值得推广的几种移动基站节能方法

2019-09-02 版权声明 举报文章

值得推广的几种移动基站节能方法

摘要:本论文主要是对通信基站节能减耗方面进行分析,简单分析影响基站能耗的主要因素,探索实现通信基站节能减耗的主要方式,努力推进通信业的节能减排工作。

关键词:移动基站;节能减耗

中图分类号:文献标识码:A文章编号:

引言:

随着国家的经济快速发展,对能源的需求越来越大,然而,如何实现可持续发展已是当务之急。通信领域作为国家经济发展的重要支柱,其既是高成长、高收益的行业,又是高耗能和有一定污染的行业。据统计,在整个通信领域中,移动通信网耗电量最高,其中基站设备的能源消耗占到90%,为此基站节能是关键。

近些年,行业各界虽然在节能减排上投入了不少力量和一些利好的尝试,取得了一定的成效,但通信节能减排是一项系统性的工程,单纯依靠某一类企业是难以推进的,其需要业绩共同参与,整体出发。

1.节能减排的定义

节能减排有广义和狭义定义之分,广义而言,节能减排是指节约物质资源和能量资源,减少废弃物和环境有害物(包括三废和噪声等)排放;狭义而言,节能减排是指节约能源和减少环境有害物排放。

通信基站从主设备、空调、电源、新能源等各方面着手,才能最大幅度降低通信基站能耗。通信基站节能减排必须在以下4条基本原则上进行:

1.1可靠性。开展节能降耗技术改造工作不能以牺牲系统安全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。

1.2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,要尊重客观事物规律,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,应以实现低成本、高收益、多节能的效果为最高目标。

1.3有效性。开源与节流相辅相成。所谓开源,就是寻求常规能源的替代品,如太阳能、风能等可再生能源;节流是节能降耗,提高能源利用效率。理论上讲,节流是有限的,开源是无限的。业界当前大多以节流为主,随着可再能源利用的成熟,最终实现常规能源向可再生能源利用的平稳、安全过度。

1.4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。实施前期要作好试点工作,关注节能方案的投资回收期。

2.节能减排的方法

2.1优化网络规划

通信基站具有数量众多、站址分散的特点,在基站建设网络规划中,充分考虑业务需求,覆盖效果,提高基站覆盖效率,扩大基站覆盖半径,在不影响业务和通话质量的基础上减少站点数量,这不但从节能减耗上减少投入,还在基站建设维护上节约很多成本。

拉远技术即采用分布式基站,其结构与传统基站对比如下图1所示。分布式基站其主要是将基带单元(BBU)和射频拉远模块(RRU)分离的技术,中间通过光纤连接,BBU可以设计在已有的通信基站做信源,与已有的通信基站共享配套电源、空调等设备,可以节约大量的能耗,拉远单元可以采用自然散热技术,能够节省温控能耗,占地面积小,安装快捷。分布式基站以灵活的安装方式和容量特性、良好的覆盖特性适用于各种应用场景,如室内覆盖、农村覆盖、主要干道覆盖、CBD/密集城区等。因其较低的工程要求和灵活的安装方式达到较好的覆盖效果,成为运营商基站建设的首选。

图1:分布式基站结构与传统基站对比

2.2智能关断技术

在基站主设备节能中,时隙、载频等智能关断技术,是各地已经应用较为成熟的节能方法。

基站主设备的耗电是基站耗电的主要组成部分,基站主设备耗电与综合话务量、载波数成线性关系,而基站的建设一般是根据最大话务量需求来设置的。如果能够根据话务量的变化进行调节,即在闲时将设备定为休眠状态,在话务量高峰时自动转化为正常状态,那么就能基站设备节约耗电。

目前实现这一技术主要通过软件开启节能功能,即智能关断技术。其原理主要是利用软件实时统计分析载波(载频)与信道(时隙)的负荷程度,将承载的业务进行疏导,在保障通信服务提供能力的前提下,尽可能减少同时工作的TRX或TCH的数量,通过自适应开关实现智能化节能控制。

