通信電源技術發(fā)展趨勢及標準研究方向

陳俊檳

（中通服建設有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

隨著信息技術的發(fā)展，人們對于大數(shù)據(jù)、云計算等新型技術平臺的服務需求也在持續(xù)增長[1]。在此情況下，為提高技術服務水平，各大企事業(yè)單位均開始構建自己的大數(shù)據(jù)中心和云計算中心。其不僅為人們帶來了多元化信息服務業(yè)務，也促使各類數(shù)據(jù)資源實現(xiàn)集成化發(fā)展。在此背景下，為保障通信服務的持續(xù)性和穩(wěn)定性，必須提供更為安全、穩(wěn)定的電源保障。

1 通信電源技術應用現(xiàn)狀

經過多年研究及發(fā)展后，通信電源技術已經在金融銀行、倉儲物流、電信運營以及工業(yè)控制等領域的通信機房建設中得到了廣泛應用。其中，UPS通信電源技術的出現(xiàn)不僅保障了通信電源系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，也在一定程度上提高了通信機房的電源供電水平[2]。圖1為通信電源系統(tǒng)結構圖。

圖1 通信電源系統(tǒng)結構

現(xiàn)階段，通信電源系統(tǒng)主要包括離線工作、在線工作以及在線互動工作3種工作方式。

（1）離線工作方式。采用此種工作方式的通信電源功率相對較小，多用于用電設備較少的通信機房，日常維護管理方便，性價比較高。此外，采用此種工作方式的通信電源實際電能轉換效率較低，在實際使用過程中通常需要花費較長時間進行電能轉換。

（2）在線工作方式。采用此種工作方式的通信電源功率相對較低，并且實際電能轉換時間需求較小，可以為通信機房提供更為充足的電能，多用于阿里云中心、中國移動大數(shù)據(jù)運營中心等大型電信運營商通信機房和數(shù)據(jù)中心。大型通信機房和數(shù)據(jù)中心包含大量的交換機、服務器、路由器以及其他存儲設備，實際部署成本相對較高。

（3）在線互動工作方式。采用此種工作方式的通信電源不僅具有通信電源在線工作方式的諸多優(yōu)勢，而且還提升了通信電源系統(tǒng)的監(jiān)控性能。操作人員可以通過在線平臺實時獲取通信電源系統(tǒng)的各類參數(shù)，從而及時發(fā)現(xiàn)其中存在的各類異常，確保故障問題得到及時解決。該方式下的通信電源多用于中小型通信機房中，可以有效提高機房的續(xù)航能力，避免因通信機房電源供應中斷所引發(fā)的數(shù)據(jù)丟失等問題。

在通信電源技術實際發(fā)展過程中，為進一步提高安全性、可靠性以及實時性，引入物聯(lián)網技術、云監(jiān)控技術以及傳感器技術等先進技術。相關技術的應用不僅實現(xiàn)了相關目標，還有效提升了通信電源系統(tǒng)的工作性能[3]。例如，應用傳感器技術以后，通信電源系統(tǒng)將可以基于M2M等通信傳輸協(xié)議實現(xiàn)設備與設備、設備與用戶以及用戶與用戶之間的數(shù)據(jù)通信服務。M2M作為一種關鍵物聯(lián)網通信協(xié)議，其在應用過程中可以加強傳感器設備之間的數(shù)據(jù)通信交互效果，進而保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和可靠性。再例如，應用物聯(lián)網技術后，通過電磁波來實現(xiàn)射頻識別技術中電子標簽的讀寫，進而為通信電源系統(tǒng)提供近場通信和遠場通信服務[4]。

2 通信電源技術發(fā)展趨勢

信息技術、電子技術以及控制技術的快速發(fā)展促使通信電源技術得到進一步提升，未來通信電源技術將會朝著智能化、數(shù)字化以及綠色化的方向快速發(fā)展。

2.1 智能化

通信電源技術的智能化可以實現(xiàn)通信電源系統(tǒng)的在線模組數(shù)據(jù)采集與狀態(tài)分析。將相關數(shù)據(jù)信息與預設參數(shù)區(qū)間進行匹配對比，若是實際參數(shù)超出預設參數(shù)區(qū)間范圍，那么便會自動發(fā)出告警通知。同時通過現(xiàn)代化診斷工具自動診斷異常區(qū)域，匹配專家數(shù)據(jù)庫中的故障類型與維護方法，為故障處理人員提供更為精準有效的故障位置判斷和處理方法參考[5]。

