呼吸式功率管理,減低損耗很有效
發布時間:2012-12-26 責任編輯:easonxu
【導讀】由於通信電源和UPS初始容量設計時,同時考慮了最大負載、xudianchichongdianronglianghebeifenrongliang,daozhileshijiyunxingfuzaiwangwangchuyuqingzaihechaoqingzaizhuangtai,zhezhongzhuangtaixia,dianyuanzhuanhuanshebeidexiaolvwangwangjiaodi,yincizengjialezishendesunhao。“呼吸式”功率管理通過跟蹤負載的變化,控製功率模塊的開通與休眠,使係統盡量在最佳效率點附近進行工作。
“節能減排”成為2008年nian通tong信xin領ling域yu最zui熱re門men的de話hua題ti之zhi一yi,行xing業ye內nei對dui此ci進jin行xing討tao論lun和he交jiao流liu的de研yan討tao會hui不bu斷duan召zhao開kai,中zhong國guo移yi動dong等deng運yun營ying商shang甚shen至zhi為wei此ci成cheng立li了le專zhuan門men的de管guan理li辦ban公gong室shi。多duo家jia運yun營ying商shang在zai各ge類lei產chan品pin的de集ji中zhong采cai購gou中zhong,將jiang是shi否fou具ju備bei節jie能neng功gong能neng作zuo為wei重zhong要yao的de技ji術shu評ping價jia指zhi標biao。在zai中zhong國guo移yi動dong和he聯lian通tong的de集ji中zhong采cai購gou中zhong,通tong信xin電dian源yuan全quan係xi列lie的de產chan品pin都dou明ming確que了le“節能減排” 的功能要求。
中興通訊動力產品線關注通信電源及UPS產品的節能功能已有兩年時間,通信電源方麵之前已為國內及國際運營商開發過定製版本,模塊化UPS產品也在研發初期將相應節能功能寫入開發任務書。隨著通信電源產品節能功能的實現和模塊化UPS產品T080的問世,中興動力產品的“呼吸式”功率管理也應運而生。
呼吸式功率管理的意義
通信電源和UPS的效率在50%以上的負載條件下都可以達到90%,自身能耗不到10%,從絕對值來說,這類電源轉換設備的功耗遠小於主設備和空調等動環設備。但具體到自身的運行可以看出,由於通信電源和UPS初始容量設計時,同時考慮了最大負載、xudianchichongdianronglianghebeifenrongliang,daozhileshijiyunxingfuzaiwangwangchuyuqingzaihechaoqingzaizhuangtai,zhezhongzhuangtaixia,dianyuanzhuanhuanshebeidexiaolvwangwangjiaodi,yincizengjialezishendesunhao。
“呼吸式”功gong率lv管guan理li通tong過guo跟gen蹤zong負fu載zai的de變bian化hua,控kong製zhi功gong率lv模mo塊kuai的de開kai通tong與yu休xiu眠mian,使shi係xi統tong盡jin量liang在zai最zui佳jia效xiao率lv點dian附fu近jin進jin行xing工gong作zuo,將jiang功gong率lv模mo塊kuai的de備bei份fen方fang式shi從cong熱re備bei份fen變bian為wei冷leng備bei份fen和he半ban冷leng備bei份fen,減jian少shao處chu於yu輕qing載zai和he超chao輕qing載zai狀zhuang態tai下xia運yun行xing的de模mo塊kuai。對dui於yu整zheng個ge動dong力li係xi統tong而er言yan,減jian少shao電dian力li使shi用yong,節jie省sheng電dian費fei,提ti升sheng運yun營ying商shangTCO。
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呼吸式功率管理的效益測算
從通信機房整體看,“呼吸式”功率管理僅僅是在不到10%的效率上做文章,但對於電源自身而言,從輕載的85%效率提升到92%左右的高效率,電源設備自身節能則接近50%。
