节能配置（精选4篇）
节能配置 篇1
1 概述
我国公路路面主要采用沥青混凝土作为路面层,施工过程中的主要施工内容是:沥青混凝土的制备、运输、摊铺、碾压压实几个程序。随着公路施工机械化程度的不断提高,在公路施工的过程中通过采用沥青混合料搅拌设备、运输车辆、沥青摊铺机械以及路面压实设备等多种中、重型路面施工机械,形成了一个完整的公路施工作业机械设备体系。在机械化施工背景下,一个合理而完善的路面机械施工设备直接关系到施工质量、施工效率,直接关系到施工单位的经济效益及建设单位的施工成本。因此,在机械化的公路路面施工过程中,应该根据公路机械化路面施工的各个环节,合理配置公路路面的施工机械型号、数量以及布局等就显得尤为重要。
2 机械化施工的主要特点
公路的机械化施工是综合性较强的施工组织科学,是综合了路面机械施工技术与施工组织的施工方式。在机械化施工的过程中,一个重要的内容就是机械化施工的“化”。在施工组织的过程中应该将针对机械管理的管、用、养、修都纳入到施工管理工作中,通过与施工技术的紧密配合,将机械施工作为主要管理手段,充分发挥出机械在施工中的应有作用。
在机械化道路施工的过程中,凡是能够采用机械设备,且满足经济性要求的,都应该尽量采用施工机械。在施工机械的配置过程中,应该根据施工对象的不同采取最合适的配套机械施工设备;以施工机械设备为主,合理而紧凑的安排施工,尽量保证每一台机械设备都能够参与到施工工作中,尽量减少由于施工设备闲置带来的机械设备效能损失,提高工程机械的应用效益。
专业施工队伍的组织,使用流水式的作业方法作为道路机械化施工的重要条件。通过实现道路的机械化施工,可以实现:提高工程施工进度、保证工程施工质量、降低工程施工成本、提高施工经济效益等目的。在施工组织的过程中,通过采用流水作业方法,在专业化的施工队伍施工之下以协调的速度进行不同程序的施工,能够有效的提高道路的修筑速度和修筑质量。
3 机械设备合理配置的原则
公路施工机械设备的配置原则是保证公路施工机械设备得以合理配置的准绳。在机械化的公路路面施工过程中,应该秉承对应的原则,在此基础上对施工机械设备的型号、数量以及布置方式等进行合理选择。
(1)路面施工的机械化施工设备合理配置应该达到的基本目标:参与到施工项目中的施工机械设备自身能力达到施工配套要求,其施工功能满足道路的机械化施工工艺流程,保证施工配置可以充分发挥各型号机械设备的效能;有利于施工组织的合理调度,使得整个施工配套组织科学合理,各个工艺工序之间衔接高效、有序,实现机械设备的运行与协调一致。
(2)所配置的机械设备应该完全适合施工项目的作业性质与施工环境,诸如施工规模、施工场地以及施工距离等,使得施工机械设备充分发挥其施工潜能。另外,所配置的机械设备的生产能力与作业性能应该满足施工强度要求,保证施工项目得以顺利、持续的运行。
(3)所配置的机械设备应该尽量先进、安全、环保,且具有良好的经济性能治疗。在保证施工质量的基本要求之下,优先使用通用性强的机械设备。
(4)在施工机械配置的过程中,应重视在同类型机械设备中对规格、型号的选择。当公路工程量大、施工强度高时,应该尽量使用大型机械施工设备,这样可以得到较高的费效比,提高工程施工项目的经济效益。但是,大型机械设备在出现故障之后对整个施工的影响范围较广;对于小型施工设备,虽然其生产率较低,但是存在易于获得、通用性强以及投入施工速度快等特点。因此,在机械设备的配置过程中应该合理权衡、选择。
