YDB 071.2-2012
基本信息
标准号： YDB 071.2-2012
中文名称：通信电源和机房环境节能技术指南 第2部分：应用条件
标准类别：通信行业标准(YD)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准简介
YDB 071.2-2012 通信电源和机房环境节能技术指南 第2部分：应用条件
YDB071.2-2012
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标准内容
通信标准类技术报告
YDB071.2—2012
通信电源和机房环境节能技术指南第2部分：应用条件
Guide for energy saving technology of power supply for telecommunications andRoomenvironmentPart2:applicationcondition2012-03-25印发
中国通信标准化协会发布
规范性引用文件
缩略语
通信电源和机房环境节能原则
总体原则
通信电源节能原则
机房环境节能原则
通信电源节能技术基本原理、特性与应用条件5
高频开关电源系统休眠技术
通信用高压直流供电技术
谐波治理技术
太阳能供电系统
风力发电技术
风/光互补技术
燃料电池发电技术
模块化UPS供电技术
磁器浮飞轮储能电源系统
机房环境设备节能技术基本原理、特性与应用条件6
智能新风技术
智能热交换技术
乙二醇节能技术此内容来自标准下载网
热管节能技术
制冷剂泵节能技术
空调自适应节能控制技术
空调室外机雾化喷淋和冷凝水回收利用技术中央空调系统变频技术
机房新风一体化节能技术
相变材料技术
通信基站用地埋机房/柜节能技术湿膜加湿技术
附录A（资料性附录）
通信局（站）各种节能技术标准化情况YDB071.22012
YDB071.2—2012
《通信电源和机房环境节能技术指南》分为如下五个部分：第1部分：总则：
第2部分：应用条件：
——第3部分：电源设备能效分级：——第4部分：空调能效分级；
一第5部分：气流组织。
本部分为《通信电源和机房环境节能技术指南》的第2部分。本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起章本部分编写过程中密切结合我国国情，并依据了中国电信、移动以及联合通信等通信运营公司多年对通信局站电源、空调等设备开展各种节能技术的研究和试点成功及成熟的节能技术。即中国电信[200811501号“关于印发《中国电信节能技术与应用蓝皮书》，同时也收集了大量通信运营商和生产企业对节能新设备进行试点的试验数据等资料本部分各种节能技术提出，目的是为各地区域通信部门应根据当地的实际情况和可能条件，参考和借鉴本部分的内容，进行认真分析、思考和选择。请注意本技术报告的某些内容可能涉及到专利。本技术报告的发布机构不承担识别这些专利的责任。
为适应信息通信业发展对通信标准文件的需要，在工业和信息化部统一安排下，对于技术尚在发展中，文需要有相应的标准性文件引导其发展的领域，由中国通信标准化协会组织制定“通信标类技术报告”，推荐有关方面参考采用。有关对本技术报告的建议和意见，向中国通信标准化协会反映。本技术报告由中国通信标准化协会提出并归口。本技术报告起草单位：工业和信息化部电信研究院、中国电信集团公司、中国移动通信集团公司、中国铁通集团公司、中国联合网络通信有限公司、中讯邮电咨询设计院有限公司、上海邮电设计咨询研究院有限公司、南京佳力图空调机电有限公司、艾默生网络能源有限公司、广东省电信规划设计院有限公司、厦门科华恒盛股份有限公司、温州市创力电子有限公司、迈普通信技术股份有限公司杭州中恒电气股份有限公司、深圳奥特迅电力设备股份有限公司、中兴通讯股份有限公司、深圳中兴力维技术有限公司、中达电通股份有限公司、深圳市英维克科技有限公司、华为技术有限公司、上海凌御电气有限公司、景德镇金辰凯特信息技术有限公司、苏州昆拓热控系统股份有限公司、上海贝电实业股份有限公司，四川依米康环境科技股份有限公司、北京泰莱克信息系统技术开发有限公司。本技术报告主要起草人：熊兰英、杨世思、侯福平、齐略光、昊京文、高建、王平、峙、王殿魁娄洁良、刘国胜、朱建设、王文、陈四排、张森、陈京川、易国华、王风仁、谢风华、陈志芬、沈晓东韦立川、张广河、张建杰、黄焕然、张明国、周裕杰、李马林、邓成博。1范围
YDB071.2--2012
通信电源和机房环境节能技术指南第2部分：应用条件本部分规定了通信电源和机房环境的节能原则、各项节能技术的定义，基本原理、技术特性与应用条件。
本部分适用于通信电源和机房环境节能。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版木（包括所有的修改单）适用于本文件。GB8624-2006建筑材料及制品燃烧性能分级共公建筑节能设计标准
GB 50189-2005
YD/T1669-2007
高网型通信用风/光互补供电系统YD/T5040-2005通信电源设备安装工程设计规范YDB071.1-2011通信电源和机房环境节能技术指南第1部分总则3缩略语
下列缩略语适用于本文件。
ATX：新型主板架构（Advanced TechnologyExtended）SSI：服务器端嵌入（Server SideInelude）APFC：有源功率因数校正（ActivePowerFactorCorrection）DC/DC：直流-直流变换（DirectCurrent/DirectCurrent）DC/AC：直流-交流变换（DirectCurrent/AlternativeCurrent）HVDC:更高电压直流（Higher VoltageDirectCurrent）FwUPS：飞轮储能不间断电源（Flywheelenergy storage Unterriuptable Power Supply）PPR:无规共聚聚丙烯PolyPropyleneRandom）PwM：脉宽调制（Pluse-WidthModulation）IGBT：绝缘棚双极晶体管（Insulated GateBipolarTransistor）CPM：甘埚粉末冶金（CruciblePowderMetallurgy）PPR：无规共聚聚丙烯（PolyPropyleneRandomCopolymer）PCM：相变材料（Phase Change Material）4通信电源和机房环境节能原则
