敖靜

（廣東南方電信規(guī)劃咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司 廣東省深圳市 518038）

1 引言

隨著我國通信領(lǐng)域的快速發(fā)展，開發(fā)通信領(lǐng)域的節(jié)能工作，成為行業(yè)公關(guān)的重點(diǎn)科研項(xiàng)目，一方面，通信領(lǐng)域中，耗能指標(biāo)較大，每年需要投入大量的資源和成本，另一方面，針對(duì)現(xiàn)有的通信電源系統(tǒng)，開發(fā)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)方案，成為行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和方向，引發(fā)從業(yè)人員的熱議和討論。

2 通信電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中節(jié)能方案

2.1 設(shè)計(jì)通信電源系統(tǒng)的設(shè)備配置

通信電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，采用不同的設(shè)備配置，其對(duì)應(yīng)的通信電源系統(tǒng)耗能存在較大的差異性。因此設(shè)備耗能是系統(tǒng)節(jié)能方案的核心要點(diǎn)。另外設(shè)備選型務(wù)必要做到科學(xué)、合理，從而達(dá)到節(jié)能的基本要求。為了進(jìn)一步提升通信電源系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，還需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)性的優(yōu)化和改進(jìn)，從而降低設(shè)備的實(shí)際耗能。近年來，如何降低通信系統(tǒng)電力能源的消耗量，已經(jīng)成了各領(lǐng)域重視的主要問題。因此，在通信電源系統(tǒng)中，開展相關(guān)的節(jié)能設(shè)計(jì)，需要實(shí)現(xiàn)電源設(shè)備的節(jié)能效率的提升，同時(shí)確保設(shè)備使用周期的有效延長(zhǎng)。例如，以變壓器為代表，在1600KVA 的型號(hào)設(shè)備中，長(zhǎng)期使用會(huì)導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行效率降低，同時(shí)設(shè)備變壓器的變壓容量以及變壓穩(wěn)定系數(shù)也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化，需要對(duì)變壓器進(jìn)行容量與數(shù)量的擴(kuò)充。同時(shí)對(duì)于電容補(bǔ)償設(shè)備，在設(shè)計(jì)過程中，需要結(jié)合系統(tǒng)功率等因素進(jìn)行參考，同時(shí)計(jì)算導(dǎo)線的橫截面積，進(jìn)而選擇合適敷設(shè)方式以及合理的導(dǎo)線用量。確定相關(guān)準(zhǔn)備工作后，可以有效降低線路的熱能損耗，同時(shí)減少諧波的干擾。需要注意的是，在設(shè)計(jì)過程中需要考慮振動(dòng)對(duì)設(shè)備、線路的影響。最后，需通過功率補(bǔ)償?shù)姆绞?，提高電源的利用效率，從而提升電源運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

2.2 設(shè)計(jì)開關(guān)電源的有效安裝

直流電源設(shè)備的安裝，要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，一方面，開關(guān)電源的安裝位置設(shè)計(jì)，是影響電源耗能的重要因素，另一方面，電源設(shè)備的安裝位置，影響其他通信設(shè)備的使用，因此需要選擇科學(xué)的安裝位置。對(duì)當(dāng)前通信電源系統(tǒng)的實(shí)際案例進(jìn)行科學(xué)的分析，了解目前電源位置對(duì)線路運(yùn)行的影響，同時(shí)對(duì)開關(guān)電源設(shè)計(jì)前與設(shè)計(jì)后的耗能進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，借助現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)字模型，如BIM 應(yīng)用軟件，進(jìn)行安裝位置的能耗比分析，確保開關(guān)電源設(shè)計(jì)方案節(jié)能程度的提升和改良。另外開關(guān)電源的安裝位置較遠(yuǎn)對(duì)通信機(jī)房的影響較大，需要對(duì)相應(yīng)的電源位置進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，從而有效降低電源損耗。需要注意的是，開關(guān)電源發(fā)生設(shè)備故障時(shí)，需要考慮后續(xù)維修的便捷性，同時(shí)還考慮設(shè)備更新對(duì)開關(guān)電源的影響，考慮開關(guān)電源設(shè)備更換的簡(jiǎn)易性。由于現(xiàn)代開關(guān)電源設(shè)備的種類和型號(hào)，數(shù)量眾多，如何在廣泛的選擇空間內(nèi)，選擇合適的通信電源開關(guān)，需要結(jié)合系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案的要求和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)現(xiàn)有的安裝位置進(jìn)行檢驗(yàn)和分析，必要時(shí)進(jìn)行位置調(diào)整，另外結(jié)合現(xiàn)代通信電源設(shè)備的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，可以設(shè)計(jì)帶有自主控制功能的開關(guān)電源，在緊急時(shí)刻，能夠自行控制電源的開啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的氧化需求。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通信電源設(shè)備已經(jīng)逐步邁向集成化、智能化，對(duì)應(yīng)的電源接口以及設(shè)備耗能具有一定的改善和提升，因此開關(guān)電源的安裝位置，對(duì)設(shè)備的實(shí)際耗能會(huì)起到一定的影響作用，需要加以重視。

