通信電源系統設計與維護中節能方案的制定與優化

張千鋒

（中國移動通信集團重慶有限公司永川分公司，重慶 402100）

0 引 言

目前，通信技術高速發展，通信產業的節電技術的研究成為業界的重中之重。首先，對于通信產業而言，其包含的能耗項目很多，每年須投資巨大的能源與生產成本；其次，針對目前的通信電源技術，研究其節電設計方案，已經成為未來產業發展的必然趨勢與重點，得到業內人員的普遍重視[1]。

1 通信電源系統概論

為全面提升通信網絡系統的方案設計合理性，可充分利用該結構內部供電區域，對其組合模式進行重新整合與優化，使得通信網絡系統的實際意義與實用性得到合理的體現，同時使其系統安全可靠運行[2]。交流系統主要由信號的交流引導區、整流開關區、直流電源區以及充電區域和數據監控區等5部分組成，如圖1所示。

圖1 通信電源系統組成圖

由圖1可知，通信能源技術發展與其系統設備的實際作用存在著很大的關系，通信系統結構的穩定性和安全性才是整個系統設計所需關注的重中之重。在對信息通信系統進行日常工作過程中，如果出現了某個部位的小規模問題，甚至部分裝置出現正常運轉情況時，就可能對信息通信系統的部分性能造成不良影響。因此，工程設計技術人員須使用各種型式、功能的機械設備進行相應處理措施，以便有效解決基礎設施產生的重大問題和故障。然而，一旦通信系統的供電區域產生了重大故障問題，那么就會影響整體通信系統的運行。為了增強整體通信系統的穩定性，并防止供電區域再發生故障問題，須對電源系統的儲備供電和為其他設備供電方面進行優化與完善。特別是連接市電的通信設備控制系統，該控制系統中整體使用的電源十分重要。因此，在面對都市備用供電進行方案設計時，就須不斷對蓄電池結構的方案進行優化與完善，其目的是一旦通信供電系統在市電無法正常使用時，仍能夠依賴蓄電池的基本供電條件，平穩和安全地運行[3]。因為交流系統與應用裝置自身所運行的電流范圍之間根本無法合理平衡，并且在電流構成中的交換模型與電壓本身之間還有著一些浮動，所以在蓄電池應用過程中，需要根據設備情況設置適當的壓力平衡裝置，以充分保證通信電源的平穩運行。

2 通信電源系統維護節能組成

為了響應國際通信網絡能源領域所提出的環境保護意識以及節能減排可持續的發展思想，通信電源系統在方案設計和結構建設的過程中，須針對能源管理系統的節電機制及其保護措施展開仔細探討和深入研究，并以此為依據，制定出正確、合理的節能方案，全面優化通信能源系統的節電實際效果。由于通信電源系統結構是控制其能耗的最關鍵部分，因此在通信電源系統設計的節能方面，首先應當從系統的結構型號為基本出發點，從而達到降低通信電源系統能量消耗的實際目的，最后達到節能減排的最終目標[4]。

2.1 電源變壓設備

針對目前通信電源設備正常運行的狀況，對電源變壓設備進行了優化，其中在電源變壓設備的節能方面需要根據高電壓設備運行質量、運行能力和正常工作狀態等方面的總體分析。而鑒于中國目前存在的電源變壓設備單臺設計能力已超過了1 600 kVA，一旦通信電源變壓設備長時間處在高壓正常運行的條件下，將造成巨大的能耗和損失，不利于實現節能目的。因此，通信供電的方案設計以及設備生產過程中，須全面結合通信設備自身的工作方式與狀態，認真研究設備的技術參數，對設備容量和通信供電能力進行確定，對設備能源進行控制與調節，以此真正達到節能的環保效果[5]。

2.2 電容補償設備

通信電源系統的電容補償設備，是有效實現設備功耗彌補的關鍵手段。在實際開展控制系統設計過程中，須要求技術設計人員對具有保護、節電功能的裝置加以合理控制，以便于達到供電裝置的最終節電質量。對通信電源電容補償系統而言，只有正確、合理地設計電容補償系統，才能夠有效地對電纜導線直徑、電路的鋪設形式和電路使用數量等做出充分考慮，以有效實現電纜連接器損傷范圍的有效管理，從而真正達到控制損傷范圍的效果。

2.3 無功功率補償設備

在通信電源控制系統內部的運作過程中，功耗補償裝置是直接影響整個通信電源控制系統的主要因素。因此，比較科學、有效的無功補償方案設計，就能夠有效引起更多的系統結構負載，有效增加了電源系統的實際效率，從而有效降低了電源系統的電流密度損耗，最終改善了電源系統的實際安全程度[6]。

2.4 電源充電智能化

就通信電源技術而言，將能源的補充和釋放過程自動化，是有效控制系統節能水平的重要環節和手段，其智能的電源管理技術也能將高效和智能電流管理系統的休眠功能進行融合。一般來說，企業內部通信電源管理系統的實際運行效益相對較低，如果完全根據內部智能化管理系統的整流模塊與休眠功能實現大數據運算，那么能夠合理降低信息系統損失，同時有效改善電源結構系統運營過程中的信息系統效能與服務質量。此外，對智能定時電源釋放控制方法加以處理，通信電源管理系統的產品在供電的峰值時間完成機械動作的方法，極其不利于電子設備的節能技術管理工作。通信電源系統的智能放電模式對放電模式實行高效管理與監控，從而對通信電源系統的日常使用習慣以及制定設置時間進行有效處理。而通信系統能夠對電子設備以及系統觀點高峰期的及時補充，從而有效降低了通信系統的能源消耗成本。

