要。小站需要15A小功率模塊，采用效率96%以上的高效模塊，比業(yè)界常用的85%效率模塊減少70%能耗，100萬(wàn)個(gè)300W小站點(diǎn)，每年節(jié)省電能3.6億度。網(wǎng)絡(luò)扁平化使核心機(jī)房越來(lái)越集中，單臺(tái)電源額定功率可能達(dá)到360kW以上，所帶負(fù)載可能高達(dá)200kW。相比于傳統(tǒng)效率為92%的大電源系統(tǒng)，由高效100A模塊組成的電源每年可以省電12萬(wàn)度以上，相比效率僅為88%的老舊電源，節(jié)省更達(dá)24萬(wàn)度以上。對(duì)于室外電源來(lái)說(shuō)，高效溫控部件可帶來(lái)更多能耗節(jié)省。溫控系統(tǒng)簡(jiǎn)單而專業(yè)，基于熱仿真和流道設(shè)計(jì)，可使溫控部件散熱效率提升30%以上。優(yōu)選熱交換和空調(diào)智能一體化溫控部件，在避免腐蝕氣體和粉塵對(duì)設(shè)備危害的同時(shí)，最大化地降低溫控系統(tǒng)能耗。
高效系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)一步節(jié)能，需要低載高效的系統(tǒng)和安全的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式。
降低電源系統(tǒng)壓降、優(yōu)化部件帶載率，使電源總體效率更高。高功率密度設(shè)計(jì)可以減少機(jī)柜并聯(lián)，降低系統(tǒng)壓降，如通流電源單柜功率超過(guò)180kW、UPS單柜功率超過(guò)320kVA，單柜系統(tǒng)滿足多數(shù)負(fù)載需求。在直流供電領(lǐng)域，通過(guò)模塊休眠功能提高帶載率，從而達(dá)到提高系統(tǒng)效率的應(yīng)用已非常廣泛。在交流供電領(lǐng)域，采用模塊化UPS，比塔式機(jī)節(jié)能更顯著。模塊化設(shè)計(jì)方便擴(kuò)容，可以保持UPS較高的負(fù)載率；低載高效設(shè)計(jì)，可以讓UPS運(yùn)行在96％以上的最高效區(qū)間；2毫秒快速旁路與逆變切換技術(shù)，在市電好的機(jī)房可以直接使用安全的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式，效率更高達(dá)99％以上，100kW的負(fù)載，年最高節(jié)電30萬(wàn)度。
站點(diǎn)高效是整網(wǎng)節(jié)能的需要，分艙溫控的站點(diǎn)和模塊化中心機(jī)房PUE降至1.5以下。
迷你機(jī)房取代傳統(tǒng)室內(nèi)站點(diǎn)，良好的隔熱性能可以有效阻隔外部熱源對(duì)內(nèi)部環(huán)境的影響，減少無(wú)謂的能耗，成為站點(diǎn)高效的基礎(chǔ)。分艙溫控方式實(shí)現(xiàn)部件級(jí)精確溫控，避免無(wú)效的溫控能耗，使站點(diǎn)的能耗最小化，PUE(Power Usage Effectiveness，能源利用效率)低至1.3。機(jī)房采用模塊化的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施，冷熱通道完全隔離，運(yùn)用變頻行級(jí)空調(diào)，使核心機(jī)房和數(shù)據(jù)中心PUE降至1.5以下，同時(shí)有效消除局部過(guò)溫?zé)狳c(diǎn)，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
圖1 華為室外化站點(diǎn)解決方案
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