摘要：文章從宏觀經濟學產業鏈的角度分析了通信行業電源產業的發展現狀、問題、發展趨勢；提出要重視加強通信電源自主創新、國外高新技術的消化吸收再創新、技術規范的修訂、促進通信電源向更可靠、節能、環保、高效方向發展。

　　希望文中有關內容可供相關決策部門參考借鑒，共同把我國的通信電源產業做大做強。

　　1 概 述

　　通信電源是通信系統必不可少的重要組成部分，其設計目標是安全、可靠、高效、穩定、不間斷地向通信設備提供能源。通信電源必須具備智能監控、無人值守和電池自動管理等功能，從而滿足網絡時代的需求。

　　通信電源咨詢設計是通信行業咨詢設計單位業務單元中的常規業務之一，伴隨通信網絡的發展，設計師們見證了通信電源技術中設備和材料的發展演變。雖然通信電源一直被視為網絡配套部分，但通信電源設備的投資占比、占機房空間比例、可靠性影響面都已經不能僅僅作為1個輔助專業來看待。目前行業的競爭往往趨于產業鏈之間的競爭，無論是用戶、設備商、咨詢設計商都在了解整個產業鏈的發展現狀來制定相應的采購策略、市場策略和研發策略。本文所述通信電源是指為數據中心機房、基站、局樓提供低壓配電、后備發電設備及交/直流電源的設備、IT設備內嵌式電源，這里需要區別的是PC機、移動終端等設備電源，后者主要是指設備內嵌式電源模塊，不在本文討論范圍。

　　2 通信電源產業鏈組成分析

　　產業鏈是一個包含價值鏈、企業鏈、供需鏈和空間鏈四個維度的概念。產業鏈中大量存在著上下游關系和相互價值的交換，上游環節向下游環節輸送產品或服務，下游環節向上游環節反饋信息。

　　通信電源產業鏈從價值鏈上下游角度來看主要分為：原材料、設備制造、代理、工程咨詢設計、施工、監理、工程投資。

　　通信電源產業鏈從企業鏈、上下游角度來看主要分為：原材料提供商、設備制造商、機電設備代理商、電信工程咨詢設計院、電信工程施工、電信工程監理、電信運營商。

　　從空間鏈的角度來看，國內通信電源產業集中在珠三角、長三角、北京地區；國外主要集中在中歐國家和美國，后者占了通信電源市場份額的60%.

　　3 產業鏈現狀與問題

　　3.1 設備制造環節

　　（1）原始創新不足，國外產品壟斷市場

　　近年來，隨著技術的進步，特別是功率器件的更新換代，新型電磁材料的不斷使用，功率變換技術的不斷改進，控制方法的不斷進步，以及相關學科的技術不斷融合，通信電源在系統的可靠性、穩定性、電磁兼容性、消除網側電流諧波、提高電能利用率、降低損耗、提高系統的動態性能等方面都取得了長足的進步。但是也應該看到，我國通信電源產業設備制造環節還存在很大的問題。

　　國家“十二五”重點扶持的7大戰略性新型產業包括節能環保、新一代信息技術、生物、高端裝備制造、新能源、新材料和新能源汽車等戰略性新興產業，這些除了生物之外，都與通信設備有關系，如新材料行業“十二五”重點產品高比容鉭粉，鉭粉的比容越高，電容器的容量就越高，尺寸就越小；新一代信息技術如TDLTE等。三大通信運營商的能耗占了整個社會能耗水平的3%，而且隨著大數據時代的到來有增大趨勢，因此通信電源的發展方向是環保型電源設備。從小到6 A的微型斷路器到塑殼斷路器、框架斷路器、高壓真空斷路器等，以及高低壓柜體均被國外企業長期壟斷著。國內電力電子器件企業發展緩慢，用戶認可度低，發展缺乏后勁，一些被兼并或者淪為舊型號產品代工廠。國家的政策主要放在了高端、新技術方面，對基礎需求方面的技術升級和改造缺少投入；實際上還是超前的布局，但是收效甚微。因為整個制造業體現的是產業鏈的木桶效應；國家重點布局大型裝備行業，對民眾廣泛應用的產品產業缺少指導，是一種趕超、高科研投入但收效甚微，又不得不大規模進口先進產品的局面。

　　（2）通信電源行業需要正本清源

　　我國通信電源界有不少UPS、防雷接地方面的咨詢設計專家，在著述立說為行業普及技術知識，對通信電源開發應用中的一些誤區進行指導，比如高頻UPS、240 V直流都是很好的技術；高壓油機的使用也是必然趨勢，也值得去投資推廣；對于諸如“零地低壓應小于1 V才能加電”，“輸出功率因數越高越好”、“工頻UPS優于高頻機型UPS”等不分場景的誤解和偏見應該正本清源。

