不間斷的通信站點綠色供電

    在LTE時代，站點間距小，需要部署海量站點進行全國覆蓋。如何在保障站點供電不中斷的前提下降低巨額供電成本，實現綠色節能減排戰略目標，成為通信商面臨的新挑戰。

    電網質量差，環境惡劣，成為不間斷供電絆腳石

    隨著通信站點下移，室外建站成為主流。電網質量差、環境惡劣，傳統供電方式功能受到限制，故障率高。據多個地市對基站故障原因進行統計分析，供電系統相關問題占網絡中斷因素的50％以上。

    我國電網雖為一類區域，但城鄉供電質量參差不齊，電源系統不能充分保障主設備供電質量；室外電源溫控能力和耐溫水平不足，曾導致2012年某省發生網絡大面積中斷事故；鹽霧、腐蝕性氣體和灰塵等引起電源提前故障或損壞亦不鮮見。

    能源成本侵蝕業務收入，降低能耗是運營商的新挑戰

    近五年來，網絡數據流量每年增長超過100％，相應能耗每年增長10～20％。電信行業收入增長僅為個位數，部分運營商虧損，增量不增收問題凸顯。通過分析運營商能耗占年收入的比例，歐洲平均1.1%，而中國三大運營商平均高達4％。能耗收入比每升高1％，運營商利潤率就減少一個百分點，如何降低能源成本是運營商普遍面臨的挑戰。

    全IP化的無線網絡趨于扁平，底端單個站點功率更小，中心機房功率更大。小功率電源效率長期未被重視，效率低能耗高。核心機房功率可達100kW以上，如果繼續使用老舊電源，單套系統年浪費電能達12萬度。 核心機房與數據中心互相融合，交流負載比例快速上升，傳統UPS(Uninterruptable Power System, 不間斷電源系統)采用1＋1備份模式，實際負載率甚至僅為80％以下，浪費電能非常嚴重。

    電網質量好的區域，電源能耗約占全網能耗6％左右。市電差或無市電區域由于需要油機發電，能耗更高。在站點室外化的今天，室外電源或迷你機房的溫控能源也被作為電源能耗的一部分，溫控能耗遠大于電源自身能源耗。站點能耗占運營商總能耗70％以上，降低站點能耗成為運營商最緊迫的需求。

    電網好區域，高效電源成就高效站點

    電源高效部件是站點節能的基礎，需要選用96％高效電源和高效溫控部件。

    高效核心部件包括整流模塊和溫控部件。高效電源就是指模塊整流效率達到96%以上的電源，這是業界的共識。除了常用的30A、50A高效模塊外，小至15A大至100A模塊高效率在LTE時代更為更要。小站需要15A小功率模塊，采用效率96%以上的高效模塊，比業界常用的85%效率模塊減少70%能耗，100萬個300W小站點，每年節省電能3.6億度。網絡扁平化使核心機房越來越集中，單臺電源額定功率可能達到360kW以上，所帶負載可能高達200kW。相比于傳統效率為92%的大電源系統，由高效100A模塊組成的電源每年可以省電12萬度以上，相比效率僅為88%的老舊電源，節省更達24萬度以上。對于室外電源來說，高效溫控部件可帶來更多能耗節省。溫控系統簡單而專業，基于熱仿真和流道設計，可使溫控部件散熱效率提升30%以上。優選熱交換和空調智能一體化溫控部件，在避免腐蝕氣體和粉塵對設備危害的同時，最大化地降低溫控系統能耗。

    高效系統設計進一步節能，需要低載高效的系統和安全的經濟運行模式。

    降低電源系統壓降、優化部件帶載率，使電源總體效率更高。高功率密度設計可以減少機柜并聯，降低系統壓降，如通流電源單柜功率超過180kW、UPS單柜功率超過320kVA，單柜系統滿足多數負載需求。在直流供電領域，通過模塊休眠功能提高帶載率，從而達到提高系統效率的應用已非常廣泛。在交流供電領域，采用模塊化UPS，比塔式機節能更顯著。模塊化設計方便擴容，可以保持UPS較高的負載率；低載高效設計，可以讓UPS運行在96％以上的最高效區間；2毫秒快速旁路與逆變切換技術，在市電好的機房可以直接使用安全的經濟運行模式，效率更高達99％以上，100kW的負載，年最高節電30萬度。

    站點高效是整網節能的需要，分艙溫控的站點和模塊化中心機房PUE降至1.5以下。

    迷你機房取代傳統室內站點，良好的隔熱性能可以有效阻隔外部熱源對內部環境的影響，減少無謂的能耗，成為站點高效的基礎。分艙溫控方式實現部件級精確溫控，避免無效的溫控能耗，使站點的能耗最小化，PUE(Power Usage Effectiveness，能源利用效率)低至1.3。機房采用模塊化的數據中心基礎設施，冷熱通道完全隔離，運用變頻行級空調，使核心機房和數據中心PUE降至1.5以下，同時有效消除局部過溫熱點，保障系統穩定運行。

圖1 華為室外化站點解決方案