通信电源节能的技术趋势

2009-1-31 10:16:03 电源在线

　　供电安全是通信电源技术应用的精髓。通过分析中国通信电源技术应用的部分变化因素，引起各方面的关注和重视，从而更好的把握通信电源的技术应用安全。

　　当前，根据《通信局(站)电源系统总技术要求》(YD/T1051-2000)有三种供电系统组成：集中供电方式电源系统组成、分散供电方式电源系统组成、混合供电方式电源系统组成。

　　这三种供电方式电源系统组成一直长期指导着通信电源的系统建设，至今仍然发挥着重要指导作用。

　　社会在进步，应用技术在发展，一切都在变。通信电源技术应用不变是相对的，变是绝对的，在中国电信认真按照《通信局(站)电源系统总技术要求》付诸实施当中，发现许多需求因素已发生翻天覆地的变化，应该引起对通信电源技术应用的高度重视。

　现状分析

　　综合、大型通信机楼供电容量急剧增大，供电系统趋向庞大、复杂化。

　　过去，在一个供电系统中，配置2-3台变压器，已算大系统了，而今，一个机房、一种业务其用电量独占一台变压器、独配一套发电机组，已屡见不鲜，已有配置12台变压器，配置6台发电机组的供电系统。而今，一个通信机楼用电已达16000KVA，已有两个高压供电系统单独供电，大有突破之势。负荷需求急剧增加，势必对原供电系统造成安全威胁，扩容方案如何制定、如何实施？自备电源承载能力如何配置？如何确保庞大供电系统安全操作、运行，都是发展中的变化因素。

　　单一直流供电模式向直流、交流(UPS)两种供电模式发展。

　　在1990年前，通信设备以使用直流电源为主，很少使用交流。2000年以后，互联网技术应用发展迅猛，IDC业务的发展，大容量数据通信系统似雨后春笋般出现，使用交流电源的服务器、路由器大量增加，造成交流供电(UPS)迅猛发展，交流(UPS)供电模式已由过去的弱势转变为强势。一个非通信供电模式，在突变的形势下，堂而皇之地进入通信专用供电行列，势不可挡，大有激增之势。尽管如此，在通信行业中仍是使用直流电源为主，约占97%，交流(UPS)供电系统只占3%，但是交流(UPS)供电系统的安全性，令人十分担忧。

交流(UPS)供电单系统容量远大于直流系统。

　　UPS大系统容量已有超过1200KVA，(3+1)供电系统其单机容量达400KVA，在非通信环境应用中，(1+1)供电系统其单机容量有大于600KVA的。UPS系统容量过大，承担的供电安全责任也大，一旦出现系统供电故障，其影响面是非常大的，甚至比市电大面积停电的影响还大。这也与我们过去所倡导的直流系统、分散供电方式是相悖的，俗语道：鸡蛋不要放置在一个篮子里。如果UPS系统容量设置合理，器件、线材选择难度小，施工难度小，其应急预案好制定及可实施性强，相关资源也将会得到很好的利用。UPS系统容量设置多大为宜，值得深入研究和探讨。

　　在重要、局部环境中，空调用电已占50%-60%，专用空调用电等级由B类向A类逼近。

　　由于大型IDC机房的耗电剧增，迫使机房温度保障要求趋严，专用服务器、路由器耐温特性差，大于30分钟的专用空调系统关停，将会使机房温度急剧上升，会造成通信设备损毁、通信系统瘫痪，严格的温控需求将不准许专用空调用电有较长时间中断，迫使自备电源的响应时间、承载能力全面提升。现实的通信枢纽楼、重要的通信局点其自备发电机组的发电响应时间在5-10分钟内为好，而且要能承载通信设备和空调设备用电。停电后自发电的切换操作将是一件极不简单的事情，容不得丝毫差错。

　　以上变化要充分认识、了解，并做好相应对策。

　技术应对策略

　　设计思路要顺应形势发展而产生飞跃。

　　通信枢纽、大型IDC机楼、重要的灾备中心其用电量急剧猛增，对设计提出了更高的要求：超大容量的高压、低压配电系统如何设计？集中式还是分散式？安全保护和灵活调度怎样实现？自备发电设施是采用燃气能发电机组，还是采用柴油发电机组？自备发电设施如何在新的配电系统中应用？大容量的交流(UPS)系统对原设计规范中的电源机房的负荷承载指标会产生什么样的影响？……，需要设计部门提出创新的设计理论，需要通过实践检验而推广应用。同时要注意以下几个演变因素；

　　分散供电将成为供电体系的主导模式。

　　分散供电在传统的通信企业应用中已成为一种普遍遵循的标准，在交流(UPS)大量使用的当今，中国电信已对此提出要求：UPS单机额定容量应不超过400kVA；由多台UPS单机组成的UPS系统额定容量不宜超过800kVA。提倡采用几个中等容量UPS系统分散供电，避免大容量UPS系统集中供电。

　　安全、科学的变、配电技术将得到有效应用与广泛创新。

　A)配电将发生演变，高阻配电将逐步消失，二次配电将成为普遍配电格局；

　B)交、直流AB双路配电；

　C)直流系统的头、尾柜AB双路配电；D)UPS双系统、AB双路供电。

　　模块化交流(UPS)供电系统将逐步取代臃肿庞大的(N+1)交流(UPS)供电系统。

　　目前，模块化交流(UPS)供电技术受到关注，不少厂家正抓紧对相关技术的研究。UPS交流系统正处在发展应用时期，使用量急剧增加，仅中国电信2006年UPS系统数就比2005年增加了79%，全网已有近3000套设备在使用。在实际应用中，有很多设备工作在1+0状态，此时，模块化交流(UPS)供电将发挥很好优势(模块数不大于6个较适合)。中国电信已对其使用技术进行了较深入地研究，技术支撑部门已作了部分产品的电器性能测试，也在部分地点进行实用检验。一旦模块化交流(UPS)供电技术趋近于高频开关直流电源系统，将会大量使用，分散供电方式、模块化交流(UPS)供电系统将会逐步取代臃肿庞大的(N+1)交流(UPS)供电系统。

　　在通信领域中使用高压直流供电技术的研究正在兴起。

　　能否让专用IT设备直接使用高压直流供电技术，很多专家在关注，相关的研究已经展开，预期会有可喜的进步。一旦专用IT设备可以直接使用高压直流供电技术，供电系统的运行安全性和维护安全将大大提高，应用的灵活性也将很好展现。

　　在实际应用中，我们注重对通信电源系统某一部分、单个子系统的应用研究，已经达到了相当高的水平，但对整个综合类、大型的供电系统的应用研究，显然不足，众多系统的电池后备时间配置为多少既安全又不浪费？后备发电设施配置多少，在何状态下工作为较好？用什么技术作为自发电保障为*科学、*安全、*经济？诸如此类问题，缺少深入、细致的研究，值得相关方面高度重视，期待着专家们的研究。(中国电信集团公司网络运行维护部　杨世忠)