(5)合理控制设备内部调用以及租赁的比例。当在保证生产项目安全性、可靠性的前提下,保证施工设备质量与施工性能与施工项目相配套时,应该尽量选用内部设备。对于工程量小,且属于零星作业时,可以考虑采用外租设备的方式。
4 机械设备的合理配置
4.1 拌和设备的合理配置
在对拌和设备进行配置时,应该参考项目工程量以及预设工期等合理选择拌和设备的生产能力与移动方式,保证施工拌和设备的生产能力与沥青摊铺设备的生产能力相一致。尤其是在高等级公路的施工过程中,应该尽量采用拌和能力强的搅拌设备。
(1)拌和设备场地的合理布置。
在设置拌和设备场地时,应该尽量选择矩形的场地,且将拌和设备置于整个场地的中央,而将其他的辅助设施及设备布置在拌和设备的四周。其中,场地中的堆料场地应该进行硬化处理,通过设置硬质的地面铺面,达到有效减少原材料损失、提高拌和设备生产效率的目的。与此同时,各种规格的堆料之间应该合理的设置挡墙进行分隔,而对于一些较难组织和收纳的原材料应该尽量多存放一些于备料场中。另外,在原材料的进场路线当中还应该合理设置地磅,以保证材料的拌和精度、提高拌和效率。根据项目中对混凝土生产能力要求的不同,不同的拌和设备场地面积应该根据产量设置不同的拌和场地,具体的参数可参考表1。
(2)拌和设备的合理选型。
公路路面所摊铺的沥青材料拌和设备应该根据项目的实际生产情况进行合理选型。拌和设备每小时的生产量=工程项目的规划用量/(拌和设备工作效率×影响系数×计划工作小时数)。
其中,影响系数是指设备在正常生产过程中,由于设备维护以及其他不可预测因素导致的拌和设备生产量降低(通常,新设备一般取为0.8~0.85;而旧设备一般取为0.75~0.8);而项目工程计划用量则应该根据实际的施工工艺及施工水平、公路路面接缝数量再适当增加0.1%~0.5%;而工程的计划工作小时数则应该与施工作业制度相关,通常所设置的8 h实际作业时间一般只有6 h,而16 h的作业时间实际上只有13 h的作业时间,24 h的工作设置时间实际只有20 h左右;拌和设备的工作效率同时还应该考虑所采用的原材料情况、拌和设备的实际工作效率等因素,通常可以在0.85~0.95之间合理进行选择。
4.2 摊铺设备的合理配置
作为公路机械化施工的重要机械设备之一,摊铺机的选择过程中应该根据公路施工作业路面的具体标准进行选择。我国当前高等级公路路面通常单幅路面的宽度在10~14 m之间,部分加宽的路面宽度将达到17~20 m。对于等级较高、城市交通主干道,则应该采用2台及其以上的摊铺机械形成梯队作业的施工模式。因此,在摊铺机械的选择过程中,应该满足下列要求:摊铺机械的总实际生产力(Q)应该大于拌和设备的实际总生产率;摊铺机械应该设置有自动、半自动摊铺调节摊铺厚度的找平装置;施工过程中应该有足够容量的受料斗,且在自卸车换车的间歇期能保证连续摊铺;确保摊铺机械有可加热的振动夯实板及同步压实装置,确保摊铺机械的摊铺宽度可调。
4.3 碾压机械设备的合理配置
在选择碾压机械设备型号时,确定摊铺机械的实际生产能力之后,即摊铺机械的型号确定之后,就可以根据相关参数确定对应的碾压设备型号。碾压作业是公路路面施工的重要程序之一,对路面强度、稳定性、疲劳寿命等直接相关。碾压作业工作的主要内容为:碾压设备的型号选择、相配套设备的组合、碾压温度的控制、碾压速度的控制、碾压方式的选择等。
在选择碾压机械型号时,主要考虑如下两个因素:其一,保证摊铺机械与碾压设备之间生产能力的相配套;其二,保证公路路面碾压的压实度达到要求的同时,确保路面结构不被破坏。在确定路面压实度时,可以根据路面结构层的厚度、宽度等来确定。