4.1总体原则
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YDB071.2—2012
通信电源和机房环境的节能应符合YDB071.1-2011中的规定：节能工作应以确保通信生产安全和设备使用寿命为前提。提倡通过合理调整设备工况实现节能目标，不能因为节能而影机房设备的运行安全，破坏机房的环境。应积极选用环境适应性强的设备。4.2通信电源节能原则
通信电源的节能原则为：
一应符合YDB071.1-2011中的4.2条的规定要求；优化机房供配电方案，减少配电线路损耗：一宜采用休眠技术、高压直流供电等有助于节能的技术：一一宜采用可再生能源和新材料，如太阳能、风能等。4.3机房环境节能原则
机房环境的节能原则为：
应符合YDB071.1-2011中的4.3条的规定要求：强化机房空调维护，合理调整机房设备布局及合理设定空调温湿度：宜采用智能新风、智能热交换、空调变频等节能技术，推广机房下送风的拉用，改善上送风机房的气流组织等。
一积极选用能效比高的空调设备。5通信电源节能技术基本原理、特性与应用条件5.1高频开关电源系统休眠技术
5.1.1定义
高频开关电源系统休眠技术是指电源系统根据负载电流大小，自动调整工作整流模块的数量，使系统在该工况下达到最佳效率区间。5.1.2基本原理
休眠技术包括整流模块的休眠和监控模块对整流模块的几余及循环开关机控制两部分。为了提高电源系统的运行效率，系统根据实际的负载使用情况和系统最佳工作点情况，调节模块工作状态，使某此模块处于休眠状态，达到损耗最低。一日负载增加，则由监控模块将其唤醒进入工作状态。
为使所有的整流模块同步老化，延长电源使用寿命，监控模块统计每个整流模块的运行时间，按定的时间间隔将某些运行时间最短并处于休眠中的模块唤醒工作，同时将运行时间最长的模块进入休眠状态，从而达到所有整流模块使用时间基本同步，延长电源设备使用寿命。5.1.3特性
高频开关电源系统休眠技术的技术特性如下：保持工作于最佳效率点附近：
提高整流模块的使用寿命：
一能够实现同步老化。
5.1.4应用条件
应用于余并联模块构成的电源系统中。应用时注意事项：
体眠技术功能的使用不得降低系统的可靠性和安全性：YDB071.22012
当系统出现整流模块故障、控制器失效、市电异常、电池均充等情况时，系统应自动取消功率体眠功能：当异常情况消失，系统处于浮充状态时，再启动模块体眠功能，从而保证系统的安全稳定运行。
5.2通信用高压直流供电技术
5.2.1定义
通信用高压直流供电技术是指标称电压为240V或以上的直流供电技术，5.2.2基本原理
高压真流供电系统由多个并联几余整流器和蕾电池组组成。正常情况下，整流器将380V交流电源变换成240V或以上高压直流电源，再通过高压直流配电设备供给通信设备，同时给蓄电池组充电。当交流输入电源故障时，由蓄电池组放电为通信设备提供可靠的直流电源。高压直流整流模块原理示意图如图1所示。
市电输入
5.2.3特性
交流输入
兰相APFC
直流输出
图高压直流整流模块原理示意图通信用高压直流供电技术的技术特性如下：a）可靠性
采用高压直流供电技术，直流电源模块输出和蓄电池组直接并联给负载供电：当停电时，蓄电池组的电能可以直接供给负载，确保供电的不间断。采用高压直流供电技术中无逆变环节，结构简单。采用高压直流供电技术并机技术简单，提高供电系统可靠性。b)节能性
和交流UPS系统相比较，直流供电系统中省掉了逆变环节中的损耗，转换效率提高：避免了用电设客整流模块功率因数校正与谐波治理问题：在同等条件下，当采用的供电电压等级大于240V时，在配电线路上功率损耗低于220V交流供电：
整流模块来用N+I元余配置，相对于1十1备份的交流UPS供电系统，负载率高，提高了系统效率：
c）可维护性
整流部分采用模块化，支持带电热插拔。当整流模块出现故障时维护人员可以随时更换模块，不影响系统的正常运行。
5.2.4应用条件
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高压直流供电系统应用于可采用直流供电的通信设备，且电压等级应与通信设备的输入电压范围相四配。
应用时注意事项：
a)服务器电源的母线电压与效率自前使用的服务器电源有两大类，一类是传统无功率因数校正的硬开关技术的电源（ATX和SSI制式），大多采用单端正激或半桥拓扑结构，其效率在70%-85%之间。由于是硬开关技术，在输入电压低C输入电流大）和输入电压高时其开关损耗都较大，效率最大点都在额定220VAC额定负载下。因此，高压直流的浮充应该在275V较为合适，过高的母线电压不仅会效率降低，也会威胁到开关管的安全工作区，则最高直流电压不宜超过350V
另一类是加有APFC高功率因数的电源，这类电源实际上是两级变换，第一级是APFCBOOST变换器第二级是DC/DC变换器。由于B0OST变换器效率高与输入电压范围不是太大，可以考虑使用标称电压240OV或以上直流电压。
b）绝缘监测仪在HVDC中的必要性为了保证操作人员的人身安全和系统安全，HVDC应具有绝缘监测的功能，且应具备支路定位功能。c）电池回路应采用熔断器，直流配电回路官采用直流空开或者熔断器。5.3谐波治理技术
5.3.1定义
谐波是指对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的高频分量谐波治理是指采用有源成无源滤波技术将电网中高次谐波滤除，改善用户用电质量，提高稳定性，减少损耗，避免因谐波过量而给用户和设备带来的不良后果。5.3.2基本原理
