基站现网应用的直流电源允许工作温度范围一般是-5℃~40℃,且日平均气温不高于35℃。而高效模块数字化程度的提高和发热量的显著降低为更加优化的热设计提供了可能,55℃下可满载输出的产品也已在市面出现,最高允许工作温度允许达到65℃。直流电源工作温度范围的提升,可以让电源设备正常工作于弱电井、楼梯间等缺乏专门的环境调节设备的场合,也可以使电源设备正常工作于户外型站点。各厂商的普通效率直流电源在这些场景下工作时,故障率普遍增加30%以上,采用高效直流电源以后,电感位移传感器故障率大大降低,可以与普通效率模块在有空调站点运行的故障率持平。
采用高效直流电源,可以为通信网络的深度覆盖提供更好的供电保障。
3)更低的能耗水平
全球气候变暖对世界的影响已经越来越深入,节能减排是全球每个企业和每个人应当承担的社会责任。1992年通过的《联合国气候变化框架公约》和1997年绕行电感通过并于2005年生效的《京都议定书》强化
了全社会所有团体、组织、企业和个人的责任。另一方面,2008年以来通信网络再次高速发展,2011年底三大运营商基站总量已达180万,较20共模电感08年增长近4倍。虽然多载波功率放大、分布式基站等技术的广泛应用有效降低了单站点能耗,电费仍然成为运营商综合成本当中增加最快的部分。通信网络能耗的进一步下降成为运营商履行社会责任和降低运营成本的共同要求。具体到开关电源产品,最主要的技术目标是提高其能源转换效率。
目前,普通效率直流电源主要的节能手段为休眠节能,日常工作效率约为90%,另有约20%站点的电源设备因建设较早无法应用该技术,实际运行效率更低,约85%。而高效直流电源系统工作效率可到95%以上。
站点的实际运行情况的对比数据见表1,三个基站负荷均为2103W,分别采用高效直流电源、普通效率直流电源和早期直流电源。
表1 基站采用不同电源能耗对比
*:此处空调制冷耗电是指在主设备和其他设备之外,开关电源设备耗电而引起空调制冷的耗电量。
按以上实际的运行测试情况计算,基站因选用高效电源所增加投资,两年左右可以回收;采用高效电源改造老旧站点,两年半即可收回设备投资。目前高效开关电源采购成本比普通效率开关电源产品增加较多,主要原因国内采购高效模块较少,在厂家实现规模化的生产之后,投资回报周期将进一步缩短。
除已采用高效的约站点外,全网其他约160万站点如采用高效开关电源替代现有电源,年可节约用电约29亿度。除基站外,国内全网还有约5万套分立电源,目前能效水平普遍不高,且不适用休眠节能功能,如全部采用高效电源,年可节约用电也将超过20亿度。可以看到,虽然单站年节电仅几千度,但滴水成海,第四代电源的效率提高对于日益庞大的通信网络能耗控制意义非凡。
4) 第四代通信电源国内发展情况
虽然应用效果很好,但国内运营商高效直流电源的采购规模一直不高于直流电源总量的10%,分立式电源中高效电源的采购比例更低。国内运营商资本开支压力逐年增大,对设备采购的初期投入控制较严。采用高效直流电源初期投入每套电源增加3000~4000元,但是从长远来看,其TCO要大大优于采用普通效率直流电源,一般情况下,两年左右即可以收回初铁硅铝电感器期增加的设备投资。
国内通信行业还处于发展期,电源设备的应用仍然保持较大规模;现有开关电源使用时间最长超过了15年,今后将逐步进入替代更换期。针对国内通信行业的开关电源应用,应改变以低价为导向的采购模式,需要综合考虑建设成本、运行成本、技术先进性、稳定性、环保等各个方面。作为大型国有企业,电信运运营商应主动承担社会责任。建议在今后的集采中停止采购普效电源产品,全面采购第四代高效率电源产品;针对在网老旧设备,采用第四代高效率电源产品分批进行逐步替换。
五、 世界主要运营商能耗及电源应用情况
根据各自年报,中国运营商和欧洲主要运营商单位收入的能耗情况见表2和表3。虽然各运营商各自的业务构成、业务资费、能耗成本对该能效值存在影响,但仍可看出我们的能耗水电感生产厂家平还远高于欧洲同行,这也说明我们的节能降耗还有较大的提升空间。
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