通信電源的節(jié)能大趨勢(shì) - 全文

　　當(dāng)前，根據(jù)《通信局(站)電源系統(tǒng)總技術(shù)要求》(YD/T1051-2000)有三種供電系統(tǒng)組成：集中供電方式電源系統(tǒng)組成、分散供電方式電源系統(tǒng)組成、混合供電方式電源系統(tǒng)組成。

　　這三種供電方式電源系統(tǒng)組成一直長(zhǎng)期指導(dǎo)著通信電源的系統(tǒng)建設(shè)，至今仍然發(fā)揮著重要指導(dǎo)作用。

　　通信電源現(xiàn)狀分析

　　綜合、大型通信機(jī)樓供電容量急劇增大，供電系統(tǒng)趨向龐大、復(fù)雜化。

　　過(guò)去，在一個(gè)供電系統(tǒng)中，配置2-3臺(tái)變壓器，已算大系統(tǒng)了，而今，一個(gè)機(jī)房、一種業(yè)務(wù)其用電量獨(dú)占一臺(tái)變壓器、獨(dú)配一套發(fā)電機(jī)組，已屢見(jiàn)不鮮，已有配置12臺(tái)變壓器，配置6臺(tái)發(fā)電機(jī)組的供電系統(tǒng)。而今，一個(gè)通信機(jī)樓用電已達(dá)16000KVA,已有兩個(gè)高壓供電系統(tǒng)單獨(dú)供電，大有突破之勢(shì)。負(fù)荷需求急劇增加，勢(shì)必對(duì)原供電系統(tǒng)造成安全威脅，擴(kuò)容方案如何制定、如何實(shí)施?自備電源承載能力如何配置?如何確保龐大供電系統(tǒng)安全操作、運(yùn)行，都是發(fā)展中的變化因素。

　　單一直流供電模式向直流、交流(UPS)兩種供電模式發(fā)展。

　　在1990年前，通信設(shè)備以使用直流電源為主，很少使用交流。2000年以后，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展迅猛，IDC業(yè)務(wù)的發(fā)展，大容量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)似雨后春筍般出現(xiàn)，使用交流電源的服務(wù)器、路由器大量增加，造成交流供電(UPS)迅猛發(fā)展，交流(UPS)供電模式已由過(guò)去的弱勢(shì)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)勢(shì)。一個(gè)非通信供電模式，在突變的形勢(shì)下，堂而皇之地進(jìn)入通信專(zhuān)用供電行列，勢(shì)不可擋，大有激增之勢(shì)。盡管如此，在通信行業(yè)中仍是使用直流電源為主，約占97%,交流(UPS)供電系統(tǒng)只占3%,但是交流(UPS)供電系統(tǒng)的安全性，令人十分擔(dān)憂。

　　交流(UPS)供電單系統(tǒng)容量遠(yuǎn)大于直流系統(tǒng)。

　　UPS大系統(tǒng)容量已有超過(guò)1200KVA,(3+1)供電系統(tǒng)其單機(jī)容量達(dá)400KVA,在非通信環(huán)境應(yīng)用中，(1+1)供電系統(tǒng)其單機(jī)容量有大于600KVA的。UPS系統(tǒng)容量過(guò)大，承擔(dān)的供電安全責(zé)任也大，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)供電故障，其影響面是非常大的，甚至比市電大面積停電的影響還大。這也與我們過(guò)去所倡導(dǎo)的直流系統(tǒng)、分散供電方式是相悖的，俗語(yǔ)道：雞蛋不要放置在一個(gè)籃子里。如果UPS系統(tǒng)容量設(shè)置合理，器件、線材選擇難度小，施工難度小，其應(yīng)急預(yù)案好制定及可實(shí)施性強(qiáng)，相關(guān)資源也將會(huì)得到很好的利用。UPS系統(tǒng)容量設(shè)置多大為宜，值得深入研究和探討。

　　在重要、局部環(huán)境中，空調(diào)用電已占50%-60%,專(zhuān)用空調(diào)用電等級(jí)由B類(lèi)向A類(lèi)逼近。

　　由于大型IDC機(jī)房的耗電劇增，迫使機(jī)房溫度保障要求趨嚴(yán)，專(zhuān)用服務(wù)器、路由器耐溫特性差，大于30分鐘的專(zhuān)用空調(diào)系統(tǒng)關(guān)停，將會(huì)使機(jī)房溫度急劇上升，會(huì)造成通信設(shè)備損毀、通信系統(tǒng)癱瘓，嚴(yán)格的溫控需求將不準(zhǔn)許專(zhuān)用空調(diào)用電有較長(zhǎng)時(shí)間中斷，迫使自備電源的響應(yīng)時(shí)間、承載能力全面提升?，F(xiàn)實(shí)的通信樞紐樓、重要的通信局點(diǎn)其自備發(fā)電機(jī)組的發(fā)電響應(yīng)時(shí)間在5-10分鐘內(nèi)為好，而且要能承載通信設(shè)備和空調(diào)設(shè)備用電。停電后自發(fā)電的切換操作將是一件極不簡(jiǎn)單的事情，容不得絲毫差錯(cuò)。

