关于绿色低碳信息通信网络建设的思考

2023-12-21罗玉玲

大科技 2023年52期

罗玉玲

（中国通信服务澳门有限公司，广东珠海 519000）

0 引言

本文主要从低碳环保角度出发全面总结案例项目地区绿色低碳信息流与能量流之间的关系。并综合运用各种现代信息技术与电子电力技术，以室外型能源一体化专柜为基础设计目标，真正构建一个绿色低碳的基础信息网络，并合理设计低碳供电及低碳运维系统功能，进而提升各种自然能源利用率。

1 项目概况

以广东省某机构所构建的绿色低碳信息通信网络系统工程为例，相关人员以低碳化运营、智能化运维与极简化构架为主要设计原则，综合运用现代数字技术、电子电力技术及其他相关信息技术构建了一个绿色低碳环保的现代通信网络系统，并通过不断加以优化和改进，使该地区整体绿色资源应用与管理效率得到了质的提升。通信网络基础构架如图1 所示。

图1 通信网络基础构架

2 低碳网络系统建设

2.1 极简柜站建设

低碳网络建设主要指的是对传统复杂的网络系统软件、硬件及设计架构进行简化，就现阶段实际情况而言，其主要是从现有网络基础供电架构及网络设计架构中删除部分作用较小或冗余系统环节，从而达到简化目的。在基于5G 网络环境的基础上以基于分布式拉远基站系统结构为主来构建智能化供电系统等。通过构建极简控制建站，而目前极简控制建站建设方式主要是将室内站的各种装置通过合理方式进行室外化处理构建室外机柜站，从而在最大限度上减少基站建设制冷耗能、材料消耗及占地面积，进而节省基站建设成本，在减少大量低碳排放的过程中不断提升建设机构的投资回报率。而本次案例项目极简柜站建设也是主要基于上述方式完成，其具体技术应用及构建模式如下。

（1）高密技术应用。在本次案例项目中主要运用智能锂电、新型半导体装置、分流器、智能继电器及智能化高密空开装置来进一步增强原始通信电源装置本身的能量密度，进而实现容量翻倍、原位装置优化与空间同化的智能供电系统，同时支持2G～5G 的各种网络通信模式的网络设备及供电装置。在传统供电通信网络设计中，为全面提升整流模块运行工作效率，通常不会布设全链路装置，进而使其长期处于孤立节点模块提升模式。而随着相关技术水平不断提高，本次案例项目已借助各种智能半导体装置及其他新型通信设备，真正使站点供电实现了集配电、储电、转电与发电为一体的智能化全链路控制模式。

（2）本次案例项目人员在通过对温控系统、储能装置及电源装置的智能化运用，使低碳网络极简柜站可基于本身业务需求，全面实现了平滑扩容演进，在绿色低碳能源输入输出方面通过运用多入多出（MIMO）系统中的功率统一功能，从而实现风能、太阳能等多种绿色能源的综合运用，并布设220V AC 电压、24V DC 电压、12V DC 电压及-48V DC 电压等多种电压的智能电源，进而满足各种装置的不同电压需求。

（3）全链路智能系统控制不但可实现基础配电、储电、转电及发电等多种智能控制服务，还支持智能降压、削缝等多种智能功能，并利用能源切片和智能错峰来降低极简柜站建设投入和运营成本。极简柜站建设结构与技术应用如图2 所示[1]。

图2 极简柜站建设结构与技术应用

2.2 极简杆站建设

本次案例项目极简杆站主要建设结构如下：①本次案例项目极简杆站散热设计主要采用仿生根细齿方式实施，采用自然散热方式实施电源装置散热，并基于各个装置位置来布设散热主设备，尽可能地降低线损和线缆使用长度，使站点整体能效利用率达到96%以上，进而减少站点电费消耗。②在黑盒设计方面，该项目主要采用IP65 型一体化压铸铝进行防护，从而满足装置各种高湿、高温环境下的装置运行条件，还可大幅度减少装置噪声污染。③案例通过运用高密技术，在最大限度上降低了上塔、挂墙及挂杆的场景安装面积，为网站建设项目节省了一半以上的站点租金，极简杆站结构如图3 所示。

图3 极简杆站建设结构

3 低碳供电系统建设

低碳供电主要指的是运用各种先进技术构建绿色化技术设施通信网络，从而降低整体站点在日常运营过程中的碳排放系数。但若站点布设过于分散，其内部离网直流光伏性能便于受到许多外界因素的影响，如组件公差、设备朝向、可部署范围、建筑遮挡物等。其不但会引起具体局部网络发电损失，使油机装置、储能装置因无法协同运行而影响绿电效率，并且引起多点运维装置中的详细运维点位难以确定等不良现象发生。而本次案例项目通过智能光伏发电装置的布设真正做到供电系统全场景区域叠光，其主要包括信息中心叠光、机房屋顶叠光、站点建筑叠光及杆站叠光等，其主要技术应用包括以下两个方面。