无源谐波滤波器也称为被动调谐式滤波器，或简称LC滤波器是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的滤波装置。根据系统中已存在的谐波电流的分布及大小，设计适当组合的LC滤波装置来针对不同频段谐波进行虑除，达到滤除谐波的且的。有源谐波滤波器也属于为被动式滤波器，根据系统中已存在的谐波电流的分布及大小，有源滤波器对谐波进行采样、分析、建立频谱图，以此额谱图为依据向电网侧送一个与谐波相反的谐波，能有效地抑制2次39次请波，并根据电网的情况调整电压与电流波形的相位角，修正电流波形，提高功率因数，达到滤除谐波目的。
5.3.3特性
无源滤波器的技术特性为：无源滤波器具有设计简单，成本低，应用广泛的优点，同时存在只能抑制限定的儿次谐波，质量和体积较大等缺。无源滤波器有串联滤波、并联滤波和低通滤波三种基本形式串联滤波主要适用于三次谱波的治理：低通滤波主要适用于高次谐波的治理：并联滤波可滤除多次谐波，同时补偿系统的无功功率，是应用较广泛的电源净化滤波装置。有源滤波器设计和控制复杂，成本高。与无源滤波器相比，有源滤波器具有高度可控制特性，可自动跟踪补偿各次谐波体积质量相对较小。4
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常见的有源滤波器结构有四种：串联型APF：并联型APF：串联混合型APF：并联混合型APF。混合型APF应用无源滤波技术与有源滤波技术相结合。5.3.4应用条件
应用条件如下：
交流供电系统内总谐波电流含量（THDI）大于10%时应进行谐波治理。无源滤波器宜应用于用电负荷变化不大，系统谐波主要由某几次谐波组成的情况。有源滤波器可广泛应用于各种谐波治理场所，特别是安装有大型UPS的通信局站。应用时注意事项：
建议采用并联有源滤波器的治理方法，对于部分局房也可采用并联无源滤波器的方法（如由于投资原因）。对于UPS设备谐波源的就地治理及区域治理主要采用闭环三相三线制：对于开关电源和变频空调设备的就地治理及区域治理采用闭环三相四线制：变压器低压侧集中治理采用闭环三相四线制。
一对于新建局房，为减少后期通信局房安装的UPS设备及整流设备等对电网产生的谐波污染，UPS电源系统应配有谐波滤波器，整流设备应有对其输入谐波分量的要求。低压电源系统采用就地或区域相结合的谐波治理方案，并预留有源滤波器、电流互感器安装位置及接线端子。
5.4太阳能供电系统
5.4.1定义
太阳能供电系统是指利用太阳辐射光和热，通过特定的半导体内会产生自由电荷，并由太阳能方阵发电，提供负载所需的能量。
5.4.2基本原理
太阳能电池的基本原理是光生伏特效应，如图2所示，在太阳光照射下，光能被半导体吸收后，在导带和价带中产生非平衡载流子，一一电子和空穴。由于光照产生的非平衡载流子各向相反方向漂移，从而在内部构皮自N区流向P区的光生电流，在PN结短路情况下构成短路电流密度：在开路情况下，PN结两端建立起光生电势差VO，也即开路电压。如将PN结与外电路接通，只要光照不停止，就会不断地有电流流过电路。
图2太阳能电池的基本原理图
5.4.3特性
太阳能是一种可再生能源。从太阳能获得电力，需通过太阳能电池进行光电转换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下优点：S
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无需燃料费用。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需a)
运输，对环境无任何污染。理论计算太阳尚可维持数十亿年之久。光伏系统不需要燃料，从而免去了购买，运输和储存燃料的费用。b)
无噪声污染。光伏系统运动部件很少，基本没有噪声。具有良好的防盗性能。
5.4.4应用条件
应用条件如下：
a）太阳能光伏供电系统适合于年平均日照小时数大于2000h。b）通信局站用太阳能光伏发电系统的主要供电类型包括：一独立运行光伏发电系统
独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，其系统结构如图3所示。它主要用于无电网的边远地区及人口分散地区。其可靠性高、维护费用低以及资源丰富、分布广泛，在这些地区使用的光伏发电系统都属于独立运行系统算蔬负我
充效电控制
太阳电滤阵列
盗电池
诞交福
交流负微
图3独立运行的光伏发电系统框图图3所示的独立运行系统可以有两种派生类型。一种是容量很小的小型光伏电源，由于容量较小，系统可省去逆变器，负载则需要选用直流负载，如直流灯等。另一种则是直接连接系统，即逆变器和蓄电池都省去不用，直接将光电阵列同负载连接，向负载供电。这要求负载同光电阵列的输出匹配相当好，或者负载对供电的稳定性和保证率没有什么要求。—混合型光伏发电系统
混合型光伏发电系统如图4所示，即在系统中增加一台备用发电机组（在有供电线路时也可以采用市电）。当光电阵列发电不足或者蓄电池容量不足，所储存的电量已经耗尽时，可以启动备用发电机组。它既可用来直接给交流负载供电，又可通过一台整流器给蓄电池补充充电。发电机
太密电池陈究
充炫电物赖
器电池
直家负线
送安器
图4混合型光伏发电系统框图
交领负议
在混合系统中，还可以由两种可再生能源发电技术构成混合系统。最常见的是风／光互补系统，这主要是因为风力资源和太阳光资源常常具有较好的互补特性。没有太阳的时候经常有风，没有风的时候常常有太阳。由于这种互补特性，风／光互补发电系统较之单一发电系统有着供电稳定性和保证率高的优点，系统的光电阵列容量和蓄电池容量也可以设计得低一些，使得整个系统的成本下降。6
应用时注意事项
