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基站节能技术

基站节能技术

基站节能技术范文第1篇

科学技术的快速发展,为通信运营商经济效益的增加及服务范围的扩大带来了重要的保障作用。在此形势影响下,为了更好地提升通信基础设施的整体服务水平,最大限度地满足可持续发展战略的各种要求,需要加强对无线基站运行中能耗状况的深入分析,运用可靠的节能减排技术优化无线基站的服务功能,提高其运行效率的同时降低生产成本,推动相关行业的快速发展。基于此,本文将对关于无线基站节能减排技术进行必要地研究,以便为无线基站未来服务范围的扩大提供可靠地保障。

关键词:

无线基站;节能减排技术;生产效益;服务功能;生产成本

优化无线基站的工作环境,加强节能减排技术的合理运用,有利于完善无线基站的服务功能,促使其能够长期处于稳定、高效的工作状态。实现这样的发展目标,需要注重对无线基站组成结构的深入分析,在其运行的过程中提高不同节能减排技术的利用效率,减少基站的能源消耗量,优化相关资源配置,为现代化无线基站应用范围的扩大打下坚实的基础。文中从不同的方面对无线基站节能减排技术进行了深入研究,确保了基站的性能可靠性。

1无线基站节能减排的相关原则

采取可靠的技术手段,实现无线基站的节能减排,需要遵循一定的原则。这些原则主要包括:①确保无线基站正常使用中的安全可靠性。节能减排技术的合理运用,需要以无线基站的正常使用为前提,从而为人们的通话质量可靠性提供必要地保障,优化无线基站使用过程中的服务功能;②选择效果最佳的节能减排技术。实现无线基站节能减排技术的最优化,需要对不同的节能减排技术的优势、劣势进行对比分析,促使通信企业能够选择出效果最佳的节能减排技术应用于无线基站,实现基站生产效益化的发展目标;③应达到无线基站运行环境的要求。结合无线基站的组成结构,可知其包含了大量的通信设备,对于基站环境有着严格的要求。像环境温度、湿度等,都可能影响设备的性能可靠性。因此,选择节能减排技术的过程中,应充分地考虑无线基站运行环境要求,增强这些技术的适用性,某无线基站现场示意图如图1所示。

2无线基站节能减排技术的有效分析

相关的研究报告指出,实现无线基站的节能减排,需要对基站主设备、设备中的空调系统、无线建筑进行针对性操作,降低无线基站运行中的能源消耗率。同时,结合无线基站长期运行中的能源消耗状况,可知其中的空调系统及主设备的能耗比重大。因此,需要从以下方面实现无线基站的节能减排。

2.1基站主设备的节能减排

通过对基站主设备组成结构的深入分析,可知其节能减排目标的实现,应注重这些方面的必要操作:①加强智能载频关断技术的有效使用。基站工作中的话务量与性能可靠的智能关断技术之间有着紧密地联系:利用智能软件的自动控制作用,可以实现对基站话务量的实时控制,最终达到节能减排的目的。当基站的话务量相对较小时,智能载频关断技术支持下的智能软件将会对分散的话务量进行集中操作,并将空闲的载频进行及时地关闭;当基站话务量相对较大时,智能载频关断技术支持下的智能软件将会激活处于关闭状态下的载频,确保通话的正常进行。因此,在对基站主设备实施节能减排举措时,应注重智能载频关断技术的使用;②不连续发射。不连续发射简称为DTX,主要是通过对静音状态的利用,实现对语言信号的传送控制。通过对传统方式作用下的语言信号传送的有效分析,可知静音状态下基站主设备的语言信号依然进行传送,加大了设备的能源消耗量。而选用不连续发射的方式时,由于其对无线信道的影响小,产生的干扰少,提高通话质量的同时加强了能耗的合理控制,因此,不连续发射作用下的基站主设备可以得到节能减排的目的。

2.2配套设备中空调系统的节能减排

实现基站配套设备中空调系统的节能减排,需要做到:①加强变温度设定技术的合理运用。在传统的通信模式作用下,空调系统运行中的相关参数保持恒定,间接地加大了空调系统的能耗。为了避免这种现象的出现,需要加强变温度设定技术的合理运用,技术人员通过对空调系统运行状态的分析,实现系统参数的实时调整,确保所有的空调能够处于稳定的工作状态,提高相关能源的利用效率;②加强变频改造技术的有效使用。灵活运用变频控制方式,优化空调压缩机的工作性能,促使通信企业可以通过对变频控制器的合理运用,实现基站配套设置中空调系统的节能减排;③提高新风能技术的利用效率。结合无线基站的运行环境,不断提高新风能技术的利用效率,有利于优化空调系统中新风能装置的服务功能,确保系统运行中热量的正常交换。与此同时,在新风能技术的支持下,可以加强自然风的有效使用,通过热量交换的正常进行逐渐降低室内温度,最终实现空调系统的节能减排。但是,新风能技术使用中对于自然环境有着较高的要求,主要适用于通风效果良好的区域。

2.3无线基站各种建筑的节能减排

无线基站节能减排目标的实现,需要对相关的建筑进行必要地操作,促使这些建筑使用中能够达到节能降耗的具体要求,减少能源消耗量。无线基站各种建筑的节能减排,主要表现在以下方面:

(1)合理地设置保温层。通过对不同地区气候差异性的深入分析,在无线基站各种建筑建设的过程中合理地设置保温层,减缓建筑内温度的传导速度,将无线基站建筑的能源消耗量控制在合理的范围内,保持建筑内外温度动态变化的平衡性。

