铁塔运营模式下的通用基站电源方案探讨

张正华++叶诚++贺先锋++李福涛

摘 要：随着铁塔公司的成立，共建共享已成运营商建设电信基础设施的趋势，电源系统的共建共享也成为可能。文中提出铁塔运营模式下的通用基站电源系统方案，并从铁塔运营模式下的基站电源成本、电源灾难备份、电能计量方面进行探讨。该通用基站电源系统工程实现较易，配套该系统后能提高基站设备供电的可靠性。

关键词：铁塔；共建共享；电源系统；灾难备份

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）20-0229-01

1 前言

随着移动信息技术产业的迅速发展，铁塔电源系统受到广泛的关注[1]。目前国内三大运营商基站设备的制式不统一，所采用的直流电源电压等级也不同，无法使用一条总线实现统一供电。中国电信、中国移动、中国联通分别主推240V、336V、270V高压直流电源[2-3]。国外的直流供电电压等级也有所不同，如美国Intel公司、日本NTT、韩国电信、瑞典分别采用400V、270V、300V、350V直流系统[4]。总之，业界对于高压直流電源的电压等级没有统一的标准，面向铁塔运营模式下的高压直流电源系统的建设增加了不小的挑战。

铁塔公司成立后，通信铁塔的共建共享迫在眉睫，三大运营商的电源系统急需进行改进。在三大运营商采用不同输出电压的供电系统的情况，如何实现兼容是通信铁塔电源系统建设的难题。

2 铁塔运营模式下的通用基站电源系统

2.1 通用基站电源系统

针对上述所提的兼容问题，以及基站电源系统的可靠性，提出铁塔运营模式下的通用基站电源系统，该通用基站电源系统包括交流供电系统和直流供电系统，如图1所示。其中交流供电系统包括市电输入端口、SPD、油机电、市油电转换与交流配电模块、辅助设施等。辅助设施包括电表M1、M2、辅助系统等。

直流供电系统包括移动供电子系统、联通供电子系统、电信供电子系统、240V直流备份电源、第一、第二双向DC/DC转换器。其中，电信供电子系统包括第一AC/DC转换器、M3、240V直流供电总线，第一AC/DC转换器是将市电交流220V或油机电交流转换240V直流电，并通过供电总线为电信基站设备供电。联通供电子系统包括第二AC/DC转换器、M4、270V直流供电总线，第二AC/DC转换器是将交流输入转换270V直流电，并通过供电总线为联通基站设备供电；移动供电子系统包括第三AC/DC转换器、M5、336V直流供电总线，第三AC/DC转换器是将交流输入转换336V直流电，并通过供电总线为移动基站设备供电。在直流供电系统，通过设置双向DC/DC转换器实现直流供电总线间的互备和扩容；并在240V直流供电总线上添加240V直流备份电源，进一步提高供电子系统的可靠性。

2.2 供电子系统的互备

正常工作时，各供电子系统是独立运行的，供电子系统中的AC/DC转换器将交流输入转换对应的直流电，并输入该直流供电总线上，为对应的运营商基站设备提供直流电，并通过240V直流供电总线为240V蓄电池电源充电。

当任一供电子系统故障时，借助双向DC/DC变换器实现直流供电总线间备份，具体为：（1）当一个或二个AC/DC转换器故障时，其它供电子系统通过双向DC/DC转换器为故障的供电子系统提供直流电。例如当第二AC/DC转换器故障时，通过第一双向DC/DC转换器将240V直流电转换为270V直流电或通过第二双向DC/DC转换器将336V直流电转换为270V直流电，以及通过270V直流供电总线为联通基站设备提供直流电，以确保在自身供电子系统故障时联通基站设备的供电不间断。（2）当市电交流断开、油机电未启动，或所有AC/DC转换器故障时，240V直流备份电源通过240V直流供电总线为电信基站设备提供240V直流电，以及通过第一、第二双向DC/DC转换器将240V转换为相应的电压，为联通、移动基站设备供电，确保运营商基站设备在短时间内不受断电影响。

直流供电系统实现了同一电源中输出多个电压，通过双向DC/DC变换器实现多个电压的互备和扩容，实现多个运营商电源供电系统兼容使用，便于实现统一调度管理。

2.3 运营商的电能计算

在新模式下的电源系统中，对各运营商的电能计量是铁塔公司必须解决的问题。考虑各运营商设备实际消耗的电能不同，采用均分方式计量电能显然不合适，因此有必要设计一种电能计算算法，该算法具体如下：各运营商基站设备消耗的电能计算公式为：电信设备消耗的电能P1=M3+M2/3；联通设备消耗的电能P2=M4+M2/3；移动设备消耗的电能P3=M5+M2/3。考虑设备、线路的损耗，运营商实际负担的电能计算公式为：电信实际负担的电能=（M1*P1）/（P1+P2+P3）；联通实际负担的电能=（M1*P2）/（P1+P2+P3）；移动实际负担的电能=（M1*P3）/（P1+P2+P3）。通过上述电能的计算方式，可以保证各运营商在电能计量方面的公平性，实现多运行多付费的模式。

3 结语

针对运营商电源系统间的兼容问题，文中提出铁塔运营模式下的通用基站电源系统，并从系统架构、互备和扩容实现、新模式下电能计算进行探讨。该通用基站电源系统仅需在现有的电源系统上进行细微的改进，工程实现较易，通过配套该电源系统后可以提高基站电源的可靠性，并能实现各运营商基站电量的透明化计量。

参考文献

[1]宋爱玲.铁塔公司成立之作用及未来发展举措分析[J].无线互联科技，2015，（6）：13-19.

[2]尹忠东.数据中心直流供电系统[C].第十届中国电气工业发展高峰论坛，2013：114-117.

[3]衣斌，朱宏韬，赵永为，等.240V高压直流供电技术在通信行业的应用[J].电源技术，2014，（12）：2421-2424.

[4]中国国家标准化委员会.YD/T 2378-2011通信用240V直流供电系统[S].北京：中国标准出版社，2011：2-3.endprint