对于混凝土路面的施工,可以采用配置四台压路机(两台钢轮压路机,两台轮胎式压路机)的配置方式。而对于高等级的混凝土公路施工,则主要采用双轴的双轮式碾压机械。该设备压实宽度、压实致密性以及压实平整度等效果较佳。
4.4 混合料运输车的合理配置
一个完整高效的运输系统是保证摊铺机械得以正常运转的重要机械施工设备。在公路的机械化施工过程中,以沥青混合料运输车辆为例,应该根据沥青搅拌设备的位置、施工环境、摊铺机械能力、混合料运输线路、运输距离以及沥青料的主要类型与性能等,尽量采用吨位较大的自卸汽车运输。为了保证路面机械设备的正常运转,在配置运输设备的运输能力时,应该保证运输能力比摊铺、搅拌设备的能力有所富于。在选择自卸车型号及数量时,应该对相关技术参数进行确认:道路的阻尼系数λ=1.2,空车运行速度Vk=50 km/h,载运速度Vz=40 km/h,车辆掉头换挡时间Td=6 min,每车载重量M=20 t,其最远的运输距离Ly=13 km,拌和设备实际利用率η=90%。那么,应该配置的自卸运输车辆数目:
在施工过程中可以利用式(1)进行计算得到准确的机械设备数量。在公路的实际施工过程中,可能存在着运输车辆机械故障的问题,影响拌和机摊铺设备的正常工作,因此一般应该适当增加5台左右的自卸运输车辆。
4.5 洒布车的合理配置
假设一辆洒布车的生产率为:QL=qVBL,设单位面积路面的洒布量q=1.1 L/m2,摊铺机的洒布宽度为BL,洒布速度为V,那么洒布车的生产率可以利用公式QL=qVBL计算得到。因此,每天能够满足施工的洒布量为:
完成车辆的洒布量W所需要的施工时间为:t=W/QL。从具体的工程实践计算来看,车辆完成洒布的时间远远小于每天的8 h工作时间。
4.6 装载设备的合理配置
装载设备是保证混合料供应系统得以正常运转的重要设备。在拌和设备系统正常工作的过程中,只有保证装载设备及时的给拌和设备送入足够的料才能保证整个系统的持续稳定运行。
4.7 其他机械设备的配置
除了上文中论述的相关机械设备之外,路面施工机械还需要其他的相关配套设备予以配合,诸如:洒水车、路面切缝机械、小型振动压路机等路面机械设备。
在机械化的公路路面施工设备当中,由于洒水车、路面切缝机械以及小型振动压路机械等设备的工作负担并不大。其中,洒水车主要担负给其他的施工机械设备加水以及公路路面的清洗、洒水工作;路面切缝机械主要负责对已施工的路面进行分割与切缝,合理设置路面伸缩缝;而小型振动压路机主要担负其其他附属工程的压实工作,其压实工作量通常较小,配置的数量并不要求很多。通常而言,在每个机械化的公路施工项目中,只需要配置1台洒水车、1台路面切缝机械以及1台小型振动压路机即可。
5 结语
公路的机械化施工是一个连续的整体过程,而机械施工设备是整个施工项目机械设备的主力,且各个环节环环相扣。在施工过程中,只有保证各种类型的机械设备得到科学合理的配置,才能保证整个机械化设备得以顺利运转。
摘要：文章在对公路机械化施工特点以及施工机械合理配置的原则进行论述的同时,从公路施工的各个环节探讨了施工机械合理配置的方式,为提高公路路面的机械化施工效率提供参考。
关键词：公路施工,机械,配置
参考文献
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[7]闰忠杰.施工机械设备管理对策分析[J].今日工程机械,2010(9):32-33.