(2)注重隔热节能措施的制定与实施。通过对基站结构的深入分析,制定与实施相关的隔热节能措施,可以使无线基站使用中减少太阳辐射,避免基站内的热量过多地散失,保持空调负荷合理性的基础上满足节能减排的具体要求。因此,针对不同地区无线基站的实际分布状况,需要制定出切实有效的隔热节能措施,提高基站能源利用效率的同时优化基站的服务功能,为其使用寿命的延长打下坚实的基础。

(3)注重信息化技术的合理运用,促使无线基站设备能耗可以控制在合理的范围内。在可靠的信息化技术支持下,可以对无线基站设备的性能可靠性进行实时地分析,促使基站设备使用中的能耗状况可以得到实施地把控,加强基站设备能耗有效控制的同时降低其故障发生率,为现代化无线基站设备实际应用范围的扩大打下坚实的基础。同时,在自动化控制技术的作用下,应注重对基站配套设备中空调系统工作性能的评估,促使空调系统的正常运行能够达到实际生产活动的具体要求。

3结束语

通过对无线基站节能减排技术的必要研究,客观地说明了合理运用这些节能减排技术对于基站服务功能优化的重要性。因此,结合可持续发展战略实施的具体要求,需要在未来无线基站推广使用的过程中注重相关节能减排技术的有效使用,增强无线基站的适用性,促使其能够达到实际生产活动的具体要求。与此同时,需要从不同的角度对无线基站节能减排技术的实际作用效果进行综合地评估,从而为相关资源利用效率的提高提供可靠地保障,不断延长无线基站的使用寿命。

参考文献:

[1]吴龙锋.无线基站节能减排技术的研究[J].信息通信,2014(7):200~201.

[2]赵飞.浅谈无线基站节能减排的有效措施[J].信息通信,2014(7):243.

[3]龚吉锋.节能技术在无线基站建设中的应用[J].科技风,2013(8):88.

[4]袁锦波.无线基站机房节能减排技术研究[J].数字技术与应用,2011(8):43.

基站节能技术范文第2篇

关键词:基站;开关电源模块休眠技术;节能降耗

前言

目前,国家的经济在向节能降耗的方向稳步迈进,通信企业是我国经济重要的组成成员,肩负的节能降耗的责任与义务,同时,也是提高企业经济效益的需要,现如今,与通信设备有关的开关电源采用的是直流的方式供电,为了提高相关电源系统的稳健性与可靠性,采用整流模块冗余的配置方式,将其应用在开关电源系统中,然而,在实际的开关电源使用中对于蓄电池的使用并没有达到其额定的充电容量,导致很长的时间段内,整个整流模块的使用率较低,诚然,导致了很多电能源的浪费,另一个方面,相关的电源生产商在积极的研发相关的技术来提高电池的使用效率,进一步强调节能环保,不断的优化开关电源的内部结构,使其转换的效率进一步得到提高。与此同时,基站开关电源模块休眠技术是一种崭新的技术,其越来越广泛的应用,极大的提高了开关电源的使用及转换效率,降低了通信电源的耗能。

1 基站开关电源休眠技术原理

基站的开关电源整流模块的耗损主要有如下部分,即空载耗损、输出耗损以及带载耗损,根据相关的通信电源设备在不同的负载下一般具有不同的工作效率,一般条件下随着负载的增大开关电源设备的效率有上升的趋势。同时,在一般情况下,当整流模块工作效率达到比较高的水平,是开关电源的负载率达到40-80%范围时,另一方面,对开关电源的负载率进行提高,并且对整流模块的实际的工作数量进行减少,这样,可以降低空载的耗能,从而实现节能的目的,基站开关电源模块休眠技术依据负载的电流的大小,并且与电源系统匹配的实际的模块的容量与数量进行比较,利用智能化的相关技术,实现对整流模块的实际的使用数量进行自动化的调节,使得有一部分的电源模块处于未工作的状态,即休眠状态,同时,自动调整整流模块的负载率,使其能够达到最佳的工作负载率,最终,实现降低电源系统的空载消耗与有载的耗损,达到节能的目的。在休眠节能的模式中,模块的主电路处于未工作状态,但控制电路在工作,整个电源系统处于待机状态,当系统出现有关的异常情况时,相关的休眠模块立即进入工作状态。其次,可以根据实际的负载情况,动态的调整整流模块的数量,当负载增加到一定的程度时,可实现对休眠模块的自动唤醒,保证整个开关电源系统运行的可靠性,同时,利用相关的控制软件来实现对各个模块的休眠次序与时间进行调节,使得电源模块系统的工作处于均衡状态,因此,对各个模块的使用寿命实现了适当的延长。最后,为了进一步的提高开关电源模块的稳健性与可靠性,可采取相关的安全保护措施,防止系统在异常的情况下产生失效,其有关的安全保护措施有:当开关电源系统处于电池均充,控制器失效,模块出现故障等情况时,应该立即将模块的休眠功能关闭;当相关的异常排除以后,在开启开关电源的模块休眠功能。通过这些措施,能够有效的保护开关电源系统,使其可靠的运行。

2 实施的效果分析

国内三大电信运营商中的几万个站点中的通信电源系统模块,在东莞铭普的改造下,实现了模块的休眠功能,改造后的休眠模块技术的实际使用效果,达到了预期的目的,相关的数据如表1与2所示:

从表1中可以得出,当负载率低于40%时,相关的基站的站点具有良好的改造前景,同时,在改造后也能够产生良好的实施效果。表2显示的为现有电源设备负载率的分布。

从表3中可以看出,现有的通信电源相关设备网络,其负载率在40%以上只占到了27%,表明现有的通信设备的负载率低下,存在严重的资源浪费,但也存在了较大的改造的空间。目前,三大运营商积极的实施相关基站站点的改造,有效的降低了能耗,带来了丰厚的社会与经济效益[1]。

