通信電源節能的技術趨勢

2009-1-31 10:16:03 電源線上

　　供電安全是通信電源技術應用的精髓。通過分析中國通信電源技術應用的部分變化因素，引起各方面的關注和重視，從而更好的把握通信電源的技術應用安全。

　　當前，根據《通信局(站)電源系統總技術要求》(YD/T1051-2000)有三種供電系統組成：集中供電方式電源系統組成、分散供電方式電源系統組成、混合供電方式電源系統組成。

　　這三種供電方式電源系統組成一直長期指導著通信電源的系統建設，至今仍然發揮著重要指導作用。

　　社會在進步，應用技術在發展，一切都在變。通信電源技術應用不變是相對的，變是絕對的，在中國電信認真按照《通信局(站)電源系統總技術要求》付諸實施當中，發現許多需求因素已發生翻天覆地的變化，應該引起對通信電源技術應用的高度重視。

　現狀分析

　　綜合、大型通信機樓供電容量急劇增大，供電系統趨向龐大、複雜化。

　　過去，在一個供電系統中，配置2-3台變壓器，已算大系統了，而今，一個機房、一種業務其用電量獨佔一台變壓器、獨配一套發電機組，已屢見不鮮，已有配置12台變壓器，配置6台發電機組的供電系統。而今，一個通信機樓用電已達16000KVA，已有兩個高壓供電系統單獨供電，大有突破之勢。負荷需求急劇增加，勢必對原供電系統造成安全威脅，擴容方案如何制定、如何實施？自備電源承載能力如何配置？如何確保龐大供電系統安全操作、運行，都是發展中的變化因素。

　　單一直流供電模式向直流、交流(UPS)兩種供電模式發展。

　　在1990年前，通信設備以使用直流電源為主，很少使用交流。2000年以後，互聯網技術應用發展迅猛，IDC業務的發展，大容量資料通信系統似雨後春筍般出現，使用交流電源的伺服器、路由器大量增加，造成交流供電(UPS)迅猛發展，交流(UPS)供電模式已由過去的弱勢轉變為強勢。一個非通信供電模式，在突變的形勢下，堂而皇之地進入通信專用供電行列，勢不可擋，大有激增之勢。儘管如此，在通信行業中仍是使用直流電源為主，約占97%，交流(UPS)供電系統只占3%，但是交流(UPS)供電系統的安全性，令人十分擔憂。

交流(UPS)供電單系統容量遠大於直流系統。

　　UPS大系統容量已有超過1200KVA，(3+1)供電系統其單機容量達400KVA，在非通信環境應用中，(1+1)供電系統其單機容量有大於600KVA的。UPS系統容量過大，承擔的供電安全責任也大，一旦出現系統供電故障，其影響面是非常大的，甚至比市電大面積停電的影響還大。這也與我們過去所宣導的直流系統、分散供電方式是相悖的，俗語道：雞蛋不要放置在一個籃子裡。如果UPS系統容量設置合理，器件、線材選擇難度小，施工難度小，其應急預案好制定及可實施性強，相關資源也將會得到很好的利用。UPS系統容量設置多大為宜，值得深入研究和探討。

　　在重要、局部環境中，空調用電已占50%-60%，專用空調用電等級由B類向A類逼近。

　　由於大型IDC機房的耗電劇增，迫使機房溫度保障要求趨嚴，專用伺服器、路由器耐溫特性差，大於30分鐘的專用空調系統關停，將會使機房溫度急劇上升，會造成通信設備損毀、通信系統癱瘓，嚴格的溫控需求將不准許專用空調用電有較長時間中斷，迫使自備電源的回應時間、承載能力全面提升。現實的通信樞紐樓、重要的通信局點其自備發電機組的發電回應時間在5-10分鐘內為好，而且要能承載通信設備和空調設備用電。停電後自發電的切換操作將是一件極不簡單的事情，容不得絲毫差錯。

　　以上變化要充分認識、瞭解，並做好相應對策。

　技術應對策略

　　設計思路要順應形勢發展而產生飛躍。

　　通信樞紐、大型IDC機樓、重要的災備中心其用電量急劇猛增，對設計提出了更高的要求：超大容量的高壓、低壓配電系統如何設計？集中式還是分散式？安全保護和靈活調度怎樣實現？自備發電設施是採用燃氣能發電機組，還是採用柴油發電機組？自備發電設施如何在新的配電系統中應用？大容量的交流(UPS)系統對原設計規範中的電源機房的負荷承載指標會產生什麼樣的影響？……，需要設計部門提出創新的設計理論，需要通過實踐檢驗而推廣應用。同時要注意以下幾個演變因素；

　　分散供電將成為供電體系的主導模式。

　　分散供電在傳統的通信企業應用中已成為一種普遍遵循的標準，在交流(UPS)大量使用的當今，中國電信已對此提出要求：UPS單機額定容量應不超過400kVA；由多台UPS單機組成的UPS系統額定容量不宜超過800kVA。提倡採用幾個中等容量UPS系統分散供電，避免大容量UPS系統集中供電。

　　安全、科學的變、配電技術將得到有效應用與廣泛創新。

　A)配電將發生演變，高阻配電將逐步消失，二次配電將成為普遍配電格局；

　B)交、直流AB雙路配電；

　C)直流系統的頭、尾櫃AB雙路配電；D)UPS雙系統、AB雙路供電。

　　模組化交流(UPS)供電系統將逐步取代臃腫龐大的(N+1)交流(UPS)供電系統。

　　目前，模組化交流(UPS)供電技術受到關注，不少廠家正抓緊對相關技術的研究。UPS交流系統正處在發展應用時期，使用量急劇增加，僅中國電信2006年UPS系統數就比2005年增加了79%，全網已有近3000套設備在使用。在實際應用中，有很多設備工作在1+0狀態，此時，模組化交流(UPS)供電將發揮很好優勢(模組數不大於6個較適合)。中國電信已對其使用技術進行了較深入地研究，技術支撐部門已作了部分產品的電器性能測試，也在部分地點進行實用檢驗。一旦模組化交流(UPS)供電技術趨近於高頻開關直流電源系統，將會大量使用，分散供電方式、模組化交流(UPS)供電系統將會逐步取代臃腫龐大的(N+1)交流(UPS)供電系統。

　　在通信領域中使用高壓直流供電技術的研究正在興起。

　　能否讓專用IT設備直接使用高壓直流供電技術，很多專家在關注，相關的研究已經展開，預期會有可喜的進步。一旦專用IT設備可以直接使用高壓直流供電技術，供電系統的運行安全性和維護安全將大大提高，應用的靈活性也將很好展現。

　　在實際應用中，我們注重對通信電源系統某一部分、單個子系統的應用研究，已經達到了相當高的水準，但對整個綜合類、大型的供電系統的應用研究，顯然不足，眾多系統的電池後備時間配置為多少既安全又不浪費？後備發電設施配置多少，在何狀態下工作為最佳？用什麼技術作為自發電保障為最科學、最安全、最經濟？諸如此類問題，缺少深入、細緻的研究，值得相關方面高度重視，期待著專家們的研究。(中國電信集團公司網路運行維護部　楊世忠)