低碳基站通信电源设计方案关键要点分析

低碳基站通信电源设计方案关键要点分析

于利辉

吉林吉大通信设计院股份有限公司 吉林长春 130012

摘要：基站通信电源的节能优化设计，将会成为未来通信可持续发展的重要工作，因此，需搭建更多数量的低碳基站通信电源系统。本文主要针对低碳基站通信电源的设计方案要点内容进行了简要分析。

关键词：节能低碳；通信电源系统；设计优化

引言：目前的新一代网络通信架构已经诞生，这种通信技术的先进性也使得其接入和汇聚的机房供电压力增加，能耗水平快速提升。而近年来我国提出了“碳中和”和“碳达峰”两项目标，这也要求基站通信电源系统应当在保证稳定供电同时，做到更加环保、低碳以及节能，因此，相关系统的建设开始进行设计优化。

1.基站通信电源系统节能低碳设计的意义

5G通信网络的发展必然离不开数据中心产业支持，然而目前数据中心发展受到其本身机制高耗能特点的制约，未来建设绿色、低碳、节能的数据中心成为必然路径，因此，许多节能技术也开始得到运用。然而现有针对基站机房通信电源系统的节能技术多是对系统动态能耗加以监控，也会借助远程监控手段及时把控运行，当发现电源发生故障后，第一时间了解各项设备运行状况，再针对故障特点来处理，这种技术只适用于传统电源系统结构，在传统电源运行时，存在着损耗多、效率低以及故障多的缺陷，因此也会在运行中逐步改进，若机房电力装置发生变换或进行整体优化，其也将会导致装置效率出现参差不齐现象，从而增加耗能，因而下一步需要从电源系统输入端着手，设计出低碳节能的电源系统结构，即可采用清洁能源供电或改造为低能耗设备，这样才有助于促进节能效果的提升[1]。

2.低碳基站通信电源设计方案的关键要点

当前通信运营商和相关企业为了推动发展，正不断优化通信系统，尤其是针对自由通信电源机房的建设，制定了更高要求的清晰目标，许多通信设备对能源需求日益增加，通信网络的演进也会耗能。在5G网络的推动建设下，原本模式的通信电源机房体现出不适应，其不仅耗能巨大且系统技术水平滞后，因此，现阶段尤为看重低碳型基站通信电源系统的设计。

2.1老旧基站通信电源设计要点

老旧基站通信电源系统的环保节能改造设计，通常会在设计初期对基站机房情况调查了解。以某老旧汇聚机房的电源系统改造工程岗为例，调查发现其机房面积不大，只有较少区域可以进行新设备的安装，但整体结构的承重也受到限制，因此电源系统的扩容难以实现。在分析了电源详细负载之后发现，原系统的耗电量偏大，整体耗电量甚至比设备用电还要高出约40%。出现这种情况的原因包括几点：一是现电网中的部分设备已经退出，但设备没有完全拆除或做断电处理，导致其不仅浪费了电能，也占用了机房空间资源；二是机房所在地区的市政电路偶尔出现短暂停电情况，致使电源系统备用蓄电池会长时间运行，出现过度使用问题，故而蓄电池在充电时也会耗用更多电能；三是内部空调系统未采用节能设计形式，且空调设备长时间运转，造成高负载及高耗电。对于案例机房的实际情况来开展低碳节能的电源优化设计，最终方案决定采用太阳能发电辅助，同时对空调系统进行节能改造，从而提升机房的用电水平，避免无端浪费，降低能耗，也能够确保机房更平稳和安全地运转[2]。

改造电源系统的设计，先是对机房进行停工摸查，全方位检修用电，由于其主干线为市电引入杆路中，与此同时，在停电后也保证了无其他市电接入，停电时间选择在半夜，因而也确保了摸查检修工作顺利进行。在切实梳理了当前系统老旧用电设备之后，决定将一些已经退网的无用设备尽快下电处理，减轻系统负载，这项任务完成后，检测电源系统的剩余可带负债[1]率明显提升，提升值约为5%，可以更好地支持主要用电设备的吞下[2]，优化用户端的体验感。基于机房电源系统持续不停电的现实需求，改造设计中也增设了一台智能柴油直流发电机组，固定布置在空余位置，该项机组可以为直流负载提供充足电能，还支持蓄电池的后续充电，同时其具备了效率较高、噪音较轻的优势。

为了深化推进实现基站通信电源的低碳化设计，降低其实际耗电量，此次还决定在机房的顶部布置太阳能发电设施，太阳能发电系统还会与蓄电池相连，实现充电，设置远程控制器来进行供电控制，通常是在早上进行设备供电，等到蓄电池结束放电时，系统还可借助太阳能继续蓄电，在电价谷峰时，可以安排蓄电池组来为机房设备提供电能，而电价降低使其就转为市电供电，同时让太阳能发电系统为蓄电池充电，切实保证满足实际电力需求。对于机房中的空调系统，则是将其压缩机润滑油和制冷剂进行了更换，也设计了远程控制功能，从而调节空调设备运行，尽可能降低耗电量。

2.2新建基站通信电源设计要点

相比于老旧基站通信电源系统的改造设计，新建基站通信电源的低碳节能化设计要简单些。其是从建设之初就对电源系统未来的绿色可持续发展前景充分考虑。将基站通信用电的远期和近期需求结合，对电源系统进行科学规划，既要保证基站机房在通信供电方面具有充足的电流资源，也要让不同电源类型合理化搭配，使电力稍有余量，应对特殊情况，此外，也应当考虑未来装机改建的规划情况。其电源系统的实际设计要点包括以下几点。

第一，针对机房中的电力设备空间布局合理规划安排，也要预留出一定新增设备的空间，但尽量保证机房资源不浪费，提高综合效益。

第二，应提前规划好电力电缆路由的具体走线，反复确认准确，以免线路不清，也要严格杜绝建设时出现电缆线堆积或交叉的不良情况。

第三，在进行建设选址时，事先考虑到机房承重的预留，基于机房建设位置情况的调查结果来选择电源设备类型，在前期进行装机的过程中，若是设备的性能效果等同，那么要尽量使用占地面积比较小的设备，这也是考虑到未来长期发展后的装机需求。

结论：综上所述，现今通信网络的持续演进，使得通信供应商开始推动网络设备下沉，因而也增加了通信电源系统的功耗负担，而目前的社会各行业发展都围绕着“节能低碳”，故而要解决原本基站通信电源的高耗能问题，以低碳为目标开展系统设计。由本文分析可知，对于老旧基站和新建基站通信电源系统的设计要点略有不同，其中老旧基站主要是更换或去除耗能较高的设备，优化空调系统，新建基站，则是在电缆布置、设备选型等方面综合考虑。

参考文献：

[1]齐刚,胡鹏涛.低碳基站通信电源设计方案探讨[J].中国新通信,2021,23(19):28-29.

[2]谭洪利,孔珂.新型混凝土杆塔应用于无线通信基站的可行性探讨及研究[J].混凝土与水泥制品,2020(12):35-36.

[1]负载？

[2]？