移动公司对其运营的两个基站进行了相关的开关电源休眠节能测试,在其他的可控的因素相同的条件下,通过对比改造前后的相关数据,判断其节能的效果,整流模块型号为:DMER048-50010H,开关电源型号:MER048-6013Y,其中,在测试中,一个基站(基站1)采用的两组500AH的后备电池组,基站的负载为15A,配置了6个整流模块;另一个(基站2)采用了两组500AH后备电池组,基站的负载电流为14A,配置了6个整流模块。在实际的检验过程中,过程进行的顺利,没有出现相关的运行设备异常的情况,相关的检测人员采集了必要的参数,在测试开关电源模块休眠功能的有关安全保护性能时,当出现模块故障、停电以及蓄电池充放电等异常是,可以临时的关闭基站的开关电源的休眠功能,进而保证了电源系统的安全性,实验后,对两个基站的节能情况进行分析,在两个基站配置6个整流模块时,在工作的模块数相同的条件下,其负载率与节电率之间的关系为:随着工作的休眠模块数越多、负载率相应增大、负载电流相应增大时,节电率与节电量呈现下降的趋势。当两个基站的负载电流保持相同并且负载电流保持在15A时,随着开启模块数量的增加同时休眠的模块数量越来越多,其结果为节电率与节电量逐渐的增加。与其同时,系统的总输入功率增加,系统此时的节电量的增加是系统的无效耗能上升而导致的,因此,需要考虑整流模块适当的冗余设置,但是不能盲目设置,应结合实际情况而定。其次,对比改造前后零线的电流情况:当休眠模块的工作数量为3个,负载电流为75A时,此时零线的电流呈现下降的趋势,否则零线电流会呈现上升的趋势,其原因为:整流模块的单相供电而导致三相不平衡,然而,三相供电模式的整流模块没有收到明显的影响,当系统的零线电流增大时会产生一些消极的影响,但当零线的电流增加的幅度不大时,此时,产生的消极影响可忽略不计[2]。最后,在对两个基站的测试后,对其产生的经济效益进行分析,在改造时,其基站开关电源模块的休眠技术的成本在1000元上下,对相关的数据进行计算分析,得出,当基站的负载电流高于100A时,节能的效果不明显,当负载的电流低于100A可以考虑使用基站开关模块休眠技术,同时,各个模块构成了具有一定联系的系统,当各个模块协同工作,可以适当的降低各个模块的工作时间,这样能够有效的提高各个模块的使用寿命,同时,降低了相关人员的维护与修理的成本以及空载耗能,进而,进一步的提高了企业的经济效益。总之,相关的通信企业应根据自身的实际情况,考虑实施基站开关电源休眠节能技术,从而,实现通信企业的可持续发展。

3 结束语

基站开关电源模块休眠技术的应用对于通信企业来说具有重要的现实意义,其可以有效的实现节能降耗,进而给通信企业带来了实实在在的经济利益,通信企业应根据自身的实际情况,认真研究与实施基站开关电源模块休眠技术,从而,为国家时间节能减排的发展目标作出自己应有的贡献。

参考文献

基站节能技术范文第3篇

Discussion on Energy Saving Scheme Based on Green Base Station

GONG Xia1, WEI Yi-fei1, SONG Mei1, CHANG Lin2

(1. School of Electronic Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China;

2. TL Certification Center, China Academy of Telecommunication Research of MIIT, Beijing 100088, China)

In a wireless communication system, base station as the main energy consumption component, the research on base station energy saving technology has become the primary goal of wireless communication network to save energy. First, the related technologies used by the green base station are briefly introduced and its characteristics are analyzed. Then the main ideas and issues for base station energy saving are summarized. Finally, the energy saving scheme based on green base station is discussed. The green base station planning, user distribution scheme, the cooperation scheme between the green base station and the traditional base station and energy management technology of hybrid energy base station are put forward, which provides the theoretical basis for the application of green base station in energy saving technology.

green energy BS energy-saving technology of BS BS planning collaborative strategy of BS

1 绿色基站简介

在无线蜂窝网络中,基站能耗占通信网络总能耗的75%[1]。同时,由于近两年移动终端设备的发展及各种社交网络的盛行,使得移动通信业务量急速增长,2012年基站的数量几乎增加了一倍[2]。图1显示了移动通信中各模块的耗能比例。

由图1可知,蜂窝网络中超过一半的能耗都来自于基站,这就使得基站节能在通信领域的节能减排中具有重大的实际意义。现有的基站节能技术主要有以下两类:

(1)绿色能源基站:绿色能源基站依赖于成熟的能源采集技术,结合自然环境的约束,利用可再生能源为基站供电。

(2)基站节能:按无线通信网络的层次可分为设备级节能和网络级节能。设备级节能是指从基站本身考虑,通过采用先进的设备或对基站的部件进行功率管理来减少基站的能量消耗;网络级节能主要包括基站休眠机制、小区缩放技术和自组网技术等。

绿色基站从广义上来讲,是指一切能够减小基站能耗的基站节能技术[3];而狭义的绿色基站是指利用可再生能源(如风能、太阳能等)为基站供电的基站,从而减小传统基站能耗[4]。本文中的绿色基站均指绿色能源基站。

2 绿色基站及基站节能机制

随着基站节能技术的发展,基站本身的功耗大大降低,从而使得利用可再生能源代替传统能源为基站供电成为可能。2010年,国资委把运营商从节能减排关注类企业调整为节能减排重点类企业[5]。在低碳社会和新能源的驱使下,我国正大力发展新能源经济,努力实现经济可持续发展。

