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节能高效的通信电源“呼吸式”管理方案

节能高效的通信电源“呼吸式”管理方案
来源:我爱方案网 时间:2013-12-21

【导读】通信电源和UPS的效率在50%以上的负载条件下都可以达到90%,自身能耗不到10%,从绝对值来说,这类电源转换设备的功耗远小于主设备和空调等动环设备。但由于实际应用中的种种原因,负载常处于轻载状态,效率低下。因此这里介绍“呼吸式”管理方案,有效解决这个问题。

“呼吸式”功率管理通过跟踪负载的变化,控制功率模块的开通与休眠,使系统尽量在效率点附近进行工作,将功率模块的备份方式从热备份变为冷备份和半冷备份,减少处于轻载和超轻载状态下运行的模块。对于整个动力系统而言,减少电力使用,节省电费,提升运营商TCO。

从通信机房整体看,“呼吸式”功率管理仅仅是在不到10%的效率上做文章,但对于电源自身而言,从轻载的85%效率提升到92%左右的高效率,电源设备自身节能则接近50%。

呼吸式功率管理的实现方法

呼吸式功率管理实现的方法主要有三方面:

(1) 通过跟随负载功率 控制功率模块的开启和休眠,使系统工作于效率区域,实现效率的化和节能的化。以通信电源为例,其工作的效率段在50%~80%的负载段(见图1),通过效率跟踪,避免多模块开启导致的长期轻载工作。


图1 通信电源效率段

(2) 降低休眠功率 为更深入的节能,需进一步降低功率模块的休眠功耗。传统软关断模式,休眠功率约为15W~20W,3~4个模块的休眠功率也达到50W~80W,占通信电源节能的比例较大。因此,中兴新一代通信电源将整流模块的休眠功耗降低到5W以下,在功率模块开关的基础上,锦上添花,进一步强化节能效果。

(3)通过节能模式的变化实现满足不同客户需求的节能 呼吸式功率管理,采用安全、节能、错峰、自由四种模式相结合的控制方式,节能功能需求不同的客户可根据现网条件,针对现有局站、新建局站在改造和新建采用不同的控制模式,并结合动力环境监控,实现化的控制。

式功率管理的软硬件容错设计

动力设备作为基础网络产品,其可靠性是位的。呼吸式功率管理本质上是通过软件对硬件的控制实现能耗的管理,某种程度上存在一定的可靠性风险,必须在通过软硬件的容错设计给予可靠性的确保,其主要措施如下。

(1)工作与休眠的功率模块定期切换(见图2),确保不同模块的工作时间保持基本的一致,避免少数模块长期工作而另一部分模块长期休眠导致的可靠性隐患。


图2 功率模块定期切换

(2)对功率模块的冗余备份数量的控制,通过结合软件计算和人工菜单定义,既确保节能效果,又确保冗余备份模块满足现场运行要求。

(3)“先开后关”、“先开先关”的控制机制,确保 整流器 切换期间负载的可靠运行。

(4)超轻载状态下对功率模块开启关闭数量的针对性计算和控制机制,确保备份模块少或无备份模块条件下的运行可靠性。

(5)交流市电断电、蓄电池故障、功率模块及监控单元故障条件下的针对性控制机制,按照优先确保可靠性再考虑节能的思路确保系统的稳定可靠运行。

结语

该方案主要介绍了在工业上的电源管理的“呼吸式功率管理”这种可行的方法。当然这仅仅是通信动力系统节能工作迈步而前的一小步,旨在提倡“节能减排”的思想及愿望。至于发展,后面还需要完成的工作很多,需要运营商、设备厂商、行业内的专家共同不懈的努力。

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