　　3.2 咨詢設計環節

　　在集中供電必須向分散供電過渡提高可靠性的行業共識下，通信電源設備由集中走向了分散，但也有一種提法是“交流走向集中、直流走向分散”，筆者認為不妥，除中壓設備外，今后的交流、直流設備都是走向分散。高層通信建筑10 kV上樓已是很常見、電信運營商也規定“變壓器、UPS單機額定容量應不超過400kVA;由多臺UPS單機組成的UPS系統額定容量不宜超過800 kVA 。提倡采用幾個中等容量UPS系統分散供電，避免大容量UPS系統集中供電”，由此可見交流、直流都是走向分散的。

　　3.3 電信運營商

　　從電信運營商方面來看通信電源存在以下發展瓶頸：

　　（1）鉛酸電池污染嚴重

　　根據工信部統計數據，2011年底之前的基站數量已超過200萬個，無論是宏基站還是微基站，平均每個基站的蓄電池容量已超過2組300 Ah，VRLA、GEL鉛酸蓄電池組在25℃的溫度條件下，最長使用壽命可達10~15年，環境溫度每升高10℃，蓄電池壽命將縮減一半。但是通常情況下野外環境惡劣基站蓄電池的使用壽命在3~4年。2011年5月開始，由于一系列“血鉛事件”等鉛污染報道，全國2 000余家鉛酸蓄電池企業80%被陸續勒令關停；鉛酸蓄電池在生產、回收環節產生了大量的環境污染。

　　鉛酸電池在回收時，鉛酸電池會被分解為：塑膠、鉛和硫酸。鉛片會被再加工，以用于新的電池中，也是回收商主要的回收對象，對于硫酸，回收再利用成本高則直接傾倒掉，造成了地表水和土壤的鉛、硫酸污染。

　　（2）電源設備占用面積大，空間浪費嚴重

　　通信機房平均數據：舊機房規劃初期的電源設備面積為18%~20%，實際使用占機房面積的30%左右，很多通信機樓因此造成了機房機架安裝空間的閑置。個別承重不符合15 kN要求的機房，機房占比甚至達到了40%~50%;主要原因一是通信設備功耗發展速度快，二是蓄電池后備時間長，機房空間面積浪費嚴重。即使配備了有人職守、自啟動油機，蓄電池的后備時間仍然是1~4 h不等。

　　IDC機房平均數據：數據中心機房單機架功耗大，決定了其電源設備占地面積更大，所有中低壓設備、電源設備、末端配電單元的總占地面積已經達到了機房總使用面積的50%以上，高低壓設備與發電機組設備占電源面積60%、UPS等不間斷電源系統及電池組、PDU列頭柜占了電源面積的40%.

　　蓄電池后備時間長，機房面積浪費嚴重。即使配備了有人值守、自啟動油機，開關電源系統蓄電池的后備時間仍然是1~4h不等；而UPS系統和-48 V系統后備時間不同，有待統一。

　　（3）新型電源設備推行緩慢：規范過于保守，節能型新型電源設備，沒有取可靠性與經濟性的最佳結合點，更多的是犧牲了成本。

　　4 產業鏈發展趨勢

　　4.1 設備制造商

　　首先從設備制造商方面來分析，電源產業有如下發展趨勢：

　　（1）節能環保儲能設備將大行其道

　　未來的趨勢靠化學儲能已經出現了“天花板效應”，從環保和能耗上來講不是長久之計，建議國家研發部門、科研院所、有實力的企業加強對機械能儲能方式的研究，包括真空飛輪儲能UPS、飛輪儲能柴油機機組的研發。

　　（2）通信電源的效益“天花板效應”

　　按照TRIZ理論（“創造性解決問題的理論”的俄語縮略語）描述的技術系統發展進化規律，一般而言，技術的生命周期包含四個階段：嬰兒期、成長期、成熟期和衰退期。種種跡象表明，通信直流電源的核心技術，開關電源技術基本上開始步入成熟期：效率的提升變得緩慢和困難、而電源損耗不能大幅度降低限制了功率密度的進一步提高。未來幾年甚至十幾年內，通信直流電源產品將進入一個緩慢發展的階段。直至有一天，一種新的電源變換技術出現，通信直流電源產品就會再出現一個階躍性的發展，就像開關穩壓技術替代線性穩壓技術，給電源帶來了革命性的變化。目前來看工頻UPS、開關電源系統、閥控蓄電池行業都已進入“天花板效應”，出貨增量不增收。電源設備制造商要加強新產品開發才能在未來幾年走出困局，比如高可靠DPS、機械能儲能代替化學能、基站市電& 太陽能互補等方面。

　　（3）國內產業也在逐步發展

　　但是可以看到由國外長期壟斷的通信電源市場正在逐步改變，國內諸如珠江電源、科泰油機、科士達、中興電源及動環監控，匯達豐電器設備等國內一批優秀民族企業正在崛起，以不滿足模仿、拼裝，自主創新技術越來越多。