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能量能流密度低。太阳光照射到地球的能量能流密度低，最大只有1k%/m2，太阳能光伏发电要占用巨大面积日照长度和辐照度日照不稳定。日照强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响，不能维持带量，系统获得的能源同四季、昼夜及阴等气象条件有关。初期投资高。由于太阳能电池生产成本高，光伏发电系统的初期投资大大增加，而独立运行的光优系统使用蓄电池储能，进一步增加了系统建设费用和运行成本。因此，在设计时应对光伏系统进行经济性评估和多种方案比较。需要储能装置。为了保证夜间或某一时间用电，光伏发电系统需使用蓄电池储能：需电池组增加了系统成本、规模和维护工作量，系统效率较低。目前，太阳能电池的能量转换效率较低，蓄电池充放电时有能量损失，加之系统传输损耗等，使光伏发电系统的总体效率不高。5.5风力发电技术
5.5.1定义
风力发电技术为风能转变为电能的一种技术，按照风力发电系统电能供给方式可以分为：离网型风力发电系统和并网型风力发电系统两种。通信用风能供电系统为离网型风力发电系统。5.5.2基本原理
20kW以下的、独立在通信领域应用主要是离网型风力发电系统运行、用蓄电池储能的小型风力发电机组，通信用的风力发电系统都是离网型风力发电系统，如图5所示。口e
益电池
其效负线
图5离网型风力发电系统
离网型风力发电系统的主要部件包括：a
遵变带
交视的我
风力发电机组（简称风电机组）：与公其电网不相连，可独立运行的风力发电机系统。耗能负载：持续大风时，用于消耗风电机组发出的多余电能蓄电池组：由若干台密电池经串联组成的储存电能的装置。控制器：系统控制装置，主要功能是对蓄电池进行充电控制和过放电保护，同时对系统输入，输出功率起到调节与分配作用，以及系统赋予的其他监控功能。直流负载：以直流电为动力的装置或设备。KacadiaiKAca
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f）交流负载：以交流电为动力的装置或设备。基本原理如图6所示，通过风力机将风能转化为机械能，从而带动发电机发电，然后经过整流器得到稳定的直流电供给直流负载，直流电再通过逆变器输出三相交流电，供给三相交流负载。风力发电机组独立运行是一种比较简单的运行方式，考虑风能的不稳定性和保证基本的供电需求，应根据负裁的要求采取相应的措施，达到供需平衡。对于20kW以下的风电机组，通信行业主要采取风力发电机配以蓄电池储能的独立运行方式，如图6所示。
传能#载
风力发电机缆
接制器
器电池组
通变源
图6离网型风力发电系统组成框图交源鱼载
直液费载
对于1kW以下的微型机组一般不加增速器，直接由风力机带动发电机运转，后者一般采用低速交流永磁发电机：1kW以上的机组大多装有增速器，发电机则有交流永磁发电机、同步或异步自励发电机等。经整流后直接供电给直流负载，并将多余的电能向蓄电池充电。在需要交流供电的情况下，通过逆变器将直流电转换为交流电供给交流负载。风力机在额定风速以下变速运行，超过额定风速后限速运行。对于容量较大的机组（如20k以上），由于所需的蓄电池容量大，投资高，经济上不是很理想，所以较少采用这种运行方式。
5.5.3特性
风力发电的技术特性如下：
a）风能是一种可再生能源，它取之不尽，用之不竭，同时是一种干净的自然能源，没有常规能源（如煤电，油电）与核电会造成环境污染的问题。我国可开发利用的风能资源为2.53亿千瓦风能资源丰富的地区主要集中在北部、西北和东北的草原、戈壁滩以及东部、东南部的沿海地带和岛屿上，新疆、内蒙至东北和东南沿海两大王风带有效风能密度大于200W「m2，有效风力时间在70%以上。
风电技术日趋成熟，产品质量可靠，可用率已达95%以上，已是一种安全可靠的能源。风力发电的经济性日益提高，发电成本已接近煤电，低于油电与核电。若计及煤电的环境保护费用与交通运输的费用，则风电的经济性将优于煤电。投资规模灵活，土建、安装建设工期短。c
安全：风电系统不需要易燃的燃料，只要设计合理和安装适当，系统具有很高的安全性。非集中电网。小型分散的风力发电站可减少由于公用电网故障给用户带来的不良影响及危害。5.5.4应用条件
风力发电主要应用条件为：
a)风能资源较为丰富的地区：
市电资源缺乏的偏远山区、海岛等地区：b)
c）其他出于节能考虑的利用可再生能源的通信基站、视频监控点、接入网点等场合。应用时注意事项：
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在进行选址设计之前，应汇集及测量当地风能资源，其他天气及地理环境数据，包括每月的风速、风向数据、年风频数据、每年最长的持续无风时数、每年最大的风速及发生月份、韦布尔（Weble）分布系数等，了解当地是否适合采用风力发电系统。需要储能装置，为了保证系统供电的连续性和稳定性，风电系统需使用蓄电池储能，蓄电池组增加了系统成本、规模和维护工作量。需要定期维护、检修。风力发电机组旋转运动部件多，因此与太阳电池组件相比，风力发电机组定期维护、检修的工作量较大。系统效率较低。风力发电机的风能利用率较低，蓄电池充放电时有能量损失，加之系统传输损耗等，使风力发电系统的总体效率不高。5.6风/光互补技术
5.6.1定义
风/光互补技术是指在采用风力或光伏发电技术为通信局站供电时，采用风光互补发电系统来进行相互补充，达到连续、稳定供电的目的。5.6.2基本原理
风/光互补供电系统，由风力发电机组、太阳电池方阵、控制器、支撑结构（塔架）、耗能负载、蓄电池组和逆变器以及负载构成，如图7所示。耗能负装
太阳能电范阵列
控翻器
网力发电机组
营电池组
逆变额
图7风/光互补供电系统
风/光互补供电系统包括以下主要部件：a)
交流费我
直蔬负践
太阳电池方阵：指在金属支架上用导线连在一起的多个太阳电池组件的集合体，太阳电池方阵产生负载所需要的电压和电流。风力发电机组：与公共电网不相连、可独立运行的风力发电机系统。耗能负载：持续大风时，用于消耗机组发出的多余电能蓄电池组：由者干台蓄电池经串联组成的储有存电能的装置。控制器：系统控制装置，主要功能是对蓄电池进行充电控制和过放电保护，同时对系统输入输出功率起到调节与分配作用，以及系统赋予的其他监控功能。逆变器：将直流电转换为交流电的电力电子设备。直流负载：以直流电为动力的装置或设备。交流负载：以交流电为动力的装置或设备。5.6.3特性