节能配置 篇2
传统LC式无功过补不可避免
传统的滤波装置采用LC式无源滤波器, 其基本原理是利用电容、电抗组成的串联谐振回路, 将滤波器的谐振次数设定为需要滤除的谐波次数。对于需要滤除的谐波电流, 滤波器呈现出低阻抗通道, 使之大部分流入滤波器, 很少流入电网, 从而达到滤波目的。但此类的传统无源滤波器存在一些明显缺陷。在利用电容、电抗组成串联谐振回路, 吸收谐波的同时, 电容器必向系统输出大量的无功补偿容量。若在自然功率因数较高的场合, 采用这种滤波器将不可避免出现无功过补的问题, 所导致的直接后果将是, 滤波器要么不能正常投运, 起不到滤波效果;要么就是投运后因过补而抬高母线电压, 危害其它用电设备的安全运行。并且其滤波特性受电网阻抗和运行状态的影响, 滤波效果不稳定, 容易和系统发生并联谐振, 使电源端的阻抗和无源滤波器产生谐振, 导致某些谐波放大, 而滤波支路过载时, 容易出现无法正常运行的现象。因一条LC支路只能滤除一种频率的谐波, 若现场谐波成分复杂, 就需添加多个滤波支路, 这既增加了设备占地面积, 又提高了项目投资费用。
10k V中压补偿特点显著
鉴于通信负荷的特点及传统补偿的不足, 新型有效、安全可靠的补偿技术应运而生。如当通信局 (站) 市电引入容量达到15MVA (15000kVA) 及以上时, 应在开闭所 (通常叫做开关站) 设置中压动态补偿, 可将功率因数由0.8补偿到0.9, 这样既可以达到满意效果又可以节省投资。
作为中压补偿装置应具备如下技术特点:采用大功率IGBT管组成三相逆变器, 既补偿感性负荷, 又补偿容性负荷, 并可动态双向连续调节无功功率。整套装置可实现大容量和无级补偿, 无功容量在保证连续调节与平滑输出的同时, 又克服了电容器分组分级投切的缺陷。装置在补偿容量足够的情况下可实现趋近为1的功率因数, 能根据负荷无功功率的大小及功率因数的实际运行水平自动投切, 动态补偿无功功率, 并且响应速度应小于10ms, 调节速度快, 动态特性好。而控制系统选用DSP芯片, 可快速鉴相和直接控制SVG交流侧输出电流的相位。采用优化特定消谐技术, 能输出优质正弦电压和电流, 及采用电流间接控制和基于自适应、自校正非线性PID调节算法, 以满足装置对稳定性的要求。还要求具有专门转理外挂键盘输入、数据显示查询与上位机通讯的功能。选用高清晰荧光显示屏, 可显示和记录系统运行参数、运行参数, 可与上位机进行联网和通讯。并且不产生谐波, 不用考虑与系统发生谐振的可能性, 在使用现场谐波复杂的情况下, 设备仍可安全正常运行。还能就地补偿、稳定系统电压、抑制电压闪变, 改善电能质量。自身功耗低, 发热量小, 节能效果明显。可以多台并联使用, 整体结构设计合理, 符合相关行业标准。保护措施齐全, 自动化程度高, 能在外部故障或停电时自动退出工作, 送电后能自动恢复运行, 整套设备设有过压、欠压、过流等保护。
ASVG、TSVG技术解决0.4k V补偿难题
近年, 我国在消谐动态补偿领域技术长足进步, 处于前沿领先地位, 并且各大院校研发成果也十分卓著。其中以ASVG及TSVG技术的研发与应用尤为突出。
ASVG动态无功功率发生电源是一种新型可连续调节的双向补偿电源。通过系统电压US和ASVG输出电压U进行大小比较, 来提供感性无功或者容性无功功率。该装置主电路采用IGBT的智能模块构成电压型逆变器。装置与系统锁定相位, 并采用优化特定消谐技术, 输出优质的正弦电压和电流。还具有专门处理外挂键盘输入、数据显示查询及与上位机通信功能。在装置的控制策略上, 采用电流间接控制和基于自适应的自校正非线性PID调节法, 以满足装置稳定性的要求。该技术无需电容和电感来产生无功功率, 通过整流和逆变来实现双向动态无功功率的连续调节, 可实现功率因数全程近于1, 同时有节能、稳压和增容的作用, 既提高电网的稳定性, 又抑制系统振荡。并且具有产品体积小, 成本低, 响应速度快的特点。