（1）本次案例项目光伏系统主要采用市面上最为先进的智能光伏组件，并基于双向电子电力技术结合从光伏组件原始的串组级别优化状态升级为如今的组件级别优化状态，真正实现各个区域组件的灵活布设，包括组件数量及组件配置等，进而解决组件受物体遮挡及方位不正确的问题，实现整体网络高效化全场景能源输出。通过充分利用现代电力载波技术使全部组件间的发电数据均可通过相应的智能管理平台来接收获取，真正实现全面可视化发电系统布设。

（2）从原始的分离部件升级为协同光储系统。运用MIMO 电源装置将储能、市电及能源清洁装置完美融合，并通过系统内部智能调度功能实现清洁能源的最大化利用，最终完成低碳化和无碳化运营模式。而合理运用超配光伏场景功能可优先消纳多余光伏，进而将在最大程度上扩大站点节能效益。此外通过运用智能化能源管理系统可自动统计各区域内全部发电信息数据，并基于数据信息来预测第二天区域内的光伏发电量，再通过各种算法来调整和预测储能系统装置放电时间和放电深度，进而实现100%的站点光伏消纳量，在最大限度上提高整体网络绿电中实际消纳比。此外，针对本次案例项目部分偏远管辖区采用常规供电方式难以实施整体资源供给。在案例系统中基于氢能、风能及太阳能等自然能源的发电，将通过电量存储装置全部输出至部分无法正常供电区域，以满足各个特殊区域的供电需求。光储协同能源调度流程如图4 所示[2]。

图4 光储协同能源调度流程

4 低碳运维系统建设

4.1 基础运维

低碳运维主要指的是通过各种方式简化系统运维程序解决系统运维被动感知、人工运维成本过高及耗碳数据信息不可视等弊端。本次案例项目信息管理平台通过利用现代网络技术与数字技术，将市内各个孤立运维机房和控制站点构建成一个整体连接网路，从而实现可视化全程网路管理。并合理运用现代AI 技术实现智能化能源采集、输入与输出，结合以下高效协同管理方法完成自动化绿色低碳能源运维。此外基于平台AI 技术优势对现代通信设备能效状态与用电状态进而全程可视化控制、管理和优化，可进一步降低电力资源浪费，减少人工维护成本，将能源消耗控制与网络服务功能发挥到极致。智慧能源网管系统结构如图5所示。

图5 智慧能源网络系统结构

4.2 绿色低碳管理

在传统低碳能源管理过程中，由于其本身无法实现自动化能源消耗分析及可视化碳排放数据功能，难免在各种资源已存在浪费的情况下而不自知。各个通信设备之间无法实现协同合作，使得整体系统管理效率极其低下。而信息能源管理平台通过相关技术可真正实现智能诊断能源消耗及可视化指标管理效果，通过全面掌握各个设备及站点之间的能源能耗信息，进而为低碳环保管理提供准确的数据参考。此外通过运用空调智能温控系统功能可全面控制空调装置运行能耗。同时系统平台通过智能错峰管理模块实现各个电源装置之间的协同控制，使其能够在谷值电价阶段利用电池来存储部分电能，并在峰值电价阶段启动电池放电功能，进而降低系统网络装置电量消耗[3]。

4.3 智能运维管理

传统低碳网络主要基于人工方式实施运维管理，据相关调查结果显示，例如，中国移动通信公司日常运维工作中就有超过45%的人工下站属于无效运维，其中主要包括开启地下油机、故障定位及电池测试等。而信息化能源管理系统可通过将内容软件连接区域监控装置的方式实现远程智能化运维。如采用远程测试装置来取代人工进行电池性能测试，其整体调试参数工作可全部在控制机房中实施，不但能够节省大量人工运维成本，还可大幅度提升设备故障检修的准确性，真正实现全程无延时、无成本、无下站的运维方式。运用系统功能实现对站下设备的远程开启、远程关闭及电池电量等方面的质量检测，进而在最大程度上提升整体设备运维效率[4]。

4.4 智能供电管理

在传统网络运维管理当中常常存在系统站点数据风险延迟响应、无紧急应对措施及故障处理效率低下等弊端。而针对此类问题，本次案例项目智能化信息管理平台利用前瞻性管理及自动风险识别功能提前对宕站风险进行预测识别，并帮助运维工作人员制定合理的紧急应对措施，根据实际情况通过备电切片功能实现各故障区域的差异化备电，延长整体供电系统中主要负载设备的供电实际，进而减少各区域因缺电而造成的经济损失，帮助相关人员在最短时间解决设备及网络故障。此外系统会将整体故障发生成因及处理过程信息数据全部存储到相应的数据库当中，在保障整体系统安全稳定运行的同时为类似功能故障构建完善的预防措施，进而避免同类故障发生[5]。