与风力或光伏独立运行发电系统相比，风/光互补供电系统的特性表现在以下儿个方面：9
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通信电源和机房环境节能技术指南第2部分：应用条件
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通信电源节能原则
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谐波治理技术
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空调自适应节能控制技术
空调室外机雾化喷淋和冷凝水回收利用技术中央空调系统变频技术
机房新风一体化节能技术
相变材料技术
通信基站用地埋机房/柜节能技术湿膜加湿技术
附录A（资料性附录）
通信局（站）各种节能技术标准化情况YDB071.22012
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《通信电源和机房环境节能技术指南》分为如下五个部分：第1部分：总则：
第2部分：应用条件：
——第3部分：电源设备能效分级：——第4部分：空调能效分级；
一第5部分：气流组织。
本部分为《通信电源和机房环境节能技术指南》的第2部分。本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起章本部分编写过程中密切结合我国国情，并依据了中国电信、移动以及联合通信等通信运营公司多年对通信局站电源、空调等设备开展各种节能技术的研究和试点成功及成熟的节能技术。即中国电信[200811501号“关于印发《中国电信节能技术与应用蓝皮书》，同时也收集了大量通信运营商和生产企业对节能新设备进行试点的试验数据等资料本部分各种节能技术提出，目的是为各地区域通信部门应根据当地的实际情况和可能条件，参考和借鉴本部分的内容，进行认真分析、思考和选择。请注意本技术报告的某些内容可能涉及到专利。本技术报告的发布机构不承担识别这些专利的责任。
为适应信息通信业发展对通信标准文件的需要，在工业和信息化部统一安排下，对于技术尚在发展中，文需要有相应的标准性文件引导其发展的领域，由中国通信标准化协会组织制定“通信标类技术报告”，推荐有关方面参考采用。有关对本技术报告的建议和意见，向中国通信标准化协会反映。本技术报告由中国通信标准化协会提出并归口。本技术报告起草单位：工业和信息化部电信研究院、中国电信集团公司、中国移动通信集团公司、中国铁通集团公司、中国联合网络通信有限公司、中讯邮电咨询设计院有限公司、上海邮电设计咨询研究院有限公司、南京佳力图空调机电有限公司、艾默生网络能源有限公司、广东省电信规划设计院有限公司、厦门科华恒盛股份有限公司、温州市创力电子有限公司、迈普通信技术股份有限公司杭州中恒电气股份有限公司、深圳奥特迅电力设备股份有限公司、中兴通讯股份有限公司、深圳中兴力维技术有限公司、中达电通股份有限公司、深圳市英维克科技有限公司、华为技术有限公司、上海凌御电气有限公司、景德镇金辰凯特信息技术有限公司、苏州昆拓热控系统股份有限公司、上海贝电实业股份有限公司，四川依米康环境科技股份有限公司、北京泰莱克信息系统技术开发有限公司。本技术报告主要起草人：熊兰英、杨世思、侯福平、齐略光、昊京文、高建、王平、峙、王殿魁娄洁良、刘国胜、朱建设、王文、陈四排、张森、陈京川、易国华、王风仁、谢风华、陈志芬、沈晓东韦立川、张广河、张建杰、黄焕然、张明国、周裕杰、李马林、邓成博。1范围
YDB071.2--2012
通信电源和机房环境节能技术指南第2部分：应用条件本部分规定了通信电源和机房环境的节能原则、各项节能技术的定义，基本原理、技术特性与应用条件。
本部分适用于通信电源和机房环境节能。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版木（包括所有的修改单）适用于本文件。GB8624-2006建筑材料及制品燃烧性能分级共公建筑节能设计标准
GB 50189-2005
YD/T1669-2007
高网型通信用风/光互补供电系统YD/T5040-2005通信电源设备安装工程设计规范YDB071.1-2011通信电源和机房环境节能技术指南第1部分总则3缩略语
下列缩略语适用于本文件。
ATX：新型主板架构（Advanced TechnologyExtended）SSI：服务器端嵌入（Server SideInelude）APFC：有源功率因数校正（ActivePowerFactorCorrection）DC/DC：直流-直流变换（DirectCurrent/DirectCurrent）DC/AC：直流-交流变换（DirectCurrent/AlternativeCurrent）HVDC:更高电压直流（Higher VoltageDirectCurrent）FwUPS：飞轮储能不间断电源（Flywheelenergy storage Unterriuptable Power Supply）PPR:无规共聚聚丙烯PolyPropyleneRandom）PwM：脉宽调制（Pluse-WidthModulation）IGBT：绝缘棚双极晶体管（Insulated GateBipolarTransistor）CPM：甘埚粉末冶金（CruciblePowderMetallurgy）PPR：无规共聚聚丙烯（PolyPropyleneRandomCopolymer）PCM：相变材料（Phase Change Material）4通信电源和机房环境节能原则
4.1总体原则