2.1 绿色基站

利用绿色能源的思想很早以前就被提出,并得到了很好的应用,如太阳能热水器、风力发电机等。如今随着温室效应的加剧,使得全球气候变暖,因此无论是在工业生产领域还是学术研究领域,都具有重要的研究价值和实践意义。

基站节能技术也成为中国通信行业一个迫切需要解决的问题,运营商和科研人员都对基站节能提出了很多解决方案,同时设备商也在基站节能上加大了投资和研发力度[6]。且绿色基站的性能受到了自然环境的约束,其影响因素主要包含绿色能源的不均匀分布和绿色能源的非连续性。目前对绿色基站技术研究的热点问题主要包括以下方面:

(1)绿色基站选址:在现有的传统固定基站的基础上,绿色基站的选址应该综合考虑在保证无线通信服务质量的基础上减小固定基站的能耗、提高绿色能源的利用率。

(2)绿色基站能源采集:通过改进采集设备和增加采集装置的数量来提高绿色能源采集量,但是采集装置过多也是一种浪费,应根据实际情况决定采集装置的数量。

(3)绿色基站和传统基站的协作:结合传统基站间的协作机制,考虑到绿色能源分布和业务量,建立绿色基站和传统基站的协作机制,主要包括传统基站休眠机制和功率调整机制。

(4)混合能源基站:混合能源基站可由传统能源和绿色能源供电。当绿色能源充足时,只由绿色基站供电;而当绿色能源不足时,可以使传统能源和绿色能源同时为基站供电。针对绿色能源分布和业务量,设计混合能源基站的能源分配策略。

2.2 基站节能方案

据研究,基站的能耗主要来自于功率放大器、空调设备、信号处理设备和供电设备,如图2所示:

图2 基站节能机制

基站节能主要包括以下方面[7]:

(1)硬件节能:从基站本身考虑基站的节能技术,由图2可知基站中功耗最大的是功率放大器,其次是空调设备。可以通过改进设备来提高设备效率;对基站部件进行功率管理,并对基站中各部件实现休眠或低功耗模式来降低能量消耗。

(2)基站多点协作技术:即COMP技术。基站间通过一些算法协议实现动态的功率调整,智能地实现小区缩放,从而节约基站能量,提高能量利用率;自组织网络技术利用网络拓扑控制的思想,对网络进行重构建,使得网络总能耗最小。

(3)绿色能源:主要利用新能源来供电,如太阳能、风能、氢燃料电池等。

(4)综合节能:包括很多方面,如智能载波调整技术、电源管理、减少基站数目、优化基站架构等,实现基站节能。智能载波调整是指根据白天和晚上业务量分布的不同动态调整基站输出的载波数,适时关闭非工作载波,减小能量开销。

3 基于绿色基站的节能方案探讨

3.1 绿色基站规划

在保证用户服务质量的基础上,综合考虑绿色能源分布、用户业务量和现有的传统基站位置等设计绿色基站的部署方案。节约传统基站的能耗,提高绿色能源的利用率。

(1)绿色宏基站规划:宏基站发射功率高,覆盖范围广。由于通信网络中存在着潮汐效应以及绿色能源不稳定等问题,综合考虑绿色能源分布情况和业务量部署绿色基站,使得全网指标最优。

(2)绿色微基站规划:由于现有的传统宏基站存在着严重的边缘效应问题,使得与基站距离较远的用户通信质量较差,无法满足用户需求。在此情况下,绿色小小区基站应运而生,用以弥补传统宏基站的不足。绿色小小区基站覆盖范围小,可服务的用户较少,将其部署在小区的边缘位置,可以保证边缘用户的通信质量,提高全网的平均通信水平。此外,还可将其与传统基站协作,在确保用户服务质量的条件下,尽可能地吸收更多的用户。

在实际应用中,可以综合考虑以上两种思想对绿色基站进行规划选址。不仅可以提高全网用户的平均通信水平,还可以减少传统能源消耗。

3.2 绿色基站对用户的分流

在确定绿色基站的选址后,对绿色基站储存的能量进行分级,通过智能感知技术实时评估绿色基站电池的能量状态,当绿色基站能级较高时,其可承载的用户数量增大。下面介绍两种可行方案:

(1)功率控制:利用传统小区缩放的机制,增加基站发射功率,相应地增大其覆盖面积,同时可以减小传统基站的发射功率,从而绿色基站上承载的用户数增加,实现对用户的分流,提高绿色能源利用率。

(2)提高用户接入绿色基站网络的优先级:用户能够智能感知绿色基站的能量状态,当绿色基站存储的能量较多时,用户更偏向接入绿色基站网络。因此,基于绿色基站的能量状态和用户与基站的距离设计一种接入策略。

综合考虑用户的移动速度和用户接入基站的优先级,设计绿色基站对用户的分流策略,最大限度地利用绿色能源并减小相应的切换开销。其算法流程图如图3所示,其中绿色基站和传统基站的优先级由绿色基站的能量状态及小区业务量共同决定。

图3 用户接入绿色基站的流程

以上两种方案都可以使绿色基站吸纳用户,实现对用户的分流,提高绿色基站的效率和绿色能源的利用率。

3.3 绿色基站与传统基站协作

基站节能的方式有很多种,例如:硬件节能(如增加能量效率的功率放大器)、拓扑控制(如对中继和微基站的调度[8-9])、基站休眠(如动态基站休眠机制[10]使得网络能耗最小)、小区缩放(基站功率控制)等。将绿色基站应用于无线通信系统,设计绿色基站和传统基站的协作机制,从而降低传统能耗,提高绿色能量利用率。协作方式主要有以下两种:

