通信电源系统设计与维护中节能方案的制定与优化

2023-01-31张千锋

通信电源技术 2022年20期

张千锋

（中国移动通信集团重庆有限公司永川分公司，重庆 402100）

0 引言

目前，通信技术高速发展，通信产业的节电技术的研究成为业界的重中之重。首先，对于通信产业而言，其包含的能耗项目很多，每年须投资巨大的能源与生产成本；其次，针对目前的通信电源技术，研究其节电设计方案，已经成为未来产业发展的必然趋势与重点，得到业内人员的普遍重视[1]。

1 通信电源系统概论

为全面提升通信网络系统的方案设计合理性，可充分利用该结构内部供电区域，对其组合模式进行重新整合与优化，使得通信网络系统的实际意义与实用性得到合理的体现，同时使其系统安全可靠运行[2]。交流系统主要由信号的交流引导区、整流开关区、直流电源区以及充电区域和数据监控区等5部分组成，如图1所示。

图1 通信电源系统组成图

由图1可知，通信能源技术发展与其系统设备的实际作用存在着很大的关系，通信系统结构的稳定性和安全性才是整个系统设计所需关注的重中之重。在对信息通信系统进行日常工作过程中，如果出现了某个部位的小规模问题，甚至部分装置出现正常运转情况时，就可能对信息通信系统的部分性能造成不良影响。因此，工程设计技术人员须使用各种型式、功能的机械设备进行相应处理措施，以便有效解决基础设施产生的重大问题和故障。然而，一旦通信系统的供电区域产生了重大故障问题，那么就会影响整体通信系统的运行。为了增强整体通信系统的稳定性，并防止供电区域再发生故障问题，须对电源系统的储备供电和为其他设备供电方面进行优化与完善。特别是连接市电的通信设备控制系统，该控制系统中整体使用的电源十分重要。因此，在面对都市备用供电进行方案设计时，就须不断对蓄电池结构的方案进行优化与完善，其目的是一旦通信供电系统在市电无法正常使用时，仍能够依赖蓄电池的基本供电条件，平稳和安全地运行[3]。因为交流系统与应用装置自身所运行的电流范围之间根本无法合理平衡，并且在电流构成中的交换模型与电压本身之间还有着一些浮动，所以在蓄电池应用过程中，需要根据设备情况设置适当的压力平衡装置，以充分保证通信电源的平稳运行。

2 通信电源系统维护节能组成

为了响应国际通信网络能源领域所提出的环境保护意识以及节能减排可持续的发展思想，通信电源系统在方案设计和结构建设的过程中，须针对能源管理系统的节电机制及其保护措施展开仔细探讨和深入研究，并以此为依据，制定出正确、合理的节能方案，全面优化通信能源系统的节电实际效果。由于通信电源系统结构是控制其能耗的最关键部分，因此在通信电源系统设计的节能方面，首先应当从系统的结构型号为基本出发点，从而达到降低通信电源系统能量消耗的实际目的，最后达到节能减排的最终目标[4]。

2.1 电源变压设备

针对目前通信电源设备正常运行的状况，对电源变压设备进行了优化，其中在电源变压设备的节能方面需要根据高电压设备运行质量、运行能力和正常工作状态等方面的总体分析。而鉴于中国目前存在的电源变压设备单台设计能力已超过了1 600 kVA，一旦通信电源变压设备长时间处在高压正常运行的条件下，将造成巨大的能耗和损失，不利于实现节能目的。因此，通信供电的方案设计以及设备生产过程中，须全面结合通信设备自身的工作方式与状态，认真研究设备的技术参数，对设备容量和通信供电能力进行确定，对设备能源进行控制与调节，以此真正达到节能的环保效果[5]。

2.2 电容补偿设备

通信电源系统的电容补偿设备，是有效实现设备功耗弥补的关键手段。在实际开展控制系统设计过程中，须要求技术设计人员对具有保护、节电功能的装置加以合理控制，以便于达到供电装置的最终节电质量。对通信电源电容补偿系统而言，只有正确、合理地设计电容补偿系统，才能够有效地对电缆导线直径、电路的铺设形式和电路使用数量等做出充分考虑，以有效实现电缆连接器损伤范围的有效管理，从而真正达到控制损伤范围的效果。

2.3 无功功率补偿设备

在通信电源控制系统内部的运作过程中，功耗补偿装置是直接影响整个通信电源控制系统的主要因素。因此，比较科学、有效的无功补偿方案设计，就能够有效引起更多的系统结构负载，有效增加了电源系统的实际效率，从而有效降低了电源系统的电流密度损耗，最终改善了电源系统的实际安全程度[6]。