　　以上變化要充分認(rèn)識(shí)、了解，并做好相應(yīng)對(duì)策。

　　技術(shù)應(yīng)對(duì)策略

　　設(shè)計(jì)思路要順應(yīng)形勢(shì)發(fā)展而產(chǎn)生飛躍。

　　通信樞紐、大型IDC機(jī)樓、重要的災(zāi)備中心其用電量急劇猛增，對(duì)設(shè)計(jì)提出了更高的要求：超大容量的高壓、低壓配電系統(tǒng)如何設(shè)計(jì)?集中式還是分散式?安全保護(hù)和靈活調(diào)度怎樣實(shí)現(xiàn)?自備發(fā)電設(shè)施是采用燃?xì)饽馨l(fā)電機(jī)組，還是采用柴油發(fā)電機(jī)組?自備發(fā)電設(shè)施如何在新的配電系統(tǒng)中應(yīng)用?大容量的交流(UPS)系統(tǒng)對(duì)原設(shè)計(jì)規(guī)范中的電源機(jī)房的負(fù)荷承載指標(biāo)會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響?……，需要設(shè)計(jì)部門(mén)提出創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理論，需要通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)而推廣應(yīng)用。同時(shí)要注意以下幾個(gè)演變因素;

　　分散供電將成為供電體系的主導(dǎo)模式。

　　分散供電在傳統(tǒng)的通信企業(yè)應(yīng)用中已成為一種普遍遵循的標(biāo)準(zhǔn)，在交流(UPS)大量使用的當(dāng)今，中國(guó)電信已對(duì)此提出要求：UPS單機(jī)額定容量應(yīng)不超過(guò)400kVA;由多臺(tái)UPS單機(jī)組成的UPS系統(tǒng)額定容量不宜超過(guò)800kVA.提倡采用幾個(gè)中等容量UPS系統(tǒng)分散供電，避免大容量UPS系統(tǒng)集中供電。

　　安全、科學(xué)的變、配電技術(shù)將得到有效應(yīng)用與廣泛創(chuàng)新。

　　A)配電將發(fā)生演變，高阻配電將逐步消失，二次配電將成為普遍配電格局;

　　B)交、直流AB雙路配電;

　　C)直流系統(tǒng)的頭、尾柜AB雙路配電;D)UPS雙系統(tǒng)、AB雙路供電。

　　模塊化交流(UPS)供電系統(tǒng)將逐步取代臃腫龐大的(N+1)交流(UPS)供電系統(tǒng)。

　　目前，模塊化交流(UPS)供電技術(shù)受到關(guān)注，不少?gòu)S家正抓緊對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究。UPS交流系統(tǒng)正處在發(fā)展應(yīng)用時(shí)期，使用量急劇增加，僅中國(guó)電信2006年UPS系統(tǒng)數(shù)就比2005年增加了79%,全網(wǎng)已有近3000套設(shè)備在使用。在實(shí)際應(yīng)用中，有很多設(shè)備工作在1+0狀態(tài)，此時(shí)，模塊化交流(UPS)供電將發(fā)揮很好優(yōu)勢(shì)(模塊數(shù)不大于6個(gè)較適合)。中國(guó)電信已對(duì)其使用技術(shù)進(jìn)行了較深入地研究，技術(shù)支撐部門(mén)已作了部分產(chǎn)品的電器性能測(cè)試，也在部分地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)用檢驗(yàn)。一旦模塊化交流(UPS)供電技術(shù)趨近于高頻開(kāi)關(guān)直流電源系統(tǒng)，將會(huì)大量使用，分散供電方式、模塊化交流(UPS)供電系統(tǒng)將會(huì)逐步取代臃腫龐大的(N+1)交流(UPS)供電系統(tǒng)。

　　在通信領(lǐng)域中使用高壓直流供電技術(shù)的研究正在興起。

　　能否讓專(zhuān)用IT設(shè)備直接使用高壓直流供電技術(shù)，很多專(zhuān)家在關(guān)注，相關(guān)的研究已經(jīng)展開(kāi)，預(yù)期會(huì)有可喜的進(jìn)步。一旦專(zhuān)用IT設(shè)備可以直接使用高壓直流供電技術(shù)，供電系統(tǒng)的運(yùn)行安全性和維護(hù)安全將大大提高，應(yīng)用的靈活性也將很好展現(xiàn)。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，我們注重對(duì)通信電源系統(tǒng)某一部分、單個(gè)子系統(tǒng)的應(yīng)用研究，已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平，但對(duì)整個(gè)綜合類(lèi)、大型的供電系統(tǒng)的應(yīng)用研究，顯然不足，眾多系統(tǒng)的電池后備時(shí)間配置為多少既安全又不浪費(fèi)?后備發(fā)電設(shè)施配置多少，在何狀態(tài)下工作為最佳?用什么技術(shù)作為自發(fā)電保障為最科學(xué)、最安全、最經(jīng)濟(jì)?諸如此類(lèi)問(wèn)題，缺少深入、細(xì)致的研究，值得相關(guān)方面高度重視，期待著專(zhuān)家們的研究。