(1)传统基站和绿色基站的小区缩放机制:在保证网络服务质量的基础上,通过基站功率控制尽可能多地增加绿色基站的覆盖范围,提高绿色能源的利用率。当绿色基站能量较多时,增加其发射功率,扩大其覆盖面积,相应地减小相邻传统基站的发射功率,以达到节能效果。

(2)传统基站和绿色基站的休眠机制:当通信业务量较少且绿色基站能量较多时,在保证通信业务的条件下可以关闭相邻的传统基站,以减小能耗。

综合考虑传统基站业务量和绿色基站能量状态,根据小区休眠机制,实现传统基站与绿色基站的协作,如图4所示:

图4 传统基站与绿色基站协作方案流程

在能够智能感知绿色基站的能量状态的条件下,根据能量状态和业务量等实现绿色基站和传统基站的协作。以载波和业务量为自变量、基站耗电量为因变量,建立基站设备的能耗模型如下[11]:

Y=B+α×C+β×T (1)

其中,Y为基站设备总能耗;B为无载波时耗电量;α为载波系数;β为业务量系数;C为载波数;T为业务量。

因此,可以得到传统基站和绿色基站的基站剩余能量模型为:

R1=E-Y (2)

R2=E-Y+G (3)

其中,R1为传统基站剩余能量;R2为绿色基站剩余能量;E为基站总能量;G为采集到的绿色能源。

由此可知,基站能耗与业务量之间是线性关系。假设载波数不变,且在一定时间内绿色基站单位时间采集到的能量值保持不变,根据式(1)、(2)和(3),利用MATLAB软件进行仿真可得到图5所示仿真曲线:

图5 基站剩余能量与业务量的关系曲线

由图5可知,随着业务量的增加,基站消耗的能量会越多,对于传统基站而言,其剩余能量就越来越少。而绿色基站随时都在采集绿色能源,因此当业务量很少时,其采集的能量比消耗的多,其剩余能量会增加;当业务量达到一定值后,采集到的能量不能满足基站业务需求,因此基站的剩余能量会减小。

3.4 混合能源基站

在传统基站中增加绿色能源采集装置,将传统基站升级为混合能源基站。

混合能源基站的供电状态可分为三种:传统能源供电、绿色能源供电、绿色能源和传统能源一起供电。其影响因素主要包括:基站中存储的绿色能源量、无线通信业务需求量、信道条件等。

当基站中存储的绿色能源足够多时,基站仅使用绿色能源为基站供电就可以满足通信业务需求;而当基站存储的绿色能源不足以保证服务质量时,则使用传统能源来供给不足,满足通信需求;若由于天气等原因,基站中存储的绿色能源量几乎为0时,就只能依靠传统能源来供电。

4 结束语

绿色能源为绿色通信带来了新的生机,在面临全球环境恶化、资源短缺的情况下,有效地利用绿色能源能够节约资源、减少温室气体的排放,保护环境,更好地实现可持续发展。虽然目前已经有了绿色能源采集的技术和设备,但是其在无线通信上的应用并不广泛,因此绿色基站技术作为当前绿色通信的一个热点问题,需要更进一步的探讨。

参考文献:

[1] Han T, Ansari N. On Optimizing Green Energy Utilization for Cellular Networks with Hybrid Energy Supplies[J]. IEEE Transactions on Wireless Communications, 2013,12(8): 3872-3882.

[2] Hasan Z, Boostanimehr H, Bhargava V K. Green Cellular Networks: A Survey, Some Research Issues and Challenges[J]. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 2011,13(4): 524-540.

[3] 帅农村. 绿色基站建设方案探讨[J]. 移动通信, 2012(9): 31-33.

[4] Schmitt G. The Green Base Station[A]. Telecommunication-Energy Special Conference(TELESCON), 2009 4th International Conference on VDE[C]. 2009: 1-6.

[5] 孟一翔. 移动通信基站节能减排技术研究[D]. 上海: 上海交通大学, 2012.

[6] 余爱民. 论绿色基站对我国通信行业影响[J]. 总裁, 2009(5).

[7] 申玲钰. 移动通信基站节能机制的研究[D]. 北京: 北京邮电大学, 2013.

[8] Fehske A J, Richter F, Fettweis G P. Energy Efficiency Improvements Through Micro Sites in Cellular Mobile Radio Networks[A]. 2009 IEEE GLOBECOM Workshops[C]. 2009: 1-5.

[9] Rost P, Fettweis G. 11 Green Communications in Cellular Networks with Fixed Relay Nodes[J]. Cooperative Cellular Wireless Networks, 2010: 300.

基站节能技术范文第4篇

【关键词】节能降耗 合同能源管理 减排措施 节能评估

1 引言

随着中国LTE产业的不断推进,各类通信基站成倍增长,其用电量和用电成本的迅速飚升已不容忽视。作为具有良好社会责任、坚持可持续发展的电信运营商,面临着非常重要的课题——节能降耗。从能耗角度而言,电信企业虽然不是传统意义上的高耗能企业,但也是不折不扣的耗能大户。数量众多、体量庞大的通信设备以及设备对环境较为苛刻的要求,决定了通信对能耗的要求。从总耗电统计数据显示,设备用电约占40%,空调用电约占50%,照明用电的耗电比例仅约10%。因此,节能须从节电开始,节电的关键在于基站节能。

近年来,电信运营商投入了不少力量积极推进基站节能降耗的工作,各省市公司既要完成国家和集团公司节能减排的指标,又要保障其经营收入和利润。但在核心指标难以完成的情况下,通过传统的采购方式,投资将会形成新的固定资产,而固定资产的折旧将对省公司利润造成冲击。同时也加大了运维部门的运维成本,传统的投资方式面临着重大挑战。