圖1：某通信系統(tǒng)中的芯片設(shè)備

圖2：某品牌通信電源變壓器設(shè)備

2.3 通信電源系統(tǒng)充電、放電智能控制設(shè)計(jì)

通信電源系統(tǒng)的充電、放電設(shè)計(jì)，是近年來通信電源系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的核心發(fā)展方向，一方面，充電、放電設(shè)計(jì)的智能化控制系統(tǒng)需要結(jié)合現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)的合理功耗調(diào)整；另一方面，通信系統(tǒng)的耗能系統(tǒng)，需要與對(duì)應(yīng)區(qū)域的實(shí)際需求相聯(lián)系，同時(shí)按照具體的通信電源系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。以某公司通信系統(tǒng)電源設(shè)備配置為例，其中包括交流配電屏、容量整流機(jī)架、監(jiān)控模塊、整流模塊、蓄電池組、直流配電屏等，其中對(duì)電源整流模塊的負(fù)載率進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算數(shù)值為48%，系統(tǒng)效率的理論效率為91%，其系統(tǒng)效率數(shù)值相對(duì)較高。根據(jù)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行分析，負(fù)載率降至14%，系統(tǒng)效率同步下降到86%，因此某公司的通信系統(tǒng)運(yùn)行效率相對(duì)較低，需要利用智能整流模塊中的休眠功能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備系統(tǒng)耗能的有效降低，降低不必要的能源損失。智能充電、放電設(shè)計(jì)，可以有效調(diào)節(jié)通信電源系統(tǒng)的用電峰值，減少相關(guān)時(shí)間段的用電緊張問題，同時(shí)還能在用電需求較少時(shí)，合理降低電能供給，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能系統(tǒng)的有效管理，從而實(shí)現(xiàn)用電系統(tǒng)的成本節(jié)約。智能控制設(shè)計(jì)，與現(xiàn)代電器設(shè)備變頻技術(shù)有所類似，但是智能控制設(shè)計(jì)，應(yīng)用軟件化控制模塊，對(duì)電能需求情況可以實(shí)現(xiàn)有效的分析和梳理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)際耗能的有效調(diào)節(jié)。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以人工AI技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的有效應(yīng)用，為傳統(tǒng)通信電源領(lǐng)域注入了新的活力和動(dòng)力。既能夠有效解決通信電源領(lǐng)域的充電、放電等電能供給問題，同時(shí)還能夠在系統(tǒng)效率、運(yùn)行荷載等相關(guān)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)極為可觀的升級(jí)和優(yōu)化，減少傳統(tǒng)通信電源領(lǐng)域的弊病和問題。如圖1所示，智能化應(yīng)用芯片，在部分通信電源領(lǐng)域，已經(jīng)被廣泛使用，可以利用既定的程序和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)現(xiàn)有的電源通信系統(tǒng)進(jìn)行深入的控制，并且可以保障全天候的監(jiān)管和控制，有效降低人工的參與程度。

3 通信系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)中的節(jié)能方案

3.1 變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

在通信系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)過程中，變壓器的耗能比例相對(duì)較大，為使其能夠按照科學(xué)的模式運(yùn)行，進(jìn)行有效的維護(hù)必不可少。通常變壓器主要有空載與負(fù)載兩種運(yùn)行模式，其中都伴隨一定程度的能耗損失，因此需要根據(jù)變壓器運(yùn)行模式的不同，進(jìn)行相應(yīng)的功耗計(jì)算，空載時(shí)的能耗損失與變壓器負(fù)荷容量關(guān)聯(lián)較小，因此不作為考慮因素，利用額定空載電壓、電流進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)計(jì)算公式，將變壓器空載時(shí)的耗能損失進(jìn)行計(jì)算。由于變壓器負(fù)荷情況需要根據(jù)變壓器自身的臨界荷載進(jìn)行判定，因此在進(jìn)行節(jié)能方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要有條件選擇合適的運(yùn)行方案，控制變壓器的啟停時(shí)間，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，進(jìn)行變壓器運(yùn)行情況的控制。通過對(duì)變壓器設(shè)備的有效調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提升設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)高效節(jié)能、提升功率的作用[1]。不僅如此，通過對(duì)變壓器運(yùn)行情況的科學(xué)調(diào)整，可以進(jìn)一步控制變壓器的能耗需求，實(shí)現(xiàn)變壓器功能與穩(wěn)定性的雙重提升。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，通信電源領(lǐng)域的新型節(jié)能變壓器，已經(jīng)逐步走入通信市場(chǎng)，如圖2所示，通過對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)升級(jí)以及技術(shù)改造，結(jié)合智能芯片的自動(dòng)化管理模式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)性能耗的有效控制，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電壓器的節(jié)能需求，保障相關(guān)線路運(yùn)行的穩(wěn)定性和節(jié)能性。