TSVG动态无功功率发生电源可以实现补偿和消谐的双重功能, 采用大功率IGBT组成的逆变器进行容性、感性无功功率双向连续调节, 可实现功率因数全程接近于1。其控制系统采用美国西屋技术, 能实现ASVG与TSC有机结合, 形成大容量、连续型无功功率补偿装置, 既功能全面, 又降低成本。TSVG动态无功功率发生电源, 在原理上创新性地克服了传统无功补偿装置容易与系统发生串联或并联谐振的缺点, 彻底解决了在谐波环境下进行无功功率补偿的难题, 是无功功率补偿的更新换代产品。而且TSVG设备体积小, 成本低, 响应速度快, 功耗小, 可广泛应用各种负荷。
为了更好地解决谐波问题可在负载侧 (如空调配电屏) 同时配置相应容量的TAPF (电力有源滤波和无功综合补偿装置) , 实现动态无功补偿和有源滤波等综合功能。补偿和滤波同时进行, 可保证最佳补偿滤波效果和供电系统运行的安全稳定。
基站亟待小型化补偿装置
节能配置 篇3
我国是一个能源生产大国, 但同时也是一个能源消耗的大国。近年来, 随着我国工业化和城市化的快速发展, 以及人民生活水平的不断提高, 都导致了能源紧缺现状的日益突显。在国务院提出的“十三五”规划纲要中, 就明确提出了“调动社会各方面力量, 以进一步加强节能工作, 加快建设节约型社会”的要求。
工程建设能耗, 一直在我国社会总能耗中占据着相当大的比重。尤其是近年来, 随着公路工程建设业的高速发展, 各类工程机械设备的更新换代速度极快, 大量新技术、新设备、新工艺被广泛应用于公路工程项目的建设当中, 如果不能做好这些工程机械设备的合理配置与科学管理工作, 不但会导致大量能源的无谓损耗, 也会给企业带来严重的经济负担。因此, 为更好地响应建设节约型社会这一基本国策, 应从节能环保的角度出发, 对公路工程机械设备进行更加合理的配置选型与优化管理, 不仅有助于提高公路工程项目的管理水平, 确保工程效益的实现, 也能有效降低工程建设中的能耗, 对促进我国社会经济的健康化、可持续化发展都有着非常重要的意义。
2 节能环保视域下的设备合理配置
在公路工程项目中, 机械设备的合理选型与配置, 不仅有助于提高设备的生产率, 延长设备的正常使用寿命, 而且对于降低工程建设能耗, 减少对环境的不利影响等, 也有着很大的促进作用。
2.1 机械设备配置的基本原则
2.1.1 节能环保性
要求所配置的工程机械应具备先进、节能、环保的特点。一方面, 应尽量配置先进的机械设备, 以保证设备的高效低耗、性能稳定、安全可靠, 保证设备的停机时间少、出勤率高;另一方面, 要求所配置的机械设备应对环境的污染低, 如具有废气净化装置、噪声小等特点, 不会对周围环境造成明显的不利影响。
2.1.2 适应性
要求所配置的工程机械, 应能够适应公路工程的施工条件和施工作业内容, 真正做到合理施工与绿色施工。例如, 能够适应当地软土地质、场地大小、运输距离、工程规模等, 以力求机械设备运行的高效与耐用。
2.1.3 经济性
要求所配置的工程机械能尽量满足购置费用低、周期费用低、作业消耗成本低的要求, 从而有效降低单位工程造价, 实现工程效益的提升。
2.1.4 配套性
要求所配置的工程机械, 都应达到整机性能优良, 各工序之间能相互配套等施工要求。例如, 公路工程运输作业中翻斗车的运输能力, 应与挖掘机的挖掘能力相匹配, 从而使得在流水化作业中, 各机械设备彼此间的工作能力能相互保持平衡, 以此提高工程项目的整体生产水平与生产效率。
2.2 机械设备配置的具体方法
为确保公路工程机械设备在施工时的高效、节能与环保, 就必须合理确定各种设备的配置量。首先, 应确定施工中主导设备的配置量, 主导设备是指在公路工程某施工环节中起主导性作用的机械设备, 它也直接决定了工程的施工方法、施工进度以及整套施工机械的工作效率;其次是确定好配套设备的数量, 要求做到能够合理搭配和准备配套机械, 使配套设备与主导设备之间的工作饱和度, 以及工作效率之间能够保持一定的平衡。以主导设备配置量的确定为例, 可用式1进行计算:
在式 (1) 中, N是指公路工程某施工环节需要主导设备的数目;P是指计划时间段内需要完成的工作量;W1是计划时间段内主导设备的台班数;Q和KB分别表示主导设备的台班生产率和利用率。通过计算, 可以合理地得出机械设备的配置量, 以确保施工中的设备能够达到高效低耗与节能环保的要求。
