開(kāi)關(guān)電源節能原理及現網(wǎng)設備節能改造

1 節能意義及運營(yíng)商的壓力

近年來(lái)，環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到大家的重視，世界經(jīng)濟論壇《2007年全球風(fēng)險報告》中指出：氣候變化將成為21世紀全球面臨的最嚴重挑戰之一。中國政府在節能減排上有明確的規劃，要求“十一五”期間，單位國內生產(chǎn)總值能耗降低20%，主要污染物排放總量減少10%。通訊行業(yè)同樣面臨著(zhù)嚴峻的節能減排壓力，各運營(yíng)商近幾年來(lái)越來(lái)越關(guān)注設備的節能，并且把節能作為重要的戰略任務(wù)來(lái)抓。在這個(gè)背景下，對于開(kāi)關(guān)電源，同樣提出了極高的節能要求，紛紛尋找節能的產(chǎn)品和現網(wǎng)設備的節能改造方法。

2 開(kāi)關(guān)電源節能的原理

電源的節能有兩個(gè)方法，第一個(gè)最直接的節能方式是提升整流器效率。從開(kāi)關(guān)電源的出現到現在，一直都是所有電源人努力的方向，從最初的80%提升到現在的90%以上，近一年多，已經(jīng)出現96%以上效率的整流器。相信隨著(zhù)器件成本的下降和技術(shù)進(jìn)一步成熟，不久將得到規模應用。效率提升如圖1所示。

圖1 整流器效率提升

開(kāi)關(guān)電源節能的另一個(gè)方法是，在整流器效率曲線(xiàn)固定的情況下，通過(guò)模塊的休眠提升系統實(shí)際的工作效率。以50A模塊為例，負載10A時(shí)，效率為87%-88%，負載40A時(shí)，效率超過(guò)93%，這兩者之間能耗節省超過(guò)5%。其原理如圖2所示。

圖2 電源負載-效率曲線(xiàn)

整流器休眠的實(shí)現方法是：通過(guò)監控單元，自動(dòng)檢測負載電流大小，根據需要開(kāi)啟整流模塊，讓另外的模塊進(jìn)行休眠，從而實(shí)現節能。 其過(guò)程如圖3所示。

圖3 模塊休眠節能原理圖

3 現網(wǎng)設備節能改造的建議

開(kāi)關(guān)電源休眠節能的方法最近兩年才開(kāi)始使用，對于三大電信運營(yíng)商幾十萬(wàn)套現網(wǎng)老設備并不具備這個(gè)功能。是否進(jìn)行節能改造和以什么原則進(jìn)行改造是大家關(guān)心的問(wèn)題，我們的建議是成本回收和社會(huì )效益相結合的原則進(jìn)行改造。以配置200A(4個(gè)50A模塊)的開(kāi)關(guān)電源為例進(jìn)行分析，數據如表1。設備改造成本為1000元/站點(diǎn)，電費0.9元/kWh。

表1 不同負載率下的節能數據

從表1可知，負載率小于25%的站點(diǎn)非常具有改造的價(jià)值，大約1年左右就能收回成本，且節能效果非常明顯;負載率25%～40%的站點(diǎn)可以根據情況選擇改造，一般需要2年左右才能收回成本，在資金比較充裕的情況下可以進(jìn)行，畢竟有社會(huì )效益; 負載率40%以上的站點(diǎn)不建議改造，因為節能效果比較小，成本回收期非常長(cháng)。

4 現網(wǎng)設備節能改造案例

中興通訊從2008年5月～2010年3月近2年的時(shí)間，先后對國內三大電信運營(yíng)商十幾個(gè)省份的兩萬(wàn)多個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行了模塊休眠節能改造。從改造后測試的數據分析，實(shí)際節能效果同理論計算基本吻合。以云南某運營(yíng)商5個(gè)站點(diǎn)的節能改造為例進(jìn)行說(shuō)明，如表2所示。

表2 云南某運營(yíng)商5個(gè)站點(diǎn)節能測試數據

從以上理論分析數據和云南實(shí)際改造的數據綜合分析看，對于現網(wǎng)負載率小于40%的站點(diǎn)具備較好的改造前景，改造后節能效果明顯。中興通訊在對運營(yíng)商的節能改造過(guò)程中發(fā)現，現網(wǎng)電源設備在電網(wǎng)正常時(shí)的負載率分布如表3所示。

表3 不同負載率的基站站點(diǎn)比例

負載率20%以下20%～40%40%以上

站點(diǎn)所占比例25%50%25%

從表3可以看出，負載率40%以下的站點(diǎn)占比達到75%，因此節能改造的應用前景非常大。截至2009年底，三大運營(yíng)商現網(wǎng)基站累計數近70萬(wàn)個(gè)，有改造意義的站點(diǎn)有50萬(wàn)套，即使每個(gè)站點(diǎn)改造后每天節能2kWh，50萬(wàn)基站每天可以節省電能100萬(wàn)kWh，每年節電3.65億kWh，具備很高的經(jīng)濟價(jià)值和社會(huì )效益。