3.2 合理分配變壓器負(fù)載

變壓器負(fù)載分配，是當(dāng)前通信電源系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)節(jié)能措施的重要手段之一，利用對(duì)通信電源系統(tǒng)的有效分析，合理分配變壓器的負(fù)載情況，同時(shí)確保變壓器運(yùn)行過程中不會(huì)產(chǎn)生電能耗損過大情況產(chǎn)生，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，起到一定的保障作用。另外進(jìn)行特定電源系統(tǒng)的變壓器負(fù)載分配時(shí)，還需要結(jié)合通信電源系統(tǒng)的變壓器數(shù)量，考慮每一臺(tái)變壓器的型號(hào)、功率、運(yùn)行參數(shù)等數(shù)據(jù)，分析整個(gè)變壓器設(shè)備體系的負(fù)載情況，最終確定每一個(gè)變壓器所需要承擔(dān)的有效負(fù)荷。確保相關(guān)工作后，科學(xué)調(diào)整變壓器的線路銅損問題，從而確保變壓器的損耗得到有效的控制。當(dāng)任何一臺(tái)變壓器的負(fù)載率維持到相同功率時(shí)，變壓器線路的銅損將會(huì)降到最低值，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，需要考慮相關(guān)的情況和問題，同時(shí)對(duì)應(yīng)的工作人員需要將變壓器的極端分配情況進(jìn)行考量，確保系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定和高效[2]。

3.3 合理控制電源系統(tǒng)運(yùn)行

通信電源系統(tǒng)的維護(hù)工作中，諧波是影響電源系統(tǒng)的主要因素之一，同時(shí)也是導(dǎo)致電源在同等運(yùn)行功率產(chǎn)生電能浪費(fèi)問題的主要根源。因此對(duì)于諧波的處理，大多需要依據(jù)濾波器進(jìn)行完成，利用濾波器的濾波能力以及系統(tǒng)的阻抗特性。通常濾波器的濾波能力較為穩(wěn)定，當(dāng)系統(tǒng)抗阻發(fā)生變化時(shí)，濾波器的濾波能力大多會(huì)受到設(shè)備自身的影響，而無源濾波器在運(yùn)行過程中，對(duì)次數(shù)較多的濾波處理效果較差，需要結(jié)合有源濾波器共同使用。不僅如此，有源濾波器的濾波能力與安裝位置存在較大的影響性和關(guān)聯(lián)性，因此在設(shè)計(jì)過程中，需要考慮有源濾波器的安裝位置，從而實(shí)現(xiàn)最佳的濾波處理效果。將濾波器安裝在變壓器低壓側(cè)或者波源端附近區(qū)域，可以利用濾波器與外界的互感作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波的有效分離。需要注意的是，根據(jù)不同的通信電源系統(tǒng)，濾波器的連接方式，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)和變更，例如，借助三相四線或者三相三線以及閉環(huán)開環(huán)等方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)濾波效率的有效提升，從而實(shí)現(xiàn)通信電源系統(tǒng)維護(hù)作業(yè)的有效節(jié)能。節(jié)能方案的設(shè)定和應(yīng)用，需要進(jìn)行科學(xué)的對(duì)比和測(cè)算，從而保障節(jié)能方案的合理性和應(yīng)用價(jià)值[3]。

4 結(jié)論

綜上所述，通信電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行維護(hù)，需要從通信系統(tǒng)能耗以及維護(hù)方案等相關(guān)領(lǐng)域中進(jìn)行分析，利用現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)以及設(shè)計(jì)理念，有效降低通信電源系統(tǒng)的能耗比例，從技術(shù)著手結(jié)合運(yùn)行體系的實(shí)際情況，有效控制電能消耗，充分考慮變壓器的實(shí)際運(yùn)行情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)通信電源系統(tǒng)的有效設(shè)計(jì)。