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通信电源和机房环境的节能应符合YDB071.1-2011中的规定：节能工作应以确保通信生产安全和设备使用寿命为前提。提倡通过合理调整设备工况实现节能目标，不能因为节能而影机房设备的运行安全，破坏机房的环境。应积极选用环境适应性强的设备。4.2通信电源节能原则
通信电源的节能原则为：
一应符合YDB071.1-2011中的4.2条的规定要求；优化机房供配电方案，减少配电线路损耗：一宜采用休眠技术、高压直流供电等有助于节能的技术：一一宜采用可再生能源和新材料，如太阳能、风能等。4.3机房环境节能原则
机房环境的节能原则为：
应符合YDB071.1-2011中的4.3条的规定要求：强化机房空调维护，合理调整机房设备布局及合理设定空调温湿度：宜采用智能新风、智能热交换、空调变频等节能技术，推广机房下送风的拉用，改善上送风机房的气流组织等。
一积极选用能效比高的空调设备。5通信电源节能技术基本原理、特性与应用条件5.1高频开关电源系统休眠技术
5.1.1定义
高频开关电源系统休眠技术是指电源系统根据负载电流大小，自动调整工作整流模块的数量，使系统在该工况下达到最佳效率区间。5.1.2基本原理
休眠技术包括整流模块的休眠和监控模块对整流模块的几余及循环开关机控制两部分。为了提高电源系统的运行效率，系统根据实际的负载使用情况和系统最佳工作点情况，调节模块工作状态，使某此模块处于休眠状态，达到损耗最低。一日负载增加，则由监控模块将其唤醒进入工作状态。
为使所有的整流模块同步老化，延长电源使用寿命，监控模块统计每个整流模块的运行时间，按定的时间间隔将某些运行时间最短并处于休眠中的模块唤醒工作，同时将运行时间最长的模块进入休眠状态，从而达到所有整流模块使用时间基本同步，延长电源设备使用寿命。5.1.3特性
高频开关电源系统休眠技术的技术特性如下：保持工作于最佳效率点附近：
提高整流模块的使用寿命：
一能够实现同步老化。
5.1.4应用条件
应用于余并联模块构成的电源系统中。应用时注意事项：
体眠技术功能的使用不得降低系统的可靠性和安全性：YDB071.22012
当系统出现整流模块故障、控制器失效、市电异常、电池均充等情况时，系统应自动取消功率体眠功能：当异常情况消失，系统处于浮充状态时，再启动模块体眠功能，从而保证系统的安全稳定运行。
5.2通信用高压直流供电技术
5.2.1定义
通信用高压直流供电技术是指标称电压为240V或以上的直流供电技术，5.2.2基本原理
高压真流供电系统由多个并联几余整流器和蕾电池组组成。正常情况下，整流器将380V交流电源变换成240V或以上高压直流电源，再通过高压直流配电设备供给通信设备，同时给蓄电池组充电。当交流输入电源故障时，由蓄电池组放电为通信设备提供可靠的直流电源。高压直流整流模块原理示意图如图1所示。
市电输入
5.2.3特性
交流输入
兰相APFC
直流输出
图高压直流整流模块原理示意图通信用高压直流供电技术的技术特性如下：a）可靠性
采用高压直流供电技术，直流电源模块输出和蓄电池组直接并联给负载供电：当停电时，蓄电池组的电能可以直接供给负载，确保供电的不间断。采用高压直流供电技术中无逆变环节，结构简单。采用高压直流供电技术并机技术简单，提高供电系统可靠性。b)节能性
和交流UPS系统相比较，直流供电系统中省掉了逆变环节中的损耗，转换效率提高：避免了用电设客整流模块功率因数校正与谐波治理问题：在同等条件下，当采用的供电电压等级大于240V时，在配电线路上功率损耗低于220V交流供电：
整流模块来用N+I元余配置，相对于1十1备份的交流UPS供电系统，负载率高，提高了系统效率：
c）可维护性
整流部分采用模块化，支持带电热插拔。当整流模块出现故障时维护人员可以随时更换模块，不影响系统的正常运行。
5.2.4应用条件
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高压直流供电系统应用于可采用直流供电的通信设备，且电压等级应与通信设备的输入电压范围相四配。
应用时注意事项：
a)服务器电源的母线电压与效率自前使用的服务器电源有两大类，一类是传统无功率因数校正的硬开关技术的电源（ATX和SSI制式），大多采用单端正激或半桥拓扑结构，其效率在70%-85%之间。由于是硬开关技术，在输入电压低C输入电流大）和输入电压高时其开关损耗都较大，效率最大点都在额定220VAC额定负载下。因此，高压直流的浮充应该在275V较为合适，过高的母线电压不仅会效率降低，也会威胁到开关管的安全工作区，则最高直流电压不宜超过350V
另一类是加有APFC高功率因数的电源，这类电源实际上是两级变换，第一级是APFCBOOST变换器第二级是DC/DC变换器。由于B0OST变换器效率高与输入电压范围不是太大，可以考虑使用标称电压240OV或以上直流电压。
b）绝缘监测仪在HVDC中的必要性为了保证操作人员的人身安全和系统安全，HVDC应具有绝缘监测的功能，且应具备支路定位功能。c）电池回路应采用熔断器，直流配电回路官采用直流空开或者熔断器。5.3谐波治理技术
5.3.1定义
谐波是指对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的高频分量谐波治理是指采用有源成无源滤波技术将电网中高次谐波滤除，改善用户用电质量，提高稳定性，减少损耗，避免因谐波过量而给用户和设备带来的不良后果。5.3.2基本原理
无源谐波滤波器也称为被动调谐式滤波器，或简称LC滤波器是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的滤波装置。根据系统中已存在的谐波电流的分布及大小，设计适当组合的LC滤波装置来针对不同频段谐波进行虑除，达到滤除谐波的且的。有源谐波滤波器也属于为被动式滤波器，根据系统中已存在的谐波电流的分布及大小，有源滤波器对谐波进行采样、分析、建立频谱图，以此额谱图为依据向电网侧送一个与谐波相反的谐波，能有效地抑制2次39次请波，并根据电网的情况调整电压与电流波形的相位角，修正电流波形，提高功率因数，达到滤除谐波目的。
