通信电源的节能技术

　　1 前言

　　“节能减排”成为这些年来通信领域最热门的话题之一，行业内对此进行讨论和交流的研讨会不断召开，中国移动等运营商甚至为此成立了专门的管理办公室。多家运营商在各类产品的集中采购中，将是否具备节能功能作为重要的技术评价指标。在中国移动和联通的集中采购中，通信电源全系列的产品都明确了“节能减排” 的功能要求。

　　中兴通讯动力产品线关注通信电源及UPS产品的节能功能已有两年时间，通信电源方面之前已为国内及国际运营商开发过定制版本，模块化UPS产品也在研发初期将相应节能功能写入开发任务书。随着通信电源产品节能功能的实现和模块化UPS产品T080的问世，中兴动力产品的“呼吸式”功率管理也应运而生。

　　2 呼吸式功率管理的意义

　　通信电源和UPS的效率在50%以上的负载条件下都可以达到90%，自身能耗不到10%，从绝对值来说，这类电源转换设备的功耗远小于主设备和空调等动环设备。但具体到自身的运行可以看出，由于通信电源和UPS初始容量设计时，同时考虑了最大负载、蓄电池充电容量和备份容量，导致了实际运行负载往往处于轻载和超轻载状态，这种状态下，电源转换设备的效率往往较低，因此增加了自身的损耗。

　　“呼吸式”功率管理通过跟踪负载的变化，控制功率模块的开通与休眠，使系统尽量在最佳效率点附近进行工作，将功率模块的备份方式从热备份变为冷备份和半冷备份，减少处于轻载和超轻载状态下运行的模块。对于整个动力系统而言，减少电力使用，节省电费，提升运营商TCO。

　　3 呼吸式功率管理的效益测算

　　从通信机房整体看，“呼吸式”功率管理仅仅是在不到10%的效率上做文章，但对于电源自身而言，从轻载的85%效率提升到92%左右的高效率，电源设备自身节能则接近50%。

　　以基站电源200A配置为例，如为50A四个整流器组成，长期工作负载不超过40A的工可作情况下，采用中兴“呼吸式”功率管理，可每天节电3～4度。一年内总节电达1000度以上，假设电价1元/度，则一个这样的站点每年可能节约超千元。以通信电源的使用寿命大多在10年左右，也就是在整个的设备使用周期，节能费用相当于设备总价的80%以上。对于单省基站数量15000个点的运营商的中等规模省份来说，每年可以节省电费超过1500万元。

　　4 呼吸式功率管理的实现方法

　　呼吸式功率管理实现的方法主要有三方面：

　　（1） 通过跟随负载功率 控制功率模块的开启和休眠，使系统工作于最佳效率区域，实现效率的最优化和节能的最大化。以通信电源为例，其工作的最佳效率段在50%～80%的负载段（见图1），通过最佳效率跟踪，避免多模块开启导致的长期轻载工作。

　　（2） 降低休眠功率 为更深入的节能，需进一步降低功率模块的休眠功耗。传统软关断模式，休眠功率约为15W～20W，3～4个模块的休眠功率也达到50W～80W，占通信电源节能的比例较大。因此，中兴新一代通信电源将整流模块的休眠功耗降低到5W以下，在功率模块开关的基础上，锦上添花，进一步强化节能效果。

　　（3）通过节能模式的变化实现满足不同客户需求的节能 呼吸式功率管理，采用安全、节能、错峰、自由四种模式相结合的控制方式，节能功能需求不同的客户可根据现网条件，针对现有局站、新建局站在改造和新建采用不同的控制模式，并结合动力环境监控，实现最优化的控制。