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绿色节能 - 正文 运营商投稿当日通信资讯

不间断的通信站点绿色供电

http://www.c114.com.cn ( 2013/9/6 09:50 )


  在LTE时代,站点间距小,需要部署海量站点进行全国覆盖。如何在保障站点供电不中断的前提下降低巨额供电成本,实现绿色节能减排战略目标,成为通信商面临的新挑战。

电网质量差,环境恶劣,成为不间断供电绊脚石

随着通信站点下移,室外建站成为主流。电网质量差、环境恶劣,传统供电方式功能受到限制,故障率高。据多个地市对基站故障原因进行统计分析,供电系统相关问题占网络中断因素的50%以上。
  我国电网虽为一类区域,但城乡供电质量参差不齐,电源系统不能充分保障主设备供电质量;室外电源温控能力和耐温水平不足,曾导致2012年某省发生网络大面积中断事故;盐雾、腐蚀性气体和灰尘等引起电源提前故障或损坏亦不鲜见。

能源成本侵蚀业务收入,降低能耗是运营商的新挑战

近五年来,网络数据流量每年增长超过100%,相应能耗每年增长10~20%。电信行业收入增长仅为个位数,部分运营商亏损,增量不增收问题凸显。通过分析运营商能耗占年收入的比例,欧洲平均1.1%,而中国三大运营商平均高达4%。能耗收入比每升高1%,运营商利润率就减少一个百分点,如何降低能源成本是运营商普遍面临的挑战。

IP化的无线网络趋于扁平,底端单个站点功率更小,中心机房功率更大。小功率电源效率长期未被重视,效率低能耗高。核心机房功率可达100kW以上,如果继续使用老旧电源,单套系统年浪费电能达12万度。 核心机房与数据中心互相融合,交流负载比例快速上升,传统UPS(Uninterruptable Power System, 不间断电源系统)采用1+1备份模式,实际负载率甚至仅为80%以下,浪费电能非常严重。

电网质量好的区域,电源能耗约占全网能耗6%左右。市电差或无市电区域由于需要油机发电,能耗更高。在站点室外化的今天,室外电源或迷你机房的温控能源也被作为电源能耗的一部分,温控能耗远大于电源自身能源耗。站点能耗占运营商总能耗70%以上,降低站点能耗成为运营商最紧迫的需求。

电网好区域,高效电源成就高效站点

电源高效部件是站点节能的基础,需要选用96%高效电源和高效温控部件

高效核心部件包括整流模块和温控部件。高效电源就是指模块整流效率达到96%以上的电源,这是业界的共识。除了常用的30A、50A高效模块外,小至15A大至100A模块高效率在LTE时代更为更要。小站需要15A小功率模块,采用效率96%以上的高效模块,比业界常用的85%效率模块减少70%能耗,100万个300W小站点,每年节省电能3.6亿度。网络扁平化使核心机房越来越集中,单台电源额定功率可能达到360kW以上,所带负载可能高达200kW。相比于传统效率为92%的大电源系统,由高效100A模块组成的电源每年可以省电12万度以上,相比效率仅为88%的老旧电源,节省更达24万度以上。对于室外电源来说,高效温控部件可带来更多能耗节省。温控系统简单而专业,基于热仿真和流道设计,可使温控部件散热效率提升30%以上。优选热交换和空调智能一体化温控部件,在避免腐蚀气体和粉尘对设备危害的同时,最大化地降低温控系统能耗。

高效系统设计进一步节能,需要低载高效的系统和安全的经济运行模式

降低电源系统压降、优化部件带载率,使电源总体效率更高。高功率密度设计可以减少机柜并联,降低系统压降,如通流电源单柜功率超过180kW、UPS单柜功率超过320kVA,单柜系统满足多数负载需求。在直流供电领域,通过模块休眠功能提高带载率,从而达到提高系统效率的应用已非常广泛。在交流供电领域,采用模块化UPS,比塔式机节能更显著。模块化设计方便扩容,可以保持UPS较高的负载率;低载高效设计,可以让UPS运行在96%以上的最高效区间;2毫秒快速旁路与逆变切换技术,在市电好的机房可以直接使用安全的经济运行模式,效率更高达99%以上,100kW的负载,年最高节电30万度。

站点高效是整网节能的需要,分舱温控的站点和模块化中心机房PUE降至1.5以下

迷你机房取代传统室内站点,良好的隔热性能可以有效阻隔外部热源对内部环境的影响,减少无谓的能耗,成为站点高效的基础。分舱温控方式实现部件级精确温控,避免无效的温控能耗,使站点的能耗最小化,PUE(Power Usage Effectiveness,能源利用效率)低至1.3。机房采用模块化的数据中心基础设施,冷热通道完全隔离,运用变频行级空调,使核心机房和数据中心PUE降至1.5以下,同时有效消除局部过温热点,保障系统稳定运行。

 

图1 华为室外化站点解决方案

 电网差区域,混合供电是节能减排必由之路

电网质量差甚至无市电供应时,站点通常会采用油机发电或油机备电,油机发电效率低,能源成本高企。而采用混合供电技术,通过对市电、油机、太阳能和电池能量进行智能算法控制调度,降低对高成本能源的使用,使系统供电符合运营总成本达到最低,供电可靠。

对于无市电区域,主要采用油机和储能的混合供电方案,称为油混。华为混合供电系统采用高性能深循环储能系统,并结合高精度储能侦测技术,通过智能调度,最大可节省燃油75%以上,节省油机维护成本更可高达90%。无论有无市电,若采用太阳能为站点供电,最大节省100%燃油和电能,是真正的绿色供电,这种方案称为光混方案。单纯的光混方案投资相对较高,能兼容光、电、油的混合供电方案,能匹配任意市电场景,并能在电网演进过程中调整,匹配客户的投资和运营成本期望。


  
  图2 华为环境恶劣区域站点解决方案

 

携手共进,华为助全球运营商打造绿色可靠的通信网络

可靠的供电保障是通信网络稳定的基础,是运营商品牌的保障。选择总成本最佳的供电方案,帮助运营商降低能源成本,直接提升效益并获得业务竞争力。华为提出全网PUE模型和六环节节能战略,提供从发电、配电、变换、用电、温控至维护管理各环节节能解决方案,在保障网络可靠的基础上充分降低全网能源成本。例如:

英国电信选择华为高效电源进行全网老旧电源改造,预计年节省2000万英镑电费成本;

华为电源匹配西班牙电信七步节能战略,在拉美各子网部署高效站点,相比传统站点,能耗损失减少40%;

沙特STC选择华为Mini机房作为站点基础,规模应用于中东炎热区域,帮助节省50%温控能耗;

与湖北电信合作,华为在业界首创了合同能源管理模式,帮助运营商以最低的投资撬动更大的高效电源节能改造规模;

在尼日利亚、柬埔寨、巴基斯坦等市电差区域规模部署华为混合供电系统,年节省能源与维护成本超过一亿美元。

在节能减排成为企业社会责任的今天,全面采用高效部件、高效系统组成的绿色高效站点,打造全网PUE最低的节能网络,是网络能源提供商和运营商电源人的光荣职责。

作者:华为技术有限公司 章异辉   来源:C114中国通信网

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