通信电源技术发展趋势及标准研究方向

2021-12-20陈俊槟

通信电源技术 2021年12期

陈俊槟

（中通服建设有限公司，广东广州 510000）

0 引言

随着信息技术的发展，人们对于大数据、云计算等新型技术平台的服务需求也在持续增长[1]。在此情况下，为提高技术服务水平，各大企事业单位均开始构建自己的大数据中心和云计算中心。其不仅为人们带来了多元化信息服务业务，也促使各类数据资源实现集成化发展。在此背景下，为保障通信服务的持续性和稳定性，必须提供更为安全、稳定的电源保障。

1 通信电源技术应用现状

经过多年研究及发展后，通信电源技术已经在金融银行、仓储物流、电信运营以及工业控制等领域的通信机房建设中得到了广泛应用。其中，UPS通信电源技术的出现不仅保障了通信电源系统的运行稳定性，也在一定程度上提高了通信机房的电源供电水平[2]。图1为通信电源系统结构图。

图1 通信电源系统结构

现阶段，通信电源系统主要包括离线工作、在线工作以及在线互动工作3种工作方式。

（1）离线工作方式。采用此种工作方式的通信电源功率相对较小，多用于用电设备较少的通信机房，日常维护管理方便，性价比较高。此外，采用此种工作方式的通信电源实际电能转换效率较低，在实际使用过程中通常需要花费较长时间进行电能转换。

（2）在线工作方式。采用此种工作方式的通信电源功率相对较低，并且实际电能转换时间需求较小，可以为通信机房提供更为充足的电能，多用于阿里云中心、中国移动大数据运营中心等大型电信运营商通信机房和数据中心。大型通信机房和数据中心包含大量的交换机、服务器、路由器以及其他存储设备，实际部署成本相对较高。

（3）在线互动工作方式。采用此种工作方式的通信电源不仅具有通信电源在线工作方式的诸多优势，而且还提升了通信电源系统的监控性能。操作人员可以通过在线平台实时获取通信电源系统的各类参数，从而及时发现其中存在的各类异常，确保故障问题得到及时解决。该方式下的通信电源多用于中小型通信机房中，可以有效提高机房的续航能力，避免因通信机房电源供应中断所引发的数据丢失等问题。

在通信电源技术实际发展过程中，为进一步提高安全性、可靠性以及实时性，引入物联网技术、云监控技术以及传感器技术等先进技术。相关技术的应用不仅实现了相关目标，还有效提升了通信电源系统的工作性能[3]。例如，应用传感器技术以后，通信电源系统将可以基于M2M等通信传输协议实现设备与设备、设备与用户以及用户与用户之间的数据通信服务。M2M作为一种关键物联网通信协议，其在应用过程中可以加强传感器设备之间的数据通信交互效果，进而保障数据传输的实时性和可靠性。再例如，应用物联网技术后，通过电磁波来实现射频识别技术中电子标签的读写，进而为通信电源系统提供近场通信和远场通信服务[4]。

2 通信电源技术发展趋势

信息技术、电子技术以及控制技术的快速发展促使通信电源技术得到进一步提升，未来通信电源技术将会朝着智能化、数字化以及绿色化的方向快速发展。

2.1 智能化

通信电源技术的智能化可以实现通信电源系统的在线模组数据采集与状态分析。将相关数据信息与预设参数区间进行匹配对比，若是实际参数超出预设参数区间范围，那么便会自动发出告警通知。同时通过现代化诊断工具自动诊断异常区域，匹配专家数据库中的故障类型与维护方法，为故障处理人员提供更为精准有效的故障位置判断和处理方法参考[5]。

2.2 数字化

现阶段，部分公司的通信电源系统中已引入数字信号控制器。数字信号控制器不仅实现了多模块冗余并发控制功能，而且在具体应用过程中不需要额外中央控制部件支持便可以实现通信电源系统负载均衡。在通信电源系统运行过程中，若是某一个UPS模组出现故障异常情况，那么数字信号控制器便会自动将该故障模组的负载转移到其他正常运行的UPS模组，以此来持续保障通信电源系统的正常电力供应。此外，通信电源系统的数字化发展可以促使通信电源系统实现矩阵化发展。将多个独立的通信电源模组集合成为通信电源矩阵，通过数字化控制器来实现通信电源系统的并发控制，同时也可以实现对通信电源系统中整流器、逆变器以及旁路的集成化控制，最终多维度提高通信电源系统的运行可靠性和安全性[6]。

2.3 安全性

通信电源系统的安全性发展需要从运行安全、防雷设计以及三防设计等方面进行技术提升。其中，运行安全需要着重保障各类通信用设备质量符合标准要求，并持续推动技术完善；防雷设计则需要提高通信电源系统的防雷性能；在防潮、防烟雾、防霉菌等三防设计方面，需要采用耐腐蚀材料，并通过化学处理方法对电子设备表面金属或非金属进行涂层。

2.4 绿色化

当前通信电源系统中所采用的电池包括铅酸电池、三元锂电池、银锌电池、磷酸铁电池、镍氢电池以及铁镍电池等。虽然这些电池所采用的组成部件与相关技术不尽相同，但它们均会对环境造成一定程度的污染。为满足当前低碳环保、可持续发展的大目标，必须要推动通信电源系统朝着绿色化方向发展[7]。持续引入各类绿色材料及技术替换传统材料及技术，例如音乐燃料电池技术可以通过氢燃烧反应来为通信设备提供能源供应，由于氢反应过程中只会产生水，并且其燃烧效率相对较高，因此在未来可以用作通信电源系统的新型能源供应技术。此外，还可以在通信电源系统中引入滤波器和功率因数校正技术，对通信电源系统运行过程中所产生谐波电流进行有效抑制和清除，避免对电网运行造成影响[7]。

3 通信电源技术标准研究方向

由于相关通信机房中存在大量的电子设备，并且不同设备对于能源也有着不同的需求，因此为保障通信机房持续稳定运行，需要研究更为完善科学的技术标准作为支持，以此来达成标准先行的效果，为后续通信机房提供约束和参考[8]。通信机房不仅要满足人们日益增长的现实需求，而且还要满足可持续发展战略要求，在保障通信电源安全稳定的基础上体现出节能降耗等理念。具体来说，通信电源技术的标准研究需要基于当前国内外通信电源相关技术的发展与应用趋势以及国内外企业对于通信电源技术的研发实际需要等综合开展[9]。

结合通信电源技术的发展趋势来看，当前通信电源标准化方向在于完善通信机房动力评测方法及标准、通信机房环境能效要求评价方法及标准、通信用240 V /360 V直流配电单元运行后评估要求及应用要求、通信用336 V直流供电系统运行后评估要求及应用要求、240 V/336 V直流供电系统运行后评估要求及应用要求、通信用240 V/360 V直流配电单元运行管理要求、通信用336 V直流供电系统运行管理要求、240 V/336 V直流供电系统运行及管理要求、通信用氢燃料电气供电系统技术标准、大容量铅酸蓄电池管理系统技术标准以及在线运营直流检测方法技术标准[10]。

同时，通信电源系统的技术标准研究重点方向包括高压直流技术应用技术标准、清洁能源混合供电系统相关技术标准、动态无功补偿技术相关技术标准、新型储能技术相关技术标准以及通信局工作环境技术标准等[11]。其中，通信局工作环境技术标准需要着重确立机房气流组织要求标准、机房内空气质量控制标准等。