3 节能环保视域下的设备优化管理
公路工程项目中所采用的机械设备, 主要分为土石方机械、运输机械、路面机械、养护机械、辅助机械等12大类, 并包括了搅拌机、装载机、运输车、布料机、挖掘机、压路机、拉毛养生机、洒水机、切缝机等在内的上千种各种类型的设备。为确保这些工程机械设备在使用过程中的高效、节能与环保, 除应当做好的机械设备的合理选型与配置以外, 还应当做好设备的统筹调度与优化管理等工作, 从而确保各类设备都能发挥出最佳的使用功能来, 在提高设备的利用率与完好率的同时, 又能在施工过程中发挥出更好的节能性与环保性。
3.1 贯彻机械设备节能管理制度
3.1.1 实施燃料能耗的定额管理制度
应严格按照《公路工程机械台班费用定额》中的详细规定, 并充分结合实际的公路工程项目的施工规模、施工方式、设备类型等因素, 按照节能、环保、经济、适用的原则, 实施燃料能耗的定额管理制度, 并建立和健全设备燃料能耗的原始记录和能耗台账, 建立节能技术措施档案、燃料能耗指标档案等技术性文件, 以此来实现对公路工程中各类机械设备能耗数据的收集、统计与持续跟踪调查, 进而实现对机械设备燃料能耗情况的有效控制。
3.1.2 建立能源计量管理体系
为保证公路工程机械设备节能环保工作的有效性与持续改进, 还应当建立起以设备节能管理为中心的能源计量管理体系, 并配置必要的能源计量器具。例如, 在机械设备中加装台式能耗计时器;在燃料发放时实行“内部油票制”, 以严格控制油耗的计量与统计工作;在运输设备的调度管理中, 实行“运输车辆调度通知单”等措施, 这些都有利于机械设备在使用过程中的节能与降耗。
3.2 加强对设备的节能管理与节能改造
3.2.1 加强对重点耗能设备的节能管理
重点耗能设备, 是指公路工程中所有机械设备的装机容量>120 k W的施工机械, 如大型装载机、运输车、挖掘机、压路机等, 这类机械设备的耗能量巨大, 应重点作为进行节能控制与管理的对象。
对于重点耗能设备的节能管理, 一方面应做好使用前的评估工作, 包括对该设备的能耗水平、经济性及先进性进行的综合性评估, 如果是超过国家规定能耗限制指标的设备, 应限制其购进、租赁和使用;另一方面, 在使用过程中还应加强对重点耗能设备的合理组织与调度等工作, 以尽量减少该类设备的非生产性运作, 提高其工作效率, 实现能耗的降低。
3.2.2 加强对设备的节能环保改造
除重点耗能设备以外, 其他普通机械设备也应做好相应的节能环保管理与改造工作。例如, 应经常性的开展维护、保养、检查等工作, 以确保这些机械设备都具有的良好技术指标和运行状态;通过合理地组织与调度施工, 提高设备的工作效率;对旧有设备中节能指标、环保指标不合格的零部件, 应积极进行改造或更换, 对于不能改造的设备应予以及时地淘汰;在维护、检查过程中, 当发现设备存在漏油、漏水等对周围环境存在危害的问题时, 应迅速查找原因并予以排除, 以防止环境污染问题的扩大化。
4 总结
基于节能环保的视域下, 就如何做好公路机械设备的合理配置与优化管理进行了探索与研究。面对我国能源问题日益紧缺的现状, 更应当从节能环保的角度出发, 对公路工程机械设备进行更加合理的配置选型与优化管理, 不仅为实现公路工程建设能耗的降低, 实现对环境不利影响的减少, 也有助于提高公路工程项目的整体管理水平, 有助于工程项目效益、质量的提高, 以及进度目标的更好实现。
摘要：当前, 我国公路工程项目正逐渐向着大型化、机械化及信息化的方向发展, 各类工程机械设备被广泛应用于公路工程的建设中, 对于确保工程质量、工程进度的实现, 以及改善公路工程的施工条件与施工环境都起到了非常积极的作用。结合工作实际和基于节能环保视域下, 做好公路机械设备的合理配置与优化管理, 对大批量、各种类型工程机械设备同时应用的施工企业来说, 可以大幅度提高施工现场的设备管理、节能降耗以及环保水平。
关键词：节能环保,公路工程,机械设备,配置管理
参考文献
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[2]张海鹰.公路工程管理与实务[M].武汉:华中科技大学出版社, 2010.