5.3.3特性
无源滤波器的技术特性为：无源滤波器具有设计简单，成本低，应用广泛的优点，同时存在只能抑制限定的儿次谐波，质量和体积较大等缺。无源滤波器有串联滤波、并联滤波和低通滤波三种基本形式串联滤波主要适用于三次谱波的治理：低通滤波主要适用于高次谐波的治理：并联滤波可滤除多次谐波，同时补偿系统的无功功率，是应用较广泛的电源净化滤波装置。有源滤波器设计和控制复杂，成本高。与无源滤波器相比，有源滤波器具有高度可控制特性，可自动跟踪补偿各次谐波体积质量相对较小。4
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常见的有源滤波器结构有四种：串联型APF：并联型APF：串联混合型APF：并联混合型APF。混合型APF应用无源滤波技术与有源滤波技术相结合。5.3.4应用条件
应用条件如下：
交流供电系统内总谐波电流含量（THDI）大于10%时应进行谐波治理。无源滤波器宜应用于用电负荷变化不大，系统谐波主要由某几次谐波组成的情况。有源滤波器可广泛应用于各种谐波治理场所，特别是安装有大型UPS的通信局站。应用时注意事项：
建议采用并联有源滤波器的治理方法，对于部分局房也可采用并联无源滤波器的方法（如由于投资原因）。对于UPS设备谐波源的就地治理及区域治理主要采用闭环三相三线制：对于开关电源和变频空调设备的就地治理及区域治理采用闭环三相四线制：变压器低压侧集中治理采用闭环三相四线制。
一对于新建局房，为减少后期通信局房安装的UPS设备及整流设备等对电网产生的谐波污染，UPS电源系统应配有谐波滤波器，整流设备应有对其输入谐波分量的要求。低压电源系统采用就地或区域相结合的谐波治理方案，并预留有源滤波器、电流互感器安装位置及接线端子。
5.4太阳能供电系统
5.4.1定义
太阳能供电系统是指利用太阳辐射光和热，通过特定的半导体内会产生自由电荷，并由太阳能方阵发电，提供负载所需的能量。
5.4.2基本原理
太阳能电池的基本原理是光生伏特效应，如图2所示，在太阳光照射下，光能被半导体吸收后，在导带和价带中产生非平衡载流子，一一电子和空穴。由于光照产生的非平衡载流子各向相反方向漂移，从而在内部构皮自N区流向P区的光生电流，在PN结短路情况下构成短路电流密度：在开路情况下，PN结两端建立起光生电势差VO，也即开路电压。如将PN结与外电路接通，只要光照不停止，就会不断地有电流流过电路。
图2太阳能电池的基本原理图
5.4.3特性
太阳能是一种可再生能源。从太阳能获得电力，需通过太阳能电池进行光电转换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下优点：S
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无需燃料费用。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需a)
运输，对环境无任何污染。理论计算太阳尚可维持数十亿年之久。光伏系统不需要燃料，从而免去了购买，运输和储存燃料的费用。b)
无噪声污染。光伏系统运动部件很少，基本没有噪声。具有良好的防盗性能。
5.4.4应用条件
应用条件如下：
a）太阳能光伏供电系统适合于年平均日照小时数大于2000h。b）通信局站用太阳能光伏发电系统的主要供电类型包括：一独立运行光伏发电系统
独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，其系统结构如图3所示。它主要用于无电网的边远地区及人口分散地区。其可靠性高、维护费用低以及资源丰富、分布广泛，在这些地区使用的光伏发电系统都属于独立运行系统算蔬负我
充效电控制
太阳电滤阵列
盗电池
诞交福
交流负微
图3独立运行的光伏发电系统框图图3所示的独立运行系统可以有两种派生类型。一种是容量很小的小型光伏电源，由于容量较小，系统可省去逆变器，负载则需要选用直流负载，如直流灯等。另一种则是直接连接系统，即逆变器和蓄电池都省去不用，直接将光电阵列同负载连接，向负载供电。这要求负载同光电阵列的输出匹配相当好，或者负载对供电的稳定性和保证率没有什么要求。—混合型光伏发电系统
混合型光伏发电系统如图4所示，即在系统中增加一台备用发电机组（在有供电线路时也可以采用市电）。当光电阵列发电不足或者蓄电池容量不足，所储存的电量已经耗尽时，可以启动备用发电机组。它既可用来直接给交流负载供电，又可通过一台整流器给蓄电池补充充电。发电机
太密电池陈究
充炫电物赖
器电池
直家负线
送安器
图4混合型光伏发电系统框图
交领负议
在混合系统中，还可以由两种可再生能源发电技术构成混合系统。最常见的是风／光互补系统，这主要是因为风力资源和太阳光资源常常具有较好的互补特性。没有太阳的时候经常有风，没有风的时候常常有太阳。由于这种互补特性，风／光互补发电系统较之单一发电系统有着供电稳定性和保证率高的优点，系统的光电阵列容量和蓄电池容量也可以设计得低一些，使得整个系统的成本下降。6
应用时注意事项
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能量能流密度低。太阳光照射到地球的能量能流密度低，最大只有1k%/m2，太阳能光伏发电要占用巨大面积日照长度和辐照度日照不稳定。日照强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响，不能维持带量，系统获得的能源同四季、昼夜及阴等气象条件有关。初期投资高。由于太阳能电池生产成本高，光伏发电系统的初期投资大大增加，而独立运行的光优系统使用蓄电池储能，进一步增加了系统建设费用和运行成本。因此，在设计时应对光伏系统进行经济性评估和多种方案比较。需要储能装置。为了保证夜间或某一时间用电，光伏发电系统需使用蓄电池储能：需电池组增加了系统成本、规模和维护工作量，系统效率较低。目前，太阳能电池的能量转换效率较低，蓄电池充放电时有能量损失，加之系统传输损耗等，使光伏发电系统的总体效率不高。5.5风力发电技术
