能效矩阵助巴基斯坦CMPAK网络节能改造

CMPAK是巴基斯坦覆盖全国的移动运营商。CMPAK现有站点使用传统的市电+柴油机供电方式。市电中断时，由柴油机供电。蓄电池在市电与柴油机切换过程中保证负载供电不间断。由于巴基斯坦电力缺口较大，市电停电状况较为频繁，大部分郊区站点每天停电超过6小时，这意味柴油机每天至少需要工作6~8小时。而且部分站点没有市电供应，完全靠柴油机供电。柴油机的不停运转，导致高昂的油费和维护费用。油费和电费占网络OPEX超过50%，CMPAK节能降耗工作非常艰巨，CMPAK迫切期望降低网络OPEX，以提升在市场上的竞争力。

    在CMPAK网络节能改造过程中，中兴通讯运用“能效矩阵”理念，从能源系统的发生、转换、传送和消耗4个环节入手，对每个环节从效率角度进行分析，提出改善方案，从而提高整体系统效率，达到节能降耗的目的，最终降低网络OPEX。

偏远站点的太阳能改造

    在能量的发生环节，CMPAK现网的郊区站点采用市电+柴油机的方案。其中柴油机的维护成本、燃油成本都非常高昂。进行太阳能改造以后，可以有效减少甚至去除柴油机，达到降低OPEX的作用。

    以CMPAK在巴基斯坦南方的某站点为例，由于该站点无法从市电引电，只能采用双柴油机轮流供电的方式，站点总功耗为1100W。历史运行数据表明，该站点每个月都必须派人去加油，平均每次加油1300L。改造成太阳能站点以后，半年只加油2次，每次100L。按照当地燃油价格1美元/L计算，该站点仅燃油一项，每年就可以节省15200美元，如图1。

 图1 CMPAK在巴基斯坦南方某站点改造前后的燃油消耗情况

    可见，在能量的发生环节，选择合适的可再生能源解决方案，可以降低站点OPEX。

低功耗SDR基站和室内站点改造

    在“能效矩阵”的终点，所有的能源经过发生、转换、传送这几个环节后，最后都到达消耗这个环节。在通信网络中，传统的BTS功耗非常大，以典型站点S444为例，功耗达到1400W，而应用SDR基站，功耗只有750W，功率节省超过46%。

    更进一步，在更换SDR基站的基础上，将原来的室内站点改造成室外站点，去除空调和柴油机，蓄电池采用TEC冷却方式，将站点的能耗进一步降低。以典型的S444站型为例，CMPAK网络的测算结果表明，改造前站点每年的OPEX是13156美元，改造以后只有4955美元，OPEX降低超过60%，如图2。


图2 室内站点改造成室外站点之后的OPEX对比

机房新风系统和蓄电池地埋方案

    在“能效矩阵”中，提出了一个重要的概念，那就是结构效率。由于通信系统设备众多，结构复杂，占用空间庞大。如果在产品结构、网络架构上提高使用效率，将有效地降低网络的OPEX。

    空调的能耗在机房的总体能耗中的占比通常超过40%，甚至更多。如果可以减少空调的使用，甚至不用空调，可以大大降低能耗。从结构效率出发，可以找到改善问题的一些思路，比如采用新风系统作为空调系统的补充，如图3。

图3 站点新风系统改造

    新风系统的改造后，每个站点每天可以节约约70度电，每年节约4500美元。

蓄电池地埋方案

    蓄电池地埋方案也是从结构优化的角度获得的非常优秀的节能方案。地面以下温度变化较地表缓慢，具有冬暖夏凉的特性。在夏天炎热的季节，地下一定深度总是可以保持在低于30℃。在实验检验中，即使环境温度超过40℃，地埋蓄电池柜内的温度仍然保持在27℃左右，不需要任何制冷设备。

    这个方案中，通风系统会每天晚上定时进行短时的换新风运转，能耗极低，每年的电费不到1美元。

    在“能效矩阵”理念的指导下，中兴通讯针对巴基斯坦CMPAK网络系统的能耗情况，采用了多种多样的措施提升系统能效，降低网络OPEX。到目前为止，中兴通讯已经协助CMPAK完成了570个室内站点的整体改造，150个太阳能站点改造和300个机房新风系统改造，并准备进行280个站点的蓄电池地埋方案改造。

[关键词] 动力