节能配置 篇4
蓄电池是通信局站的重要组成部分。长期以来，维护人员在蓄电池配置上存在着“电池容量越大越好”的误区，这是从发生供电故障需要保障通信网络正常运行的角度来考虑的，却忽略了大容量蓄电池所造成的浪费问题。特别是在倡导节能降耗的背景下，大容量蓄电池不仅造成了投资额度增加，也会因开关电源容量的增加而导致转换效率较低，最终使能耗增加。鉴于此，本文对移动基站的蓄电池配置进行了研究，力求达到通信保障和节能降耗双赢的目的。
2 蓄电池及开关电源配置对节能的意义
蓄电池本身的配置对节能影响不大，但是由于蓄电池的配置将影响开关电源正常工作时的负荷率，在不同负荷率下开关电源的转换效率差异较大，直接影响通信系统的用电量。
2.1 移动基站电源系统的典型组成
移动基站电源基本由交流引入、开关电源和蓄电池三部分组成。其中，交流引入一般情况下可满足三类市电供电需求，即从一个电源引入一路供电线，供电线路长、用户多、平均每月停电次数不大于4.5次，平均每次故障时间不大于8小时。蓄电池的容量以安时为单位，定义为放电电流安培(A)和放电时间(h)的乘积。直流开关电源整流模块配置采用“N+1”的模式，其中，N是电源同时为负载(基站设备)供电和电池充电时所需要的模块数，“1”表示增加一个模块用于备份，以满足系统安全的需要。
以功率为2KW的移动基站为例，配置300Ah的0.1C10蓄电池两组，开关电源模块为50A，则其模块数量配置计算为：
最大输出电流：2000/46+300*0.1*2=103.5
所需模块数：103.5/50=2.07，向上取整并加1，得到所需模块数为4。
2.2 开关电源模块负荷与转换效率的关系
图1为某品牌开关电源(容量100A)在不同输出电流时的地转换效率值[1]。
可以看出，当模块负荷率小于40%时，整流模块效率比较低，均在90%以下，且随着负荷率的下降，转换效率下降明显;当模块负荷率大于40%时，效率比较接近，维持在92%以上。
2.3 转换效率对节能的影响
开关电源模块转换效率低就意味着有能源浪费。仍以功率2KW的基站为例，该基站每年所需开关电源输出电量为2*24*365=17520度，实际开关电源输入电量(即用电量)为开关电源输出电量/转换效率。表1显示了在85%和92%两种不同转换效率时的用电量差异。
如表1所示，开关电源转换效率92%的情况较之85%的情况，每年节约电量1568度。按照0.8元/度计算，节约费用1254.4元。按照地市基站数量1000个计算，每年可节约电费125万元。
2.4 合理配置蓄电池以提高开关电源负荷率
目前大多数通信局站的开关电源负荷率较低(多在30%以下)，所造成的能耗浪费较大。对于特定的通信局站而言，为达到提升开关电源转换效率而节能的目的，只能提高其负荷率，因为局站内设备负荷是相对固定的，只有降低开关电源总的输出电流容量才能达到该效果。从前面分析可以看出，只有降低蓄电池的配置容量，才能降低开关电源的配置容量。因此，要摈弃“电池容量越大越好”的观念，尽量降低蓄电池容量。必须找到合适的蓄电池配置方式，既满足通信局站的安全需要，又可以达到节能降耗的目的。
3 蓄电池配置方法
如前所述，蓄电池容量的配置对于通信保障和节能降耗来说是一对矛盾。为平衡二者关系，可以采取以下两种方式。