合同能源管理模式则是破解上述难题的关键,也是规模化快速推进节能减排的有效措施。目前三大运营商均已在各地市展开小范围的建设,并取得了不错的成绩。基于合同能源管理模式,运营商可以有效地减少固定资产投入,通过每年节约的能源费用来支付给第三方服务公司;加快固定资产的周转,提高资产回报率。同时,在合同履行期间,运营商与第三方服务公司是绑定的。合同方如果不能提供事先约定的产品和服务,将会面临处罚,以此促进运营商、节能服务公司与研究机构进行深入合作,探讨新的能源计量方式,也为下一步能源管理奠定了扎实的基础,最终实现企业之间、企业与社会之间的多赢。

2 建设策略

(1)系统可靠性

开展节能降耗技术改造工作不能以牺牲系统运行的安全性和违反规范要求为代价,否则,带来的损失很可能会远远大于收益。因此,节能降耗工作应以充分、深入的研究为前提,以细致、全面的方案为指导,以保证系统的安全运行为根本,以节能降耗、提高效率为最终目标。

(2)方案可行性

节能降耗技术改造方案要结合基站的实际系统构成、运行情况和气候条件等因素进行科学、缜密的分析,尊重客观事物规律,切不可将方法措施绝对化、片面化、机械化。节能的实施方案应全面、有效、有侧重、可实施性强,以实现低成本、高收益、多节能的效果为最高目标。

(3)经济合理性

节能应兼顾经济效益增长,切勿矫枉过正。用先进节能的产品更新替换老旧、高能耗设备固然合理,但在很大程度上受限于企业资本力量和网络发展能力,孰优孰劣不置可否。实施前期要做好试点工作,关注节能方案的投资回收期。

(4)效果可测性

节能技术使用后是否达到预期目标、效率如何,都必须有一套健全、可行、有效的评测机制。定性分析相对容易,定量评估则有些难度。

3 基站节能降耗产品分析

(1)智能通风系统

智能通风系统是该技术根据空气动力学的原理,在机房相对的两面墙壁上按不同的高度开两个孔,分别作为出风口和进风口。当室内外环境满足开启条件时,启动风机,不断地引入低温的室外空气,排出高温的室内空气,从而达到降温节能的目的。智能通风设备通常由进风口、出风口和控制器三部分组成,控制器的功能智能化,可与空调联动控制,按预定的程序,根据室内外环境变化情况,执行进/排风或空调机的开/关机控制。智能通风设备适用于基站常年室内外温差大(10℃以上)、通风条件比较好、空气质量好的地区;不宜在外部环境和空气质量较差的地区安装,如灰尘较大的道路和工厂旁、海边或空气污染较重的地区。

(2)智能换热系统

智能换热采用两套独立的循环风道组成,室外冷空气经过管道进入室内换热器,与强制循环流动的室内热空气通过特制形状的金属换热芯体进行热量交换,从而降低室内温度。该设备可以实现与空调机的联动,按预定的程序执行换热器与空调机之间的开/关机控制。该技术的关键部件是换热芯体(又称为能量回收装置),室外空气不进入机房,通过换热芯体内完成热交换作用。智能换热设备适用于基站常年室内外温差大(10℃以上)、空气质量较差的地区,该技术可进行规模推广。

(3)变频/数码蜗旋节能空调

变频/数码蜗旋空调根据外界环境需要调整压缩机工作状态来降低压缩机工作负荷,从而达到空调节能的目的。变频是指空调主机P板上的变频模块根据内机负荷来控制压缩机的转速,从而控制主机的容量输出,变频系统中压缩机的频率和转速是变化的。数码涡旋指的是空调主机的P板控制压缩机PWM阀的开/闭,使压缩机处于卸载/负载状态,利用这两个状态在一个周期中的时间长短来控制主机的容量输出。变频/数码蜗旋空调适用于所有安装空调的基站,其技术已经比较成熟,但实际节能效果还有待进一步验证。

(4)新风一体化空调

当外界温度下降到能够满足室内热负荷要求时,通过微处理控制器使压缩机停止工作,并自动开启电动排气闸,引入外部冷空气进行室内环境温度的控制,以达到设计要求。新风一体化空调适用于低温时间较长、通风条件较好、空气质量好的地区。

(5)空调节能添加剂技术

空调节能添加剂是一种以环烷油为基础,含有多种先进添加成分,性能极强,和制冷剂完全兼容的独特配方产品。空调节能添加剂能大幅提高压缩机性能,防止内部组件氧化,恢复和提高空调能效,缩短运行时间,降低运行噪音,减少设备故障,延长使用寿命,节省维护成本,从而实现节能、增效、深度养护等多重独特功效。空调节能添加剂是目前空调及制冷设备领域提升能效、降低磨损、减少维护最简单、最直接、最有效的节电节能解决方案。

(6)蓄电池温控节能技术

基站内蓄电池要求的环境温度为20℃~25℃,环境温度每升高10℃,蓄电池寿命缩减一半,而其它设备可以在温度为35℃~50℃的环境下工作。蓄电池温控节能技术通过温控机组对电池仓内空气的调节,为蓄电池提供了一个适宜的局部工作环境,可以降低机房、基站内对温度要求不高的设备对空调的需求,从而大大降低机房和基站内部空调的能耗,达到节能减排的目的。

4 节能审计分析和节能结果评估

国务院关于节能减排统计监测及考核实施方案和办法的通知(国发[2007]36号)明确提出,切实做好节能减排统计、监测和考核各项工作,确保考核工作的客观性、公正性和严肃性。

