通信電源休眠節(jié)能技術應用

1、3G3G基站通信電源休眠節(jié)能技術應用基站通信電源休眠節(jié)能技術應用作者:金立標來源:《通信技術與標準》2009年電源?？l(fā)布時間:20091126摘要：本文針對基站內設備的耗能情況，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)能技術原理。在此基礎上，結合通信電源休眠節(jié)能技術在實驗室的檢測數(shù)據(jù)以及在3G基站進行的實際應用結果，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)能技術在實際應用中的注意事

2、項及相關建議。關鍵詞：基站能耗電源節(jié)能休眠安全一、概述電信運營企業(yè)中節(jié)能減排的工作重點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房的節(jié)能工作重點，主要是空調節(jié)電、通信設備節(jié)電和機房環(huán)境通風隔熱等節(jié)電措施。根據(jù)通信基站的設備配置和實際運行狀況統(tǒng)計，基站內的能耗分配基本如下。通信主設備耗電約占43%，空調用電約占46%，通信電源設備耗電約占8%，機房配電照明約占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備和機房空調的節(jié)電工作，但通信電源的節(jié)電同樣會進一步降低前級交流配電和機房空調的能耗，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。對開關電源的節(jié)能措施，除了通過技術改進提高不同負載率時整流模塊的整體效率特性、降低模塊功耗等措施，還可通過對開關電源的能效管理來實現(xiàn)節(jié)能。通過對電源模塊的休眠管理，提高運行模塊的負載率，可以更加合理地利用開關電源的功率曲線，可以實現(xiàn)很好的節(jié)能效果。本文重點結合基站開關電源的智能

4、休眠節(jié)能試驗及在3G基站的實際應用，對通信電源的節(jié)能效果進行探討。二、通信電源的休眠節(jié)能原理通信電源節(jié)能的關鍵是要提高系統(tǒng)的整體效率。圖1是典型的通信電源設備在不同負載率下的效率曲線。從圖示效率曲線可以看出，通信電源設備的效率隨著負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)的最大負載和蓄電池充電電流及N1備份等因素考慮配置的。實際運行中，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，大部分時間內電源系統(tǒng)工作

5、在50%以下負載率較低的區(qū)間，在基站話務較低的情況下，電源系統(tǒng)的負載率會進一步降低。因此，電源系統(tǒng)的整流模塊大部分時間負載率很低，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，通過改進電源系統(tǒng)監(jiān)控模塊的管理功能，實現(xiàn)整流模塊的智能休眠，使開關電源系統(tǒng)工作在最佳效率區(qū)間，可以提高電源系統(tǒng)效率，從而達到節(jié)能的目的。模塊負載率（模塊負載率（%）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，進行休眠節(jié)能試驗的兩種基站電源的平均負載率都在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1500萬元左右。此外還不包括電源能耗降低引起空調能耗的降低。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，試驗結果還說明，通過改進產(chǎn)品設計和生產(chǎn)技術降低整流模塊的靜態(tài)功耗，同樣可以實現(xiàn)明顯的節(jié)能效果。在進行設備采購時，也可以作為一項主要節(jié)能指標進行評價。圖3是從動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)獲得的“鹽城3”基站的4個整流模塊的負載電流曲線。對應表1數(shù)據(jù)，系統(tǒng)負載總電流為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閉以及停電復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點開始模塊3休眠關閉，另外3個模塊工作電流增至20A左右；B點開始進行交流停電，模塊全部關閉；C點恢復交流供電，4個整流模塊全部開啟，停止休眠，同時分擔負載電流和蓄電池充電電流。每個模塊最大電流達到約40A；到達D點后，電池充滿，模塊電流開始下降；到達E點后，模塊4電流降至零，完全實現(xiàn)軟關斷休眠，由另外3個模塊均流供電，每個模塊電流恢復至停電前的20A左右。從此

10、曲線可以看出，休眠模塊在停電復電后，能夠及時開啟恢復工作。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，相關數(shù)據(jù)見表2。表2不同負載率時系統(tǒng)效率模塊負載率模塊負載率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。從以上實驗結果可看出，采用休眠節(jié)能技術后，電源系