【導讀】由于通信電源和UPS初始容量設計時，同時考慮了最大負載、蓄電池充電容量和備份容量，導致了實際運行負載往往處于輕載和超輕載狀態，這種狀態下，電源轉換設備的效率往往較低，因此增加了自身的損耗。“呼吸式”功率管理通過跟蹤負載的變化，控制功率模塊的開通與休眠，使系統盡量在最佳效率點附近進行工作。
“節能減排”成為2008年通信領域最熱門的話題之一，行業內對此進行討論和交流的研討會不斷召開，中國移動等運營商甚至為此成立了專門的管理辦公室。多家運營商在各類產品的集中采購中，將是否具備節能功能作為重要的技術評價指標。在中國移動和聯通的集中采購中，通信電源全系列的產品都明確了“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，通信電源方面之前已為國內及國際運營商開發過定制版本，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于主設備和空調等動環設備。但具體到自身的運行可以看出，由于通信電源和UPS初始容量設計時，同時考慮了最大負載、蓄電池充電容量和備份容量，導致了實際運行負載往往處于輕載和超輕載狀態，這種狀態下，電源轉換設備的效率往往較低，因此增加了自身的損耗。
“呼吸式”功率管理通過跟蹤負載的變化，控制功率模塊的開通與休眠，使系統盡量在最佳效率點附近進行工作，將功率模塊的備份方式從熱備份變為冷備份和半冷備份，減少處于輕載和超輕載狀態下運行的模塊。對于整個動力系統而言，減少電力使用，節省電費，提升運營商TCO。
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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，但對于電源自身而言，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，節能費用相當于設備總價的80%以上。對于單省基站數量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面：
（1） 通過跟隨負載功率 控制功率模塊的開啟和休眠，使系統工作于最佳效率區域，實現效率的最優化和節能的最大化。以通信電源為例，其工作的最佳效率段在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制方式，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制模式，并結合動力環境監控，實現最優化的控制。
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呼吸式功率管理的軟硬件容錯設計
動力設備作為基礎網絡產品，其可靠性是第一位的。呼吸式功率管理本質上是通過軟件對硬件的控制實現能耗的管理，某種程度上存在一定的可靠性風險，必須在通過軟硬件的容錯設計給予可靠性的確保，其主要措施如下。
（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）對功率模塊的冗余備份數量的控制，通過結合軟件計算和人工菜單定義，既確保節能效果，又確保冗余備份模塊滿足現場運行要求。
（3）“先開后關”、“先開先關”的控制機制，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制機制，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制機制，按照優先確保可靠性再考慮節能的思路確保系統的穩定可靠運行。