智能载频关断是当小区话务量降低到一定程度的时候,关闭部分载频,以节约耗电,节省开支;智能时隙关断是BTS根据当前时隙是否有话务,控制关断该时隙功率放大器PA的偏置电压,达到降低PA静态功耗的目的。

根据中国移动某省公司的数据统计,时隙智能关断可降低功耗21%-28%;载频智能关断可降低功耗约10%。此外,基站级和链路级的动态关闭技术也可分别降低功耗约7%-9%。

2.3新风节能系统

由于设备的长期发热使得基站内的温度远高于外界环境的温度,为保障基站稳定的温度,湿度条件,基站大多安装了至少两台空调轮流作业,很多地方的空调一年四季均用空调来保持站内温度,忽视了冬、春、秋三季及夏季的早晚时段的室外低温便可散热降温的有利条件,而且普通的机房空调,其压缩机的输出功率是固定的,不能动态地根据负荷的变化调整其输出功率,耗电量很大。从而导致电能的浪费、营运成本居高不下。

新风节能系统有效的解决了上述问题,新风节能系统利用室外的空气作为冷源,当室外温度低于室内温度一定程度时,通过相应技术将冷源引入机房内,把机房的热量带走。新风节能系统通过智能控制技术实现与空调的切换,减少了空调的使用时间,从而实现节能减耗。新风节能系统目前主要有两种方式:一种是直接引入室外的低温空气,机房环境易受外界的影响;另一种是采用隔离热交换方式,这种室内空气的洁净度更高。

根据地域气候差别和环境特点,充分利用自然冷源,大力推广实施SIS热管排热系统、智能热交换系统以及新风节能系统等节能减排解决方案。

2.4新型能源基站

太阳能、风能等作为绿色无污染的清洁能源,在通信基站采用而无需引入外电源,可大大降低电能消耗,具有能源取之不尽、清洁无公害、供电可靠性高、运行维护成本低等优点。

太阳能基站可作为无法远距离拉电站点的补充方案,风光互补基站在风力资源丰富的地区可以减少连续阴雨天对系统可靠性的影响。利用绿色能源可以使太阳能上房、风机上搭安装,减少约15%的土建费用,同时采用绿色能源,可以减少柴油消耗约17000升。

2.5淘汰落后产能

通信设备的发展日新月异,新技术、新设备更新换代周期短,再加上通信设备都是日以继夜运行,在网时间长,老化快,现网的许多老设备都面临着故障频率高,维护费用高的特点,这部分老设备还因技术落后往往能耗较高,成为了落后产能。

变频技术是利用变频器改变空调压缩机的供电频率,通过调节压缩机的转速达到控制室温的目的,在空调内使用此项技术,在空调运行时节能效益不受天气的影响,四季都有节能效果,减少空调的运行时间,有利于降低空调耗电量和延长使用寿命。

2.6采用共享共建

在工信部关于通信基站共享共建要求的背景下,各地开始了基站共享共建的探索。各运营商通过共享共建的方式,共享对方的配套设施,既减少了重复投资,也可以减少对资源和能源的消耗,如一运营商共享另一运营的的配套设施,则一个基站的空调可供两个基站使用,减少了一套空调的耗电。

3.结语

通信领域作为国家经济发展的重要支柱,应及时建立完善的节能管理体系,加快并统筹管理通信行业各专业节能技术规范和工程建设管理制度的编制,将成熟的节能减排建设项目及时纳入常规建设流程。通信领域的节能减排工作,需要行业各界不断努力的同时,还需要行业主管机构及政府部门更多的帮扶。

参考文献:

[1]中国移动通信企业标准QB―W-004-2006.基站节能系统技术规范―智能换热器部分.

[2]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.

[3]梁文斌.通信机房节能降耗前景广阔[N].人民邮电,2008,03-06.

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