移动通信基站节能方案

据估算，2007年中国仅GSM基站耗电量将接近32亿千瓦时，基站电费将接近20亿元，这还不包括空调、变电、传输等能耗。

电能在通信企业能源消耗中占有绝对比重，节能在电信行业势在必行。在国内电信市场日益饱和、杀手级业务缺失的压力下，降低能耗节约开支实乃摆脱困境、提升利润的有效途径。

移动通信基站能耗构成

从移动通信网络设备的能源消耗分布来看，无线基站部分的能耗约占到90%，核心网和网管等其它设备比重不足10%。

通常来讲，移动通信基站由BTS设备、天馈系统、传输设备、整流器、蓄电池组、交流配电屏、变压器、空调、环境监控等组成。根据消耗主体的不同，移动通信基站能耗主要包括：

（1）通信设备用电：通信设备用电主要取决于在网设备数量及其功耗，同时也受限于网络负荷水平。统计数据发现，通信设备用电占机房总用电量的30%左右。其中，天馈系统及传输设备耗电相对较小，绝大部分来自于BTS设备。

（2）配电系统用电：电能经过配电系统的传输过程中会产生线损电量，可分为技术线损和管理线损。技术线损电量是在传输过程中直接损失在配电设备上的电量，可以通过采取相应的技术措施予以降低。管理线损电量则是在计量的统计管理环节上造成的，需要采取必要的组织措施与管理措施来避免和减少。

（3）机房环境用电：基站机房对设备运行环境的温度、湿度、洁净度有一定要求。为保障通信设备的正常运行和使用寿命，必须采取必要的温控措施来平抑因用电设备散热、室外热传导以及维护人员热辐射而引起的机房温度升高。空调是基站机房的主要耗电设备，能耗比重约占40%～50%。

（4）维护及其它用电：基站维护过程中将产生照明、检修或施工用电，蓄电池组维护则涉及充放电容量试验带来的能耗。

基站节能应重点放在通信设备、机房环境两大方向上。配电系统节能与机房建筑节能也同样不容忽视。

基站节能的基本原则

移动通信基站节能必须满足以下基本原则：

（1）系统可靠性。节能决不能以牺牲通信系统的安全作为代价。基站机房环境一般应保持常年温度10℃～35℃、湿度10%～90%、洁净度达B级。简单地通过改变机房工作环境来降低能耗并非明智之举，通信设备与电力设备、蓄电池组的使用寿命都会因此而大打折扣。

（2）技术可行性。节能降耗实现途径多种多样，各有其优缺点和适用范围。在实施过

程中，要因地制宜，综合考虑设备要求、机房布局和地理位置等诸多因素，合理选择可行的节能技术，以实现节能效率的最大化。

（3）技术有效性。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，随着可再生能源利用的成熟，最终实现常规能源向可再生能源利用的平稳、安全过度。

（4）经济合理性。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。

（5）效果可测性。节能技术使用后是否达到预期目标、效率如何，都必须有一套健全、可行、有效的评测机制。定性分析相对容易，定量评估则有些难度。

基站节能技术方案

1．通信设备节能

通信设备运行过程中消耗的能量，除少量以电信号方式传输外，绝大部分转化为热量散发出来；空调耗电则源于维持通信设备正常工作的机房环境，在很大程度上取决于通信设备的发热量。

基站节能应从源头抓起。根据粗略估算，通信设备的功耗每下降1kW，配套通信电源系统和机房空调设备的建设投资费用可减少约2万元，其相关的运行和维护成本中仅电费一项一年就可节约1.5万元。

传统基站采用独立模拟功放技术，功放模块功耗约占总体功耗的60%，然而功放效率通常却低于10%。功放的核心问题是线性化和高效率。数字预失真(DPD)技术和Doherty技术相互配合应用时，功放效率可提高至27%以上。

基站设备耐高温工作能力的增强将降低对冷却系统的要求，整体能耗相应会减少。分布式基站和模块化基站应用前景广阔。

针对话务闲时开展智能节电技术可大幅降低基站能耗。利用软件实时统计分析载波与信道的负荷程度，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数量，通过自适应开关实现智能化节能控制。

良好的网络结构对基站节能大有裨益，这也体现在网络规划与建设的有效性上。蜂窝基站布局合理，基站发射功率会有所限制，可以避免覆盖空洞，最重要的是降低额外建站需求的概率，减少能耗风险。

2．机房环境节能

对于移动通信基站而言，机房环境节能主要体现在冷却系统即空调上。

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，有利于降低空调耗电量和延长使用寿命。然而，应注意其对通信电源低压配电系统以及通信设备的电磁干扰。

新风节能利用室外的自然环境作为冷源，采用空气质量交换和能量交换原理，将基站内的热量迅速向外迁移，实现室内散热、降温，从而减少空调使用时间，包括自然通风与热交换两种形式。自然通风系统一般适用于温差大、空气质量好的地区，热交换节能系统则主要适用于室内外温度差较大的环境。

空调自适应节能就是通过模糊控制技术，根据室内环境温度的变化情况，灵活调节空调的工况参数，优化控制空调的运行状态，通过自动控制来满足机房环境要求。自适应节能系统具有高可靠性、安装方便、易维护等优点。

基站空调应选用专用产品，一般来讲无需除湿、加热等功能。室外机安装时要求周边无靠近障碍物，影响空调散热。室内机安装要考虑设备排列、建筑结构、线缆走向等因素，合理优化空调气流组织。

3．配电系统节能

配电系统节能可以从提高用电效率与质量、优化配电系统负载效率、引入新型清洁能源、加强用电系统管理等方面入手。

4．机房建筑节能

在保证使用功能、建筑质量和室内环境要求的前提下，机房建筑节能与建筑材料、体形系数、朝向、地理环境及气候条件等有密切联系。使用节能材料与外墙保温技术是机房建筑节能的主要实现方式。

机房外围护结构的热传导会导致室内冷量的损失，从传热耗热量构成来看，外墙和屋面所占比例约为60%以上。外围护结构的传热系数直接取决于材料类型及其厚度。外墙采用隔热保温材料的夹芯板，更利于防止热量的散失。屋面不宜选用容重大的保温材料，以防屋面重量及厚度过大；也不宜选用吸水率较大的保温材料，以防施工后水分不易排出，从而降低保温效果。

外墙外保温不会产生冷热桥现象，外保温材料置于主体结构外侧，减少外界温度、湿度、各种射线对主体结构的影响，且不占用机房使用面积、易于施工。

外围护结构的传热量与其传热面积是成正比的。在其他条件相同情况下，建筑物耗热量指标随体形系数的增长而增长。体形系数应尽可能地小，在满足使用要求的前提下，不应随意增加机房的层高、进深。

机房朝向宜采用南北向或接近南北向。机房所有进出孔洞、门窗应作密封或遮光处理。

机房门宜选择夹芯材料为聚苯板或矿棉板的不锈钢门。

结束语

移动通信基站节能是一项长期、复杂的系统工程，贯穿于规划建设、日常维护、技术改造等各环节，必须处理好网络安全与节能效果、投入成本与节能回报率等多方面的关系。盲目增加节能产品未必能达到理想的节能效果。移动运营企业应深入了解整个网络设备的实际运行状况和能耗构成，对不同条件下设备运行数据实行有效跟踪分析，摸索行之有效、成本效益俱佳的解决方案。