文档介绍：基站降耗与通信电源休眠节能技术
摘要:本文根据基站设备工作状况,建立了基站能效逻辑的模型,根据此模型研究了基站能耗的级联效应。在此基础上重点研究了通信电源设备的节能问题,提出了通信电源的休眠节能技术,并给出通信电源系统采用休眠节能的实验和应用数据,应用结果表明了通信电源休眠节能模式对降低基站能耗的有效性。
关键词: 能耗模型级联效应电源节能,休眠模式
一、引言
随着网络规模的不断扩张,通信网络的核心设备、动力系统以及机房、基站等成倍增加,需要耗费大量的电能。此外,为了确保核心设备的正常运转,需要采用空调等设备控制室内的温度,又造成了较高的能耗。
目前,整个通信行业耗电达到200亿度以上。从可持续发展的角度,节能减排已成为衡量企业未来发展的重要指标。
本文从基站的能耗出发,分析了基站的能耗模型,提出了基站能耗中的级联效应。在此基础上对通信电源设备的节能进行了重点分析,提出了休眠节能模式并给出了实验室和实际站点的测试结果。结果表明,通信电源休眠节能模式可以有效的降低电源系统及基站能耗。
二、典型基站的能耗模型与级联效应
图1 基站能耗模型
根据基站的设备配置及实际运行状况统计,基站能耗分配如图1示。据统计,机房内主设备耗电量约占整个机房耗电量的43%,空调耗电量约占整个机房耗电量的46%,通信电源耗电量占机房耗电量的8%左右,剩余3%来自于机房配电及照明装置。
根据目前网上设备状况,各种设备的典型效率如下表1所示:
 
 
设备
基站嵌入电源
通信电源
配电照明
空调能效比
效率
72%
87% (30%负载)
98%

表1 机房设备典型效率
根据机房内设备的工作状况并结合表一中设备的典型参数,可以推出机房的能效逻辑图如图2 。
图2  机房的能效逻辑图
通信电源(AC/DC)本身不是空调的的下级设备,但是考虑到空调要对机房内的所有设备(包括空调自身)进行散热,因此可以把空调“等效为”插入机房所有设备前级。
从图2中机房的能效逻辑图可以看到,基站内设备功耗是有级联效应的,末端设备功耗会逐级放大。基站设备每节省一瓦电能,。同样,通信电源设备的能耗降低,也会降低机房配电及空调的能耗,因此,站点节能应从末端设备入手,逐渐的向前端推进。
三、通信电源设备节能
通信电源是通信局站的关键设备之一。从基站的能耗模型来看,通信电源占基站总能耗的8%左右。考虑能耗的级联效应,基站电源的降耗也会引起前端配电及空调耗电量的减少,因此,通信电源设备节能对机房的整体节能降耗有一定的实际意义。
图3  通信电源系统效率曲线
通信电源系统节能要从提高系统整体效率出发。图3为典型通信电源设备在不同负载率下的效率曲线。从该效率曲线可以看出,通信电源设备效率在从低负载率到高负载率呈增加趋势。考虑目前站点内通信电源的配置,整流模块的配置均包含了电池充电的容量。正常情况下,由于电池充电相对于整个系统工作来讲只有很短的时间。因此,大部分时间内电源系统工作在50%以下负载率较低的区间,在话务量较低的阶段,电源系统的负载率会进一步降低。因此,电源系统大部分时间没有工作在最佳的效率区间。
通过以上分析可以看出,通过电源系统控制使电源系统工作在最佳效率区间可以提高电源系统效率,从而达到节能的目的。