如何对节能量进行审计、评估,规范节能项目节能量的审核方法、审核程序和审核行为,验证节能技术的成效,评估节能降耗的效果,是直接影响节能工作开展的关键。

4.1 基站节能审计分析

合同能源管理项目开始前期,第三方节能公司将与运营商一起交流节能技术与合作模式,并深入具体基站现场进行实地调研,了解节能需求和改造前景等。基站节能审计工作具体包括如下:

(1)双方确定试点区域和基站数量,详细收集试点基站和即将改造的基站设备使用、运行成本、运行环境、用电情况等详细的历史数据收集及分析;

(2)已经采取节能措施和目前这些节能措施的现状、节能分析;

(3)基站主要用能系统与设备状况、能源管理体系状况分析,以及存在的问题和节能潜力分析;

(4)对试点改造的基站进行节能需求和节能空间分析;

(5)基站各种能耗指标的计算分析、能源成本与能源利用效果评价;

(6)按照不同种类和能耗特点对基站进行分类,满足设计需要;

(7)统计基站运行成本,分析差异的原因,找到能耗的组成比例;

(8)判断节能技术的使用和节能效果的预测节能技改项目的财务分析与经济评价,并双方进行深入讨论。

(9)撰写详尽的节能诊断分析报告。

节能审计工作可由双方组成的项目团队共同完成,也可委托第三方机构进行审计,出具审计报告。

4.2 节能结果评估

目前,电信运营商对基站环境节能项目使用较为普遍的有以下几种定性的比较评估方法:

(1)节能改造前后COP(Coefficient Of Performance,

制冷效率)值的测量比较;

(2)利用同一工况的双区域进行功能效果比较;

(3)在稳定负荷下,用挂表的方式对全年同期电费(电量)进行比较;

(4)通过等时间间隔通断累计,进行节能技术投入或不投入的比较。

由于节能技术的属地化特性决定了节能降耗的效果必须依赖现场的环境条件,因此很难通过实验室的仿真来进行测试。实践表明,若在现场做评估,因实际环境的差异,又难以通过精确比较进行定量的节能效果分析,可比性也较差。

参考国外的实践经验,依据美国国家能源部的一项节能效果评估规范IPMVP(International Performance Measurement and Verification Protoc01),可以对项目最后的节能减排效果做出一个综合性的评估。该规范是讨论节能技术服务公司(ESCO,Energy Service Company)和接受服务方就如何量化节能改善措施、性能及效益的步骤,提供可以用来验证节能效益的最佳实务技巧的一个指导性规范。

5 结束语

截止目前,通信基站节能降耗建设已经有很多成熟的解决方案,并且都取得一定的应用和实践。但对于大部分基站节能项目而言,都是由节能设备供应商单边主导进行操作,行业中缺乏标准,产品品质参差不齐,缺乏必要且行之有效的产品验证和质量控制。加之目前商业模式缺少结合实地环境的定制化环节,已经导致很多省市运营商暴露出了各种各样的问题。因此,基于合同能源管理的基站节能改造建设必须是一项长期、复杂的系统工程,贯穿于整个网络规划建设、日常维护、技术改造等各环节,必须处理好诸如网络安全与节能效果、投入成本与节能回报率等多方面的关系。

随着我国LTE规模建设的不断推进,三大运营商均加大了节能降耗的推进力度,全国越来越多的设备厂商积极与运营商开展深入交流和紧密配合,为运营商提供功能完备、性能卓越的节能降耗解决方案和综合运维解决方案,与运营商一起不断在基站合同能源管理中积累丰富的方案应用、项目管理、实施经验和交付经验,坚持“科学规划、精心准备、分步实施、优质服务”的原则,从而摸索出一套行之有效、成本效益俱佳的节能降耗之路。笔者相信基于合同能源管理模式开展通信基站节能降耗建设,必将为运营商创造良好的经济效益和社会效益,会得到更加广阔的发展。

参考文献:

[1] Vivek Ranadive. 未来之路——预见力:全球化经济大变局下的企业思维革命[M]. 雷嬿恒,译. 北京: 东方出版社, 2008.

[2] 张传福,彭灿,李巧玲. TD-SCDMA通信网络规划与设计[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2009.

[3] 中国电信集团公司. 通信机房节能技术应用综述[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2010.

基站节能技术范文第5篇

关键词:网络通信;能耗分析;节能技术

前言:

随着全球信息化程度的不断加深,越来越多的核心科学技术融入通信网络之中,使得移动通信产业无法避免的成为高能耗产业之一。在人们日常经济生活的各个领域都需要使用通信网络技术,也由此引发了人们对于通信网络技术的广泛关注。在促进经济可持续发展的大力号召下,当务之急是落实通信网络节能技术的应用。通信网络需要对能源消耗进行科学的、合理的规划,要严格控制各要件的能源消耗,形成科学化、一体化的能源消耗控制系统,确保各项节能技术能够得到有效落实,减轻相关产业的负担,真正实现节能减排。

1 通信网络的能耗分析

1.1 网络设备的能耗分析

科学技术的发展带动了移动通信业务的飞速进步,促使核心科学技术不断注入,随之而来的也包括能源消耗的新高峰。通信网络设备多以直流电源设备为主,在运行过程中需要持久的、稳定的电力供应。网络通信设备的能源消耗中主要包括了主设备、交换设备和服务设备三个部分,大概占全部能源消耗的87%。目前机房中的通信网络设备各自依据不同的传输路径,并运用宽带交换技术保障了供应电力的能力,实现了通信功能。但由于通信网络采用独立的路径架设,使得网络交换设备的需求量增大,由此增加网络设备的电力能源消耗。此外在直流电源设备以外的一部分交流电源设备消耗的能源也不可忽视,两部分共同组成了通信网络设备的大量能源消耗。