以基站電源200A配置為例,如為50A四個整流器組成,長期工作負載不超過40A的工可作情況下,采用中興“呼吸式”功率管理,可每天節電3~4度。一年內總節電達1000度以上,假設電價1元/度,則一個這樣的站點每年可能節約超千元。以通信電源的使用壽命大多在10年左右,也就是在整個的設備使用周期,節能費用相當於設備總價的80%以上。對於單省基站數量15000個點的運營商的中等規模省份來說,每年可以節省電費超過1500萬元。
呼吸式功率管理的實現方法
呼吸式功率管理實現的方法主要有三方麵:
(1) 通過跟隨負載功率 控(kong)製(zhi)功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)的(de)開(kai)啟(qi)和(he)休(xiu)眠(mian),使(shi)係(xi)統(tong)工(gong)作(zuo)於(yu)最(zui)佳(jia)效(xiao)率(lv)區(qu)域(yu),實(shi)現(xian)效(xiao)率(lv)的(de)最(zui)優(you)化(hua)和(he)節(jie)能(neng)的(de)最(zui)大(da)化(hua)。以(yi)通(tong)信(xin)電(dian)源(yuan)為(wei)例(li),其(qi)工(gong)作(zuo)的(de)最(zui)佳(jia)效(xiao)率(lv)段(duan)在(zai)50%~80%的負載段(見圖1),通過最佳效率跟蹤,避免多模塊開啟導致的長期輕載工作。

圖1:通信電源最佳效率段
(2) 降低休眠功率 為更深入的節能,需進一步降低功率模塊的休眠功耗。傳統軟關斷模式,休眠功率約為15W~20W,3~4個模塊的休眠功率也達到50W~80W,占通信電源節能的比例較大。因此,中興新一代通信電源將整流模塊的休眠功耗降低到5W以下,在功率模塊開關的基礎上,錦上添花,進一步強化節能效果。
(3)通過節能模式的變化實現滿足不同客戶需求的節能 呼吸式功率管理,采用安全、節能、錯峰、自由四種模式相結合的控製方式,節能功能需求不同的客戶可根據現網條件,針對現有局站、新建局站在改造和新建采用不同的控製模式,並結合動力環境監控,實現最優化的控製。
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呼吸式功率管理的軟硬件容錯設計
動(dong)力(li)設(she)備(bei)作(zuo)為(wei)基(ji)礎(chu)網(wang)絡(luo)產(chan)品(pin),其(qi)可(ke)靠(kao)性(xing)是(shi)第(di)一(yi)位(wei)的(de)。呼(hu)吸(xi)式(shi)功(gong)率(lv)管(guan)理(li)本(ben)質(zhi)上(shang)是(shi)通(tong)過(guo)軟(ruan)件(jian)對(dui)硬(ying)件(jian)的(de)控(kong)製(zhi)實(shi)現(xian)能(neng)耗(hao)的(de)管(guan)理(li),某(mou)種(zhong)程(cheng)度(du)上(shang)存(cun)在(zai)一(yi)定(ding)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)風(feng)險(xian),必(bi)須(xu)在(zai)通(tong)過(guo)軟(ruan)硬(ying)件(jian)的(de)容(rong)錯(cuo)設(she)計(ji)給(gei)予(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)確(que)保(bao),其(qi)主(zhu)要(yao)措(cuo)施(shi)如(ru)下(xia)。
(1)工作與休眠的功率模塊定期切換(見圖2),確保不同模塊的工作時間保持基本的一致,避免少數模塊長期工作而另一部分模塊長期休眠導致的可靠性隱患。

圖2:功率模塊定期切換
(2)對功率模塊的冗餘備份數量的控製,通過結合軟件計算和人工菜單定義,既確保節能效果,又確保冗餘備份模塊滿足現場運行要求。
(3)“先開後關”、“先開先關”的控製機製,確保整流器切換期間負載的可靠運行。
(4)超輕載狀態下對功率模塊開啟關閉數量的針對性計算和控製機製,確保備份模塊少或無備份模塊條件下的運行可靠性。
(5)交流市電斷電、蓄電池故障、功率模塊及監控單元故障條件下的針對性控製機製,按照優先確保可靠性再考慮節能的思路確保係統的穩定可靠運行。
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