鐵塔運(yùn)營(yíng)模式下的通用基站電源方案探討

張正華++葉誠(chéng)++賀先鋒++李福濤

摘 要：隨著鐵塔公司的成立，共建共享已成運(yùn)營(yíng)商建設(shè)電信基礎(chǔ)設(shè)施的趨勢(shì)，電源系統(tǒng)的共建共享也成為可能。文中提出鐵塔運(yùn)營(yíng)模式下的通用基站電源系統(tǒng)方案，并從鐵塔運(yùn)營(yíng)模式下的基站電源成本、電源災(zāi)難備份、電能計(jì)量方面進(jìn)行探討。該通用基站電源系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)較易，配套該系統(tǒng)后能提高基站設(shè)備供電的可靠性。

關(guān)鍵詞：鐵塔；共建共享；電源系統(tǒng)；災(zāi)難備份

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）20-0229-01

1 前言

隨著移動(dòng)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，鐵塔電源系統(tǒng)受到廣泛的關(guān)注[1]。目前國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商基站設(shè)備的制式不統(tǒng)一，所采用的直流電源電壓等級(jí)也不同，無(wú)法使用一條總線實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一供電。中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通分別主推240V、336V、270V高壓直流電源[2-3]。國(guó)外的直流供電電壓等級(jí)也有所不同，如美國(guó)Intel公司、日本NTT、韓國(guó)電信、瑞典分別采用400V、270V、300V、350V直流系統(tǒng)[4]。總之，業(yè)界對(duì)于高壓直流電源的電壓等級(jí)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，面向鐵塔運(yùn)營(yíng)模式下的高壓直流電源系統(tǒng)的建設(shè)增加了不小的挑戰(zhàn)。

鐵塔公司成立后，通信鐵塔的共建共享迫在眉睫，三大運(yùn)營(yíng)商的電源系統(tǒng)急需進(jìn)行改進(jìn)。在三大運(yùn)營(yíng)商采用不同輸出電壓的供電系統(tǒng)的情況，如何實(shí)現(xiàn)兼容是通信鐵塔電源系統(tǒng)建設(shè)的難題。

2 鐵塔運(yùn)營(yíng)模式下的通用基站電源系統(tǒng)

2.1 通用基站電源系統(tǒng)

針對(duì)上述所提的兼容問(wèn)題，以及基站電源系統(tǒng)的可靠性，提出鐵塔運(yùn)營(yíng)模式下的通用基站電源系統(tǒng)，該通用基站電源系統(tǒng)包括交流供電系統(tǒng)和直流供電系統(tǒng)，如圖1所示。其中交流供電系統(tǒng)包括市電輸入端口、SPD、油機(jī)電、市油電轉(zhuǎn)換與交流配電模塊、輔助設(shè)施等。輔助設(shè)施包括電表M1、M2、輔助系統(tǒng)等。

直流供電系統(tǒng)包括移動(dòng)供電子系統(tǒng)、聯(lián)通供電子系統(tǒng)、電信供電子系統(tǒng)、240V直流備份電源、第一、第二雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器。其中，電信供電子系統(tǒng)包括第一AC/DC轉(zhuǎn)換器、M3、240V直流供電總線，第一AC/DC轉(zhuǎn)換器是將市電交流220V或油機(jī)電交流轉(zhuǎn)換240V直流電，并通過(guò)供電總線為電信基站設(shè)備供電。聯(lián)通供電子系統(tǒng)包括第二AC/DC轉(zhuǎn)換器、M4、270V直流供電總線，第二AC/DC轉(zhuǎn)換器是將交流輸入轉(zhuǎn)換270V直流電，并通過(guò)供電總線為聯(lián)通基站設(shè)備供電；移動(dòng)供電子系統(tǒng)包括第三AC/DC轉(zhuǎn)換器、M5、336V直流供電總線，第三AC/DC轉(zhuǎn)換器是將交流輸入轉(zhuǎn)換336V直流電，并通過(guò)供電總線為移動(dòng)基站設(shè)備供電。在直流供電系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)直流供電總線間的互備和擴(kuò)容；并在240V直流供電總線上添加240V直流備份電源，進(jìn)一步提高供電子系統(tǒng)的可靠性。

2.2 供電子系統(tǒng)的互備

正常工作時(shí)，各供電子系統(tǒng)是獨(dú)立運(yùn)行的，供電子系統(tǒng)中的AC/DC轉(zhuǎn)換器將交流輸入轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)的直流電，并輸入該直流供電總線上，為對(duì)應(yīng)的運(yùn)營(yíng)商基站設(shè)備提供直流電，并通過(guò)240V直流供電總線為240V蓄電池電源充電。

