通信能耗定額管控分析

黃澤鋒

摘 要 隨著4G通信網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模應(yīng)用以及5G網(wǎng)絡(luò)的提前布局，目前通信企業(yè)能耗規(guī)模逐漸增加，不斷擴(kuò)大。如何在滿足網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的前提下，進(jìn)行能耗管控，意義巨大。本文旨在利用現(xiàn)有的應(yīng)用平臺(tái)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)，結(jié)合目前用電設(shè)備的主要分類，從而尋求建立一套行之有效的用電量定額模型，能針對(duì)性的分析數(shù)據(jù)，對(duì)標(biāo)標(biāo)桿，找出差距，縮小差距，最終達(dá)到有效的指導(dǎo)、提升能耗的精細(xì)管控。

關(guān)鍵詞 能耗構(gòu)成；能耗場(chǎng)景；定額模型；管控思路

中圖分類號(hào) TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2017）199-0151-02

近年來，隨著通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、機(jī)房、基站以及電源系統(tǒng)等相關(guān)設(shè)施自然也隨著成倍增長(zhǎng)。其中，電力能耗在通信網(wǎng)絡(luò)能源消耗中占比達(dá)到87%以上。

本文旨在利用現(xiàn)有的應(yīng)用平臺(tái)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)，結(jié)合目前用電設(shè)備的主要分類，從而尋求建立一套行之有效的用電量定額模型，能針對(duì)性的分析數(shù)據(jù)，對(duì)標(biāo)標(biāo)桿，找出差距，縮小差距，最終達(dá)到有效的指導(dǎo)、提升能耗的精細(xì)管控。

1 能耗整體分析

以北方某省為例，2015年能耗成本占網(wǎng)運(yùn)成本占比46.98%，2016年能耗成本占網(wǎng)運(yùn)成本占比達(dá)51.79%，2017年上半年能耗成本占網(wǎng)運(yùn)成本占比達(dá)52.75%。

通過分析近3年能耗成本和網(wǎng)運(yùn)總成本入賬情況，可以看出能耗成本在網(wǎng)運(yùn)總成本占比呈逐年上升的狀態(tài)。為了降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)支出，在能耗管控領(lǐng)域積極進(jìn)行理論探索和實(shí)踐十分必要。

2 能耗管控難點(diǎn)

1）站點(diǎn)覆蓋面廣：遍布市區(qū)、郊區(qū)、村鎮(zhèn)、山區(qū)。用電站點(diǎn)數(shù)量多。站點(diǎn)類型多且不統(tǒng)一，直供、轉(zhuǎn)供不統(tǒng)一，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。

2）電表計(jì)量和自動(dòng)抄表功能缺乏：現(xiàn)網(wǎng)除IDC機(jī)房外，其余用電站點(diǎn)缺乏電表計(jì)量和自動(dòng)抄表手段。

3 能耗構(gòu)成分析

1）網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備。通信網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備多是直流電源設(shè)備，在長(zhǎng)期的運(yùn)行過程中必須保障設(shè)備的持續(xù)供電，因此，在網(wǎng)絡(luò)能耗構(gòu)成中占比較大。目前在網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備主要有傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)設(shè)備、交換設(shè)備、移動(dòng)網(wǎng)主設(shè)備等。

2）空調(diào)設(shè)備。通信網(wǎng)絡(luò)機(jī)房中運(yùn)行著大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，為了提供設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，確保網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的正常運(yùn)行，空調(diào)設(shè)備需要長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài)，所以，空調(diào)能耗在網(wǎng)絡(luò)能耗構(gòu)成中占比較大。

3）電源設(shè)備。通信網(wǎng)絡(luò)電源的供電方式主要存在兩種基本方式：直流供電系統(tǒng)和交流供電系統(tǒng)。其中，直流供電系統(tǒng)為通信網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備提供直流電源，交流供電系統(tǒng)為IDC、NGN、計(jì)費(fèi)中心、智能網(wǎng)等特別重要通信設(shè)備提供交流不間斷電源。

4）機(jī)房環(huán)境及其他。通信樞紐樓各專業(yè)機(jī)房環(huán)境照明、附屬等其他用電。

5）小結(jié)。網(wǎng)絡(luò)能耗構(gòu)成主要由網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備、電源設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、照明系統(tǒng)及其他四類能耗組成。各部分在網(wǎng)絡(luò)整體能耗的大致占比分別為網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備占比55%，空調(diào)設(shè)備占比為30%，電源設(shè)備占比10%，照明系統(tǒng)及其他占比5%。從用電量占比可以看出網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備和空調(diào)設(shè)備耗電占比達(dá)到85%。