5.5.1定义
风力发电技术为风能转变为电能的一种技术，按照风力发电系统电能供给方式可以分为：离网型风力发电系统和并网型风力发电系统两种。通信用风能供电系统为离网型风力发电系统。5.5.2基本原理
20kW以下的、独立在通信领域应用主要是离网型风力发电系统运行、用蓄电池储能的小型风力发电机组，通信用的风力发电系统都是离网型风力发电系统，如图5所示。口e
益电池
其效负线
图5离网型风力发电系统
离网型风力发电系统的主要部件包括：a
遵变带
交视的我
风力发电机组（简称风电机组）：与公其电网不相连，可独立运行的风力发电机系统。耗能负载：持续大风时，用于消耗风电机组发出的多余电能蓄电池组：由若干台密电池经串联组成的储存电能的装置。控制器：系统控制装置，主要功能是对蓄电池进行充电控制和过放电保护，同时对系统输入，输出功率起到调节与分配作用，以及系统赋予的其他监控功能。直流负载：以直流电为动力的装置或设备。KacadiaiKAca
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f）交流负载：以交流电为动力的装置或设备。基本原理如图6所示，通过风力机将风能转化为机械能，从而带动发电机发电，然后经过整流器得到稳定的直流电供给直流负载，直流电再通过逆变器输出三相交流电，供给三相交流负载。风力发电机组独立运行是一种比较简单的运行方式，考虑风能的不稳定性和保证基本的供电需求，应根据负裁的要求采取相应的措施，达到供需平衡。对于20kW以下的风电机组，通信行业主要采取风力发电机配以蓄电池储能的独立运行方式，如图6所示。
传能#载
风力发电机缆
接制器
器电池组
通变源
图6离网型风力发电系统组成框图交源鱼载
直液费载
对于1kW以下的微型机组一般不加增速器，直接由风力机带动发电机运转，后者一般采用低速交流永磁发电机：1kW以上的机组大多装有增速器，发电机则有交流永磁发电机、同步或异步自励发电机等。经整流后直接供电给直流负载，并将多余的电能向蓄电池充电。在需要交流供电的情况下，通过逆变器将直流电转换为交流电供给交流负载。风力机在额定风速以下变速运行，超过额定风速后限速运行。对于容量较大的机组（如20k以上），由于所需的蓄电池容量大，投资高，经济上不是很理想，所以较少采用这种运行方式。
5.5.3特性
风力发电的技术特性如下：
a）风能是一种可再生能源，它取之不尽，用之不竭，同时是一种干净的自然能源，没有常规能源（如煤电，油电）与核电会造成环境污染的问题。我国可开发利用的风能资源为2.53亿千瓦风能资源丰富的地区主要集中在北部、西北和东北的草原、戈壁滩以及东部、东南部的沿海地带和岛屿上，新疆、内蒙至东北和东南沿海两大王风带有效风能密度大于200W「m2，有效风力时间在70%以上。
风电技术日趋成熟，产品质量可靠，可用率已达95%以上，已是一种安全可靠的能源。风力发电的经济性日益提高，发电成本已接近煤电，低于油电与核电。若计及煤电的环境保护费用与交通运输的费用，则风电的经济性将优于煤电。投资规模灵活，土建、安装建设工期短。c
安全：风电系统不需要易燃的燃料，只要设计合理和安装适当，系统具有很高的安全性。非集中电网。小型分散的风力发电站可减少由于公用电网故障给用户带来的不良影响及危害。5.5.4应用条件
风力发电主要应用条件为：
a)风能资源较为丰富的地区：
市电资源缺乏的偏远山区、海岛等地区：b)
c）其他出于节能考虑的利用可再生能源的通信基站、视频监控点、接入网点等场合。应用时注意事项：
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在进行选址设计之前，应汇集及测量当地风能资源，其他天气及地理环境数据，包括每月的风速、风向数据、年风频数据、每年最长的持续无风时数、每年最大的风速及发生月份、韦布尔（Weble）分布系数等，了解当地是否适合采用风力发电系统。需要储能装置，为了保证系统供电的连续性和稳定性，风电系统需使用蓄电池储能，蓄电池组增加了系统成本、规模和维护工作量。需要定期维护、检修。风力发电机组旋转运动部件多，因此与太阳电池组件相比，风力发电机组定期维护、检修的工作量较大。系统效率较低。风力发电机的风能利用率较低，蓄电池充放电时有能量损失，加之系统传输损耗等，使风力发电系统的总体效率不高。5.6风/光互补技术
5.6.1定义
风/光互补技术是指在采用风力或光伏发电技术为通信局站供电时，采用风光互补发电系统来进行相互补充，达到连续、稳定供电的目的。5.6.2基本原理
风/光互补供电系统，由风力发电机组、太阳电池方阵、控制器、支撑结构（塔架）、耗能负载、蓄电池组和逆变器以及负载构成，如图7所示。耗能负装
太阳能电范阵列
控翻器
网力发电机组
营电池组
逆变额
图7风/光互补供电系统
风/光互补供电系统包括以下主要部件：a)
交流费我
直蔬负践
太阳电池方阵：指在金属支架上用导线连在一起的多个太阳电池组件的集合体，太阳电池方阵产生负载所需要的电压和电流。风力发电机组：与公共电网不相连、可独立运行的风力发电机系统。耗能负载：持续大风时，用于消耗机组发出的多余电能蓄电池组：由者干台蓄电池经串联组成的储有存电能的装置。控制器：系统控制装置，主要功能是对蓄电池进行充电控制和过放电保护，同时对系统输入输出功率起到调节与分配作用，以及系统赋予的其他监控功能。逆变器：将直流电转换为交流电的电力电子设备。直流负载：以直流电为动力的装置或设备。交流负载：以交流电为动力的装置或设备。5.6.3特性
与风力或光伏独立运行发电系统相比，风/光互补供电系统的特性表现在以下儿个方面：9
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