3 通信電源系統設計中節能方案

3.1 設計通信電源系統的設備配置

不同的系統配置，相應的通信電源系統能耗具有很大的差別。因此，系統能耗也是系統節電設計的關鍵要點。另外，設備的選擇務必要正確、合理，以便滿足節電的根本需要。為提高通信供電設備的節電設計標準，須對設備進行系統性的調整與完善，以便減少設備的實際費用。目前，怎樣減少通信系統中供電能源的消耗量，已成為了各領域所關注的主要問題。因此，在對通信供電體系中，作出相應的節電方案設計，就需要改善供電設施的節電效果，也需要實現設施使用期限的合理延伸。因此，以變壓器設備為代表，在1 600 kVA的大型號裝置中，由于長時間應用將會造成裝置工作效能下降，并且設備變壓器的變壓能力與變壓穩定系數也會發生一定的改變，因此需要增加設備變壓器的體積和數量。同時，在設計電容補償設備時，須對系統功耗等各種因素加以考察，并同樣估算導線的橫截面積，從而選用正確敷設方法和合適的導線用量。需要注意的是，在設計中須充分考慮震動對電氣設備、管線等的危害。最后，采用功耗補償的方法，以增加開關電源的效率，進而增強開關電源工作的穩定性。

3.2 設計開關電源的有效安裝

直流電源裝置的安裝，須按照科學合理的設計方案嚴格執行。首先，在開關供電的安裝位置選擇方面，需要意識到開關供電電源是控制開關供電耗能程度的最主要原因。其次，電源裝置的安放方位，往往會限制其他通信裝置的應用，須選用科合學理的安放方位。再次，開關電源設備的安裝距離過長對通信機房的沖擊很大，須對相關的供電部位進行改造設置，以便有效減少供電損失。此外，電源出現故障問題后，充分考慮后期維護的便利性，同時充分考慮設備更換對電源的損失，通信電源網絡建設和運營維護的節能需要充分考慮電源設備更換的簡便性。鑒于現代開關式電源裝置的品種和類型數量繁多，要在更廣泛的選型空間中，選用最理想的交流電源開關，就需根據其總體設計方案的特點和標準以及目前的實際設計情況加以考察和研究，在必要時加以適當位置選擇，并且根據現代交流開關式電源裝置的技術發展趨勢，還能夠選擇具有獨立控制功能的開關式電源裝置，在應急時，可以自動控制電源的打開與關閉。隨著科技的發展,通信電源裝置開始逐漸走向集成化、智能化，相應的電源接口和系統能耗有著相應的改變與提高。因此，開關電源的設置情況，對系統的具體能耗將產生相應的改變效果。

3.3 通信電源系統充電和放電智能控制設計

通信電源管理系統的充電、放電技術，是近年來通信電源管理系統節能技術的重要發展趨勢。第一，充電和放電系統的智能管理系統須根據先進技術，對整體通信設備合理進行功率調節，通信網絡的耗能系統，須和相應地區的實際需要相聯系，需要根據具體的通信能源體系加以調節。通常情況下，企業的通信設備工作效能相對較小，需要利用智能整流系統中的休眠技術，從而達到對設備工作能耗的有效降低，減少無謂的能耗浪費。智能充、放電系統，能夠合理控制通信電力系統的供電高峰，減少相應階段的供電壓力問題，而且也可以在供電需求較少時，適當減少電力供應，達到對電力系統的高效控制，進而達到供電的成本降低。智能控制和現代電器設備變頻轉換技術有些相似。但是，通過智能控制，利用應用軟件的管理功能，可以合理地分類與整理實際能源需求狀況，從而達到對實際能耗的合理控制。現代科技的進展，包括人類人工智能（Artificial Intelligence，AI）技術的創造性開發和大數據分析技術的高效運用，給我國通信電源產業帶來了全新的活力與動力。不但可以高效處理通信電源方面的充電、釋放和能量供應問題，而且也可以對工作效能、工作負載等有關方面，進行非常顯著的提升和改善，消除了通信供電方面的缺陷和困難。智能化管理芯片已經在該領域得到了廣泛推廣，能夠通過一定的流程和要求，對當前的電力通信系統實施深入的管理，同時能夠實現全天候的監測與管理，有效減少人員的投入等。

4 通信電源系統運行維護中的節能方案分析

4.1 選擇經濟型變壓器

保證通信設備能夠正?；ぷ鞯闹匾A就是變壓器設備的選擇?？紤]供電系統的同時，要充分考慮到所使用變壓器設備的經濟性問題。因此，需要著重研究變壓器設備的空載消耗和負載損耗，而變壓器設備的負載率平方和負載損耗相互之間也有某種程度的關系，還要考慮電源系統變壓器的可靠性，由此才能減少能源浪費。

4.2 變壓器負載的分配

通信電力系統保護方面的節能主要通過控制變壓器負荷實現。負載科學分配，就能防止變壓器出現設備功率和電力消耗相應增大的現象。因此，在劃分變壓器設備負荷的同時，要將重點放到變壓器設備的臺數和所設計變壓器系統的負荷值來進行分析，以此來推動交流電力網絡走上安全節能的軌道。

4.3 處理好低壓供電系統的諧波

要想全面提升通信效率，一般都要進行通信局房設計。通信局房內部一般安設了許多非線性器件，這些設備根據供電系統的分析會產生許多諧波。而過量的諧波又會危害到供電的效率，進而干擾電力系統的工作。因此，要正確管理通信局機房內部的非線性設備，減少功率損失現象，及時處理設備所產生的諧波現象。

5 結 論

由此可見，通信電源系統在日常運行與操作過程中，不但能夠有效實現通信系統的整體使用效果，在一定意義上也能夠達到實現通信系統性能的顯著改善。因此，技術人員需從通信電源系統的具體使用效果及其系統節能方式這兩大方面加以總結研究，從而實現減少通信電源系統整體能耗費用的最終目標。