2.2 數(shù)字化

現(xiàn)階段，部分公司的通信電源系統(tǒng)中已引入數(shù)字信號控制器。數(shù)字信號控制器不僅實現(xiàn)了多模塊冗余并發(fā)控制功能，而且在具體應用過程中不需要額外中央控制部件支持便可以實現(xiàn)通信電源系統(tǒng)負載均衡。在通信電源系統(tǒng)運行過程中，若是某一個UPS模組出現(xiàn)故障異常情況，那么數(shù)字信號控制器便會自動將該故障模組的負載轉移到其他正常運行的UPS模組，以此來持續(xù)保障通信電源系統(tǒng)的正常電力供應。此外，通信電源系統(tǒng)的數(shù)字化發(fā)展可以促使通信電源系統(tǒng)實現(xiàn)矩陣化發(fā)展。將多個獨立的通信電源模組集合成為通信電源矩陣，通過數(shù)字化控制器來實現(xiàn)通信電源系統(tǒng)的并發(fā)控制，同時也可以實現(xiàn)對通信電源系統(tǒng)中整流器、逆變器以及旁路的集成化控制，最終多維度提高通信電源系統(tǒng)的運行可靠性和安全性[6]。

2.3 安全性

通信電源系統(tǒng)的安全性發(fā)展需要從運行安全、防雷設計以及三防設計等方面進行技術提升。其中，運行安全需要著重保障各類通信用設備質量符合標準要求，并持續(xù)推動技術完善；防雷設計則需要提高通信電源系統(tǒng)的防雷性能；在防潮、防煙霧、防霉菌等三防設計方面，需要采用耐腐蝕材料，并通過化學處理方法對電子設備表面金屬或非金屬進行涂層。

2.4 綠色化

當前通信電源系統(tǒng)中所采用的電池包括鉛酸電池、三元鋰電池、銀鋅電池、磷酸鐵電池、鎳氫電池以及鐵鎳電池等。雖然這些電池所采用的組成部件與相關技術不盡相同，但它們均會對環(huán)境造成一定程度的污染。為滿足當前低碳環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的大目標，必須要推動通信電源系統(tǒng)朝著綠色化方向發(fā)展[7]。持續(xù)引入各類綠色材料及技術替換傳統(tǒng)材料及技術，例如音樂燃料電池技術可以通過氫燃燒反應來為通信設備提供能源供應，由于氫反應過程中只會產生水，并且其燃燒效率相對較高，因此在未來可以用作通信電源系統(tǒng)的新型能源供應技術。此外，還可以在通信電源系統(tǒng)中引入濾波器和功率因數(shù)校正技術，對通信電源系統(tǒng)運行過程中所產生諧波電流進行有效抑制和清除，避免對電網運行造成影響[7]。

3 通信電源技術標準研究方向

由于相關通信機房中存在大量的電子設備，并且不同設備對于能源也有著不同的需求，因此為保障通信機房持續(xù)穩(wěn)定運行，需要研究更為完善科學的技術標準作為支持，以此來達成標準先行的效果，為后續(xù)通信機房提供約束和參考[8]。通信機房不僅要滿足人們日益增長的現(xiàn)實需求，而且還要滿足可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，在保障通信電源安全穩(wěn)定的基礎上體現(xiàn)出節(jié)能降耗等理念。具體來說，通信電源技術的標準研究需要基于當前國內外通信電源相關技術的發(fā)展與應用趨勢以及國內外企業(yè)對于通信電源技術的研發(fā)實際需要等綜合開展[9]。

結合通信電源技術的發(fā)展趨勢來看，當前通信電源標準化方向在于完善通信機房動力評測方法及標準、通信機房環(huán)境能效要求評價方法及標準、通信用240 V /360 V直流配電單元運行后評估要求及應用要求、通信用336 V直流供電系統(tǒng)運行后評估要求及應用要求、240 V/336 V直流供電系統(tǒng)運行后評估要求及應用要求、通信用240 V/360 V直流配電單元運行管理要求、通信用336 V直流供電系統(tǒng)運行管理要求、240 V/336 V直流供電系統(tǒng)運行及管理要求、通信用氫燃料電氣供電系統(tǒng)技術標準、大容量鉛酸蓄電池管理系統(tǒng)技術標準以及在線運營直流檢測方法技術標準[10]。

同時，通信電源系統(tǒng)的技術標準研究重點方向包括高壓直流技術應用技術標準、清潔能源混合供電系統(tǒng)相關技術標準、動態(tài)無功補償技術相關技術標準、新型儲能技術相關技術標準以及通信局工作環(huán)境技術標準等[11]。其中，通信局工作環(huán)境技術標準需要著重確立機房氣流組織要求標準、機房內空氣質量控制標準等。

4 結 論

在信息化時代背景下，不僅要不斷推動通信電源技術實現(xiàn)快速發(fā)展，還要進一步完善相關技術標準，從而達成標準先行的效果。在保障通信電源行業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的同時，還要保障我國通信網絡在各類故障或自然災害條件下仍然可以持續(xù)穩(wěn)定為社會提供通信服務。