　　4.2 電信運營商

　　（1）通信電源供電往高壓發展

　　數據設備供電高壓化：中國電信主導的240 V直流供電技術、中國移動主導的336 V直流供電技術正逐步擴大使用臺數；240 V技術從江蘇鹽城開始，2007年開始歷經5年“磨一劍”，開創了通信電源自主創新的先河。隨著大數據時代的到來，數據設備占全網設備比例增加、IDC機房數量增加，大功率密度，高電壓通信電源需求增加；通信電源整體系統在高壓環境下的可靠性、適用性和節能水平仍需要加強研究。通信電源維護人員平時在一線工作中善于總結、創新可以做出更多的創新成果。

　　在通信電源的市電引入方面，目前大樓IDC機樓已逐步從10 kV引電向35 kV引電發展，全國在建或規劃建設的5 MkW以上的數據中心已有50多個。

　　（2）電源小型化、高功率密度需求增大

　　2017年以前世界上大型電信運營商2G設備將退網，4G時代已經到來，新一代高性能的路由器、 4G基站也提出了更高的供電要求：單板及系統的功耗更高、單板上元件密度更大、系統中電路板密度更大；無線設備單位載頻功耗的耗電量上也有比較明顯的下降，體積小、重量輕、壁掛式安裝需要高防護等級及散熱效果；MINI通信機房對電池的適應性提出了難題。而在通訊設備上，由于現時所需的容量增加、3G發展、寬頻應用等，造成所需的電源功率大大增加，其它問題也相應提出，必須在整體設計上考慮EMI、防干擾、浪涌、瞬態保護、散熱設計等重要因素。

　　4.3 咨詢設計商的專業任務

　　（1）協調節能減排的趨勢

　　當今通信機房、IDC機房節能減排80%的可行空間在于空調制冷的節能，空調也占據了40%~55%的全網整體能耗；通信電源的節能潛力為15%的空間。

　　但是節能的最終水平仍是通過電量的節省來體現，因此研究節能量評估和測定方法、協調節能服務將是一大課題。EPC（合同能源管理）模式很好，在國外應用廣泛，但是在通信運營商中卻推行不暢，一方面是國有企業特點所致，一方面與節能量認定方法模糊也有關系。

　　（2）一體化設計專業融合趨勢

　　電源與空調、電源與軟件開發、電源與建筑、電源與維護管理，配套咨詢設計往往體現的是一體化協同工作的形式；綜合配套是電源設計項目管理的難點，小型機房裝修、小型土建、工藝、消防等多個專業系統配合最能考驗電源專業項目管理人員的協調能力；最好的解決方案是圍繞技術體系將小型配套模塊化、標準化。

　　（3）新業務單元趨勢：中立、客觀的第三方檢測機構

　　技術咨詢向第三方認證測試方向轉變。除了國家強制性CCC標準、工信部入網許可證外，補充認證證書增加。獨立于制造廠、銷售商和使用者（消費者）的、具有獨立的法人資格的第三方機構的測試：通信電源設備效率、節能水平認證、IDC機房能效評價體系和水平認證、檢測認證。比如某大型設計院成立了電源質檢中心、防雷檢測中心和通信防護中心，可以承接通信電源設備泰爾認證測試、電源和防雷設備入網測試，運營商電源產品集采測試等。

　　我國第三方評級、檢測機構發展滯后于經濟的發展，但市場潛力、需求很大，一方面是由于我國工業化進程遠未完成，另一方面我國第三產業的發展存在質量問題；單獨依靠政府質檢部門的檢測不符合市場規律也很難檢測到具體細節，政府也沒有那么大投入去做每個廠家的檢測，由市場產生的需求應該由社會化大生產專業力量分工消化。

　　（4）通信電源設計：往低壓配電設計方向發展

　　大多數項目的實踐案例證明，建筑設計單位很難做好通信局樓的低壓配電系統，給后續的維護、擴容、升級帶來了很大的問題。往往是建筑設計單位做的低壓配電系統3~5年后系統就需要改造，然后交給郵電設計單位去完成艱難復雜的系統改造，風險轉嫁給了郵電設計單位，主要原因是建筑設計單位缺少通信專業設計經驗、對通信領域了解不夠透徹。大量的局樓需要改造、擴容升級，比如由630 kVA系統升級為1 250 kVA系統；或單獨對配電柜進行改造，從設計費產值角度來看低壓配電設計費基數大；從技術操作復雜程度來看，目前成套技術都已成熟，市場主要以ABB、施耐德、西門子、GE四家獨大。

　　（5）引領IDC建設新范式

　　大型數據中心建設模式類似建設一個航空母艦，航空母艦不可能是船體完工后再安裝航海系統、航空系統和支持系統，肯定是統籌設計在前。IDC機房也是這樣，不能再延續過去通信機房樓建設模式，先蓋樓再考慮細節，必然是借鑒建筑行業BIM 理念，從最終使用方逆向思維，建設規劃設計模式先后順序：業務、主設備、空調、電源、低壓設備、系統集成、建筑配套的逆向思維模式的趨勢。

　　5 總 結

　　通信電源是支撐我國信息化的關鍵基礎設施；加強自主創新、注重節能環保可以促進產業的健康發展；國家應該針對通信電源制定相應規劃，從產業布局、政策扶持、創新激勵上拿出更多更好的政策。