當(dāng)任一供電子系統(tǒng)故障時(shí)，借助雙向DC/DC變換器實(shí)現(xiàn)直流供電總線間備份，具體為：（1）當(dāng)一個(gè)或二個(gè)AC/DC轉(zhuǎn)換器故障時(shí)，其它供電子系統(tǒng)通過(guò)雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器為故障的供電子系統(tǒng)提供直流電。例如當(dāng)?shù)诙嗀C/DC轉(zhuǎn)換器故障時(shí)，通過(guò)第一雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器將240V直流電轉(zhuǎn)換為270V直流電或通過(guò)第二雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器將336V直流電轉(zhuǎn)換為270V直流電，以及通過(guò)270V直流供電總線為聯(lián)通基站設(shè)備提供直流電，以確保在自身供電子系統(tǒng)故障時(shí)聯(lián)通基站設(shè)備的供電不間斷。（2）當(dāng)市電交流斷開(kāi)、油機(jī)電未啟動(dòng)，或所有AC/DC轉(zhuǎn)換器故障時(shí)，240V直流備份電源通過(guò)240V直流供電總線為電信基站設(shè)備提供240V直流電，以及通過(guò)第一、第二雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器將240V轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓，為聯(lián)通、移動(dòng)基站設(shè)備供電，確保運(yùn)營(yíng)商基站設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)不受斷電影響。

直流供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了同一電源中輸出多個(gè)電壓，通過(guò)雙向DC/DC變換器實(shí)現(xiàn)多個(gè)電壓的互備和擴(kuò)容，實(shí)現(xiàn)多個(gè)運(yùn)營(yíng)商電源供電系統(tǒng)兼容使用，便于實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度管理。

2.3 運(yùn)營(yíng)商的電能計(jì)算

在新模式下的電源系統(tǒng)中，對(duì)各運(yùn)營(yíng)商的電能計(jì)量是鐵塔公司必須解決的問(wèn)題。考慮各運(yùn)營(yíng)商設(shè)備實(shí)際消耗的電能不同，采用均分方式計(jì)量電能顯然不合適，因此有必要設(shè)計(jì)一種電能計(jì)算算法，該算法具體如下：各運(yùn)營(yíng)商基站設(shè)備消耗的電能計(jì)算公式為：電信設(shè)備消耗的電能P1=M3+M2/3；聯(lián)通設(shè)備消耗的電能P2=M4+M2/3；移動(dòng)設(shè)備消耗的電能P3=M5+M2/3。考慮設(shè)備、線路的損耗，運(yùn)營(yíng)商實(shí)際負(fù)擔(dān)的電能計(jì)算公式為：電信實(shí)際負(fù)擔(dān)的電能=（M1*P1）/（P1+P2+P3）；聯(lián)通實(shí)際負(fù)擔(dān)的電能=（M1*P2）/（P1+P2+P3）；移動(dòng)實(shí)際負(fù)擔(dān)的電能=（M1*P3）/（P1+P2+P3）。通過(guò)上述電能的計(jì)算方式，可以保證各運(yùn)營(yíng)商在電能計(jì)量方面的公平性，實(shí)現(xiàn)多運(yùn)行多付費(fèi)的模式。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)運(yùn)營(yíng)商電源系統(tǒng)間的兼容問(wèn)題，文中提出鐵塔運(yùn)營(yíng)模式下的通用基站電源系統(tǒng)，并從系統(tǒng)架構(gòu)、互備和擴(kuò)容實(shí)現(xiàn)、新模式下電能計(jì)算進(jìn)行探討。該通用基站電源系統(tǒng)僅需在現(xiàn)有的電源系統(tǒng)上進(jìn)行細(xì)微的改進(jìn)，工程實(shí)現(xiàn)較易，通過(guò)配套該電源系統(tǒng)后可以提高基站電源的可靠性，并能實(shí)現(xiàn)各運(yùn)營(yíng)商基站電量的透明化計(jì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]宋愛(ài)玲.鐵塔公司成立之作用及未來(lái)發(fā)展舉措分析[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2015，（6）：13-19.

[2]尹忠東.數(shù)據(jù)中心直流供電系統(tǒng)[C].第十屆中國(guó)電氣工業(yè)發(fā)展高峰論壇，2013：114-117.

[3]衣斌，朱宏韜，趙永為，等.240V高壓直流供電技術(shù)在通信行業(yè)的應(yīng)用[J].電源技術(shù)，2014，（12）：2421-2424.

[4]中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì).YD/T 2378-2011通信用240V直流供電系統(tǒng)[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011：2-3.endprint