1.2 通信基站的能耗分析

通信基站的建设关系到移动通信服务中通话的质量问题,并是运营商大量投资获取收益的重点项目,因此网络运营商会在通信基站的建设中投入大量资金和人力物力。随着移动通信业务的不断发展壮大,其服务的范围不断拓宽,由此需要的通信基站的数量正在逐年攀升。在全国通信网络能源消耗总量中,通信基站的电力消耗约占七成左右。而移动基站的主设备能源消耗约占其中的一半,相比于移动基站的能源消耗总量占比,空调设备的能源消耗少了五个百分点。

1.3 机房空调的能耗分析

在通信网络机房中有大量的通信网络设备各司其职,协作运行,其需要稳定的、持续的电力供应和温度适宜的环境。由于这些设备大多数都是由电子元件组成,其运行会产生大量的热量,对于一些已经具备一定规模的机房来说,设备越多产生的热量就越多,所以必须保证存放设备的环境具备合理的温度,这就要求机房内需要配备必要的、足够的空调等设施以达到散发热量的目的,否则就会导致损耗的能量不断增多,并且使这些电子元件的使用寿命缩短进而影响正常使用功能。

1.4 电源系统的能耗分析

尽管通信网络技术已经取得较大的发展,但从最近一段时期来看,相对于网络通信技术的发展速度来说,电源系统的发展还不够完备,体系还不够健全。这一系统中普遍存在着各种各样的漏洞,包括电力供应不尽合理、集中管控能力不足、老化现象非常严重等问题。由于这些问题已经影响了电源系统的正常工作运行,使得电力能源在一定程度上造成了不必要的浪费,也导致系统性能的稳定性、可靠性大打折扣。

2 通信网络的节能技术应用

2.1 网络设备的节能技术应用

通信网络的节能技术的应用需要在合理的规划下进行,不可盲目的进行实施,要在充分保障设备正常运行的情况下,将节能措施进行落实。通信网络系统中的设备是各项技术开展的必要载体,要想将节能技术真正的落到实处,需要对多种多样的电源设备进行有效筛选。应用节能技术要求设备对于环境条件适应能力较强并且能量消耗较低,以此为条件在节能计划的逐步引导下实现节能效益的最大化。在应用节能技术的过程中,要对电量的供应与使用在前期做好明确的规划,使各个设备都承担合理的负荷。应用节能技术的同时还要大力推广相应的节能设备,充分利用环境适应能力较强、占地面积较小的此类设备代替原有的大型的设备,延长设备的使用寿命和服务年限,以保证能够在源头上改善能源消耗过度的问题。

2.2 通信基站的技能技术应用

通信基站所能运用的节能技术主要在于改造原有的通信基站设施,在减少通信基站数量的同时尽量扩大基站的服务覆盖面积,以此来达到降低能源消耗的目的。另外也可以通过利用风能、太阳能等新型清洁能源自动化程度较高、稳定性较好的优点来缓解通信基站的能源消耗压力。要想达到利用最少的能源完成更多任务的目的,还需要对无线网络进行优化设计,在保证服务质量的前提下尽量减少通信基站的数量;还要加大对清洁能源的研究投入开发力度,力求在最短的时间内将研究成果投入到网络基站的节能工作中。在应用节能技术的过程中,要注意结合本地实际地形、气候特点,因地制宜,以最事宜的手段发展网络基站节能技术,达到可持续发展的要求。

2.3 机房空调的节能技术应用

在机房空调的能源消耗中压缩机和电机占据主要的位置,所以对于机房空调的节能技术应用需要从能源利用率的角度来进行考虑。在采购机房所需空调设备的过程中,可以尽量选择一些具备变频功能和能源消耗控制功能的产品,结合本地自然地理条件,设计出合理的、适宜的空调应用计划。设计空调系统时,要结合机房内部的建筑结构和当地的自然气候条件,进行系统的、科学的规划。在实施节能技术的同时,可以采用室外动态智能监测系统,并设置反馈机制,实时查看室外的空气温度,及时反馈给室内工作人员,有效利用室外与室内空气的流动与转换来达到降温的目的,不仅可以有效的节约能源,还可以减少机房内空调的使用时限,延长其使用寿命。

2.4 电源系统的节能技术应用

针对电源系统的节能技术主要在于电源设备的组装和降低电源的能源损耗两个方面。通过改变传统的供电方式,比如采用分散式的供电方式可以有效的节约能源,利用已有的直流电方式,将总负荷与之相匹配,减少直线供电的馈线距离以缩短所应用电源线的长度,使二者达到最大限度的吻合,以此来保证直流电产生最小的不必要的损耗并且可以发挥最大的效能。相对于传统的集中式的供电方式,这种分散式的供电方式可以使能源与机房内部暂时闲置的电源系统紧密连接起来,提高能源利用的效率。由于应用此种节能技术会对于能源损耗量较大的设备需求量减少,使得电源整体的损耗量降低,能源的利用率逐步上升,最终实现节能的效果。

3 结语

随着通信网络技术的广泛应用,由此产生的能源消耗正在逐年上升,这不仅使通信网络技术的发展遭遇瓶颈,也使得相关产业的运行受到威胁。因此,对通信网络技术的能源消耗进行合理分析,并提出具备可行性的节能技术应用方案是解决当前困境的有效途径。本文通过对网络设备、通信基站、机房空调和电源系统的能耗进行分析,阐述在此基础上通过运用节能设备、改造通信基站设施、提高能源利用率、改变供电方式等方式应用节能技术,以期为通信事业的发展提出合理建议。

参考文献:

[1]赵军.通信网络能耗分析与节能技术应用探究[J].电子技术与软件工程,2013,14:23.