2.4 电源充电智能化

就通信电源技术而言，将能源的补充和释放过程自动化，是有效控制系统节能水平的重要环节和手段，其智能的电源管理技术也能将高效和智能电流管理系统的休眠功能进行融合。一般来说，企业内部通信电源管理系统的实际运行效益相对较低，如果完全根据内部智能化管理系统的整流模块与休眠功能实现大数据运算，那么能够合理降低信息系统损失，同时有效改善电源结构系统运营过程中的信息系统效能与服务质量。此外，对智能定时电源释放控制方法加以处理，通信电源管理系统的产品在供电的峰值时间完成机械动作的方法，极其不利于电子设备的节能技术管理工作。通信电源系统的智能放电模式对放电模式实行高效管理与监控，从而对通信电源系统的日常使用习惯以及制定设置时间进行有效处理。而通信系统能够对电子设备以及系统观点高峰期的及时补充，从而有效降低了通信系统的能源消耗成本。

3 通信电源系统设计中节能方案

3.1 设计通信电源系统的设备配置

不同的系统配置，相应的通信电源系统能耗具有很大的差别。因此，系统能耗也是系统节电设计的关键要点。另外，设备的选择务必要正确、合理，以便满足节电的根本需要。为提高通信供电设备的节电设计标准，须对设备进行系统性的调整与完善，以便减少设备的实际费用。目前，怎样减少通信系统中供电能源的消耗量，已成为了各领域所关注的主要问题。因此，在对通信供电体系中，作出相应的节电方案设计，就需要改善供电设施的节电效果，也需要实现设施使用期限的合理延伸。因此，以变压器设备为代表，在1 600 kVA的大型号装置中，由于长时间应用将会造成装置工作效能下降，并且设备变压器的变压能力与变压稳定系数也会发生一定的改变，因此需要增加设备变压器的体积和数量。同时，在设计电容补偿设备时，须对系统功耗等各种因素加以考察，并同样估算导线的横截面积，从而选用正确敷设方法和合适的导线用量。需要注意的是，在设计中须充分考虑震动对电气设备、管线等的危害。最后，采用功耗补偿的方法，以增加开关电源的效率，进而增强开关电源工作的稳定性。

3.2 设计开关电源的有效安装

直流电源装置的安装，须按照科学合理的设计方案严格执行。首先，在开关供电的安装位置选择方面，需要意识到开关供电电源是控制开关供电耗能程度的最主要原因。其次，电源装置的安放方位，往往会限制其他通信装置的应用，须选用科合学理的安放方位。再次，开关电源设备的安装距离过长对通信机房的冲击很大，须对相关的供电部位进行改造设置，以便有效减少供电损失。此外，电源出现故障问题后，充分考虑后期维护的便利性，同时充分考虑设备更换对电源的损失，通信电源网络建设和运营维护的节能需要充分考虑电源设备更换的简便性。鉴于现代开关式电源装置的品种和类型数量繁多，要在更广泛的选型空间中，选用最理想的交流电源开关，就需根据其总体设计方案的特点和标准以及目前的实际设计情况加以考察和研究，在必要时加以适当位置选择，并且根据现代交流开关式电源装置的技术发展趋势，还能够选择具有独立控制功能的开关式电源装置，在应急时，可以自动控制电源的打开与关闭。随着科技的发展,通信电源装置开始逐渐走向集成化、智能化，相应的电源接口和系统能耗有着相应的改变与提高。因此，开关电源的设置情况，对系统的具体能耗将产生相应的改变效果。

3.3 通信电源系统充电和放电智能控制设计

通信电源管理系统的充电、放电技术，是近年来通信电源管理系统节能技术的重要发展趋势。第一，充电和放电系统的智能管理系统须根据先进技术，对整体通信设备合理进行功率调节，通信网络的耗能系统，须和相应地区的实际需要相联系，需要根据具体的通信能源体系加以调节。通常情况下，企业的通信设备工作效能相对较小，需要利用智能整流系统中的休眠技术，从而达到对设备工作能耗的有效降低，减少无谓的能耗浪费。智能充、放电系统，能够合理控制通信电力系统的供电高峰，减少相应阶段的供电压力问题，而且也可以在供电需求较少时，适当减少电力供应，达到对电力系统的高效控制，进而达到供电的成本降低。智能控制和现代电器设备变频转换技术有些相似。但是，通过智能控制，利用应用软件的管理功能，可以合理地分类与整理实际能源需求状况，从而达到对实际能耗的合理控制。现代科技的进展，包括人类人工智能（Artificial Intelligence，AI）技术的创造性开发和大数据分析技术的高效运用，给我国通信电源产业带来了全新的活力与动力。不但可以高效处理通信电源方面的充电、释放和能量供应问题，而且也可以对工作效能、工作负载等有关方面，进行非常显著的提升和改善，消除了通信供电方面的缺陷和困难。智能化管理芯片已经在该领域得到了广泛推广，能够通过一定的流程和要求，对当前的电力通信系统实施深入的管理，同时能够实现全天候的监测与管理，有效减少人员的投入等。