3.1 经验法
此方法是在历史停电数据统计的基础上进行蓄电池的配置，新建局站时应参考附近局站的停电信息和维护人员应急发电车配置情况。主要步骤如下：
(1)确定维护人员应急发电车配置情况，假设为N台。
(2)根据经验确定停电高峰的时间段(如春季检修或夏季用电高峰)，以该时间段作为基础统计时段。由于通信局站基本满足三级供电要求，可以把12小时作为一个统计周期，以5月份作为统计时间段，统计结果如表2所示：
(3)进行停电次数与应急发电车数量的比较。如n
(4)将剩余记录中最大停电时长作为蓄电池配置的放电时长。其中要剔除一些特殊因素，如单个局站单次特长时间停电、重大自然灾害影响等。
此方法仍然是将局站的通信安全作为首要因素，而对节能的考虑相对较少，且忽略了一点，就是目前的移动通信网络均具备多重覆盖功能，在一定程度上可以允许一定的断站率。
3.2 数学建模法
该方法是利用数学模型，将开关电源负荷率、转换效率、蓄电池放电时长、供电安全性能分别用数学函数的形式表达，建立蓄电池配置的模型，并通过测算得出最佳配置方案。
在确定数学模型前，先进行部分假设和相关参数的说明：
(1)如图1所示，近似地认为开关电源负荷率小于40%时，开关电源转换效率成线性变化;负荷率大于、等于40%时，其转换效率维持不变。这表明了节能性与蓄电池负荷率的关系。下文分别用x1和y1表示蓄电池负荷率与其节能性。
(2)通信局站使用的蓄电池满足设计为工作在低倍率放电情况，其输出容量与电流变化关系不大，在正常放电时基本满足线性的特性。
(3)我们认为现有基站基本满足三级供电条件，最大断电时长应在12小时之内，即配置蓄电池的放电时间应在12小时之内，设为n，用n/12表示蓄电池放电能力的等级，则通信安全性应与蓄电池放电能力等级成正比。下文分别用x2和y2表示蓄电池放电能力与其安全性。
(4)蓄电池的配置应充分考虑安全性和节能性两方面。根据《电信网和互联网安全风险评估实施指南》[2]中资产价值的相关内容，我们认为蓄电池配置合理性值应为这两方面的函数，并且安全性的权重(设为α)大于节能性的权重(设为β)，α、β满足两者之和为1，我们分别赋值为2/3和1/3。蓄电池总体配置性能V可用如下公式表达：
当n在1至12之间取值时，满足V值为最大的n即为所需蓄电池的最佳放电时长。
基于上述说明，直流负荷可以用简单的数学函数表达(设备直流负荷设为a安培，开关电源单模块容量设为b安培)：
以一个简单例子来显示上述计算过程。假定基站设备负荷为30A，开关电源单模块容量为50A，表3显示了相关的计算数据。
如表3所示，此种条件下，配置蓄电池放电能力为7小时达到最佳效果。
另需说明的是，根据不同区域基站的重要性，可以修改其安全性权重(α)和节能性权重(β)的取值。α、β取值不同时，上述计算结果存在差异。
由于数学计算过程相对复杂，可以通过计算机编程来实现上述计算。下面为笔者应用P/L SQL编写的代码，供参考。
4 结束语
节能降耗既是社会发展的需要，也是企业降本增收的重要措施。加强对通信局站蓄电池配置的研究，提高开关电源转换效率，做到通信网络安全和节能并重，有利于推动节能工作的深入开展。
参考文献
[1]章异辉等.论直流开关电源节能降耗的工程措施.通信电源技术, 2009