4 能耗分場(chǎng)景分析

1）通信局房（含IDC）。其能耗主要由開關(guān)電源、UPS、空調(diào)、機(jī)房環(huán)境組成。

2）基站和接入網(wǎng)?；竞徒尤刖W(wǎng)能耗主要由開關(guān)電源、空調(diào)組成。

3）ONU和室分設(shè)備。ONU和室分能耗主要由設(shè)備功耗和設(shè)備數(shù)量組成。

4）小結(jié)。（1）能耗分場(chǎng)景構(gòu)成：主要由開關(guān)電源系統(tǒng)、UPS供電系統(tǒng)、空調(diào)設(shè)備、機(jī)房環(huán)境四部分組成。（2）能耗構(gòu)成按定量和變量分類主要有：1個(gè)定量：機(jī)房環(huán)境主要與機(jī)房面積有關(guān)。2個(gè)相對(duì)定量：開關(guān)電源和UPS，與負(fù)荷增減有關(guān)。1個(gè)變量空調(diào)，與季節(jié)、地域變化有關(guān)。（3）能耗構(gòu)成按剛性和彈性分類主要有：剛性能耗-重點(diǎn)保障。UPS系統(tǒng)、開關(guān)電源。彈性能耗-管控壓降?？照{(diào)系統(tǒng)、機(jī)房環(huán)境。

5 能耗定額初始模型搭建

5.1 通信局房（含IDC）

1）開關(guān)電源：直流電壓×負(fù)載電流÷0.9（能效系數(shù)）÷1000（kW）。

2）UPS：（A相電壓×A相電流+ B相電壓×B相電流+C相電壓×C相電流）÷0.98（能效系數(shù)）÷1000（kW）。

3）空調(diào)：空調(diào)最大運(yùn)行功率和×月功率調(diào)節(jié)系數(shù)×月運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)調(diào)節(jié)系數(shù)×地域系數(shù)。

4）機(jī)房環(huán)境：局房面積×0.005（kW）×8小時(shí)。

5.2 基站接入網(wǎng)

1）開關(guān)電源：直流電壓×負(fù)載電流÷0.93（能效系數(shù)）÷1000（kW）×分?jǐn)偙壤?/p>

2）空調(diào)：空調(diào)P數(shù)×0.735×?xí)r間系數(shù)×季節(jié)系數(shù)×地域系數(shù)×分?jǐn)偙壤?/p>

3）分?jǐn)偙壤鸿F塔站點(diǎn)為與其他運(yùn)營(yíng)商分?jǐn)偙壤?，自有站點(diǎn)為與市場(chǎng)、行政分?jǐn)偙壤?/p>

5.3 ONU和室分

ONU：設(shè)備額定功率（kW）×調(diào)節(jié)系數(shù)0.5（調(diào)節(jié)系統(tǒng)0.5考慮設(shè)備端口實(shí)占情況取值）。

室分：設(shè)備額定功率（kW）×調(diào)節(jié)系數(shù)0.85（調(diào)節(jié)系統(tǒng)0.85考慮設(shè)備話務(wù)量情況取值）。

6 能耗定額模型測(cè)算

6.1 定額模型測(cè)算PUE情況

1）通信局房：全省167個(gè)，PUE值大于1.5的有91個(gè)，占比達(dá)全量的53.89%。

2）IDC機(jī)房：全省18個(gè)，PUE值大于1.5的有12個(gè)，占比達(dá)到全量的66.67%。

3）接入網(wǎng)點(diǎn)、移動(dòng)基站PUE值大于1.5的站點(diǎn)占比相對(duì)較低，分布于直流負(fù)荷大于100A的站點(diǎn)。

6.2 定額模型測(cè)算結(jié)果分析

1）通信局房（IDC）：空調(diào)：定額公式中功率系數(shù)、運(yùn)行時(shí)間系數(shù)取值偏大，定額測(cè)算值大，局房PUE值大。

2）基站、接入網(wǎng)：空調(diào)：定額公式中100A以上站點(diǎn)運(yùn)行時(shí)間系數(shù)取值偏大，定額測(cè)算值大，局房PUE值大。endprint

3）空調(diào)定額測(cè)算值大原因：→光改后部分縣局以上專用空調(diào)利舊，通信局房空調(diào)配置有冗余?！鷤溆每照{(diào)平時(shí)不開機(jī)或輪巡開機(jī)，而測(cè)算時(shí)按照空調(diào)數(shù)量都進(jìn)行測(cè)算?！ㄐ啪址恳话銥橛腥寺毷鼗蚨ㄆ谘矙z，值班人員根據(jù)機(jī)房溫度適時(shí)進(jìn)行空調(diào)開關(guān)機(jī)操作，節(jié)約了能耗。

4）分析結(jié)論：定額模板中空調(diào)定額較大。地市管理存在差距。

7 能耗定額模型優(yōu)化思路

1）根據(jù)站點(diǎn)每月實(shí)際耗電量情況和PUE值，分場(chǎng)景通過PUE值倒算模板，對(duì)空調(diào)定額通過PUE值進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)化調(diào)整。

2）通過對(duì)能耗構(gòu)成中空調(diào)變量的優(yōu)化和壓縮，倒逼各單位對(duì)空調(diào)能耗主動(dòng)進(jìn)行管控，提高成本效益。

3）PUE值控制在1.5范圍內(nèi)，分地域考慮，重新確定定額，明確管控目標(biāo)。

4）定額測(cè)算高的，需進(jìn)一步核實(shí)基礎(chǔ)資料，定額核算低的地市，根據(jù)定額管控、考核、壓降，重點(diǎn)分析原因查找差距。

8 能耗管控思路

1）按照接入、基站類型站點(diǎn)分別進(jìn)行全省各地市能耗對(duì)標(biāo)，發(fā)現(xiàn)用電量異常站點(diǎn)，有針對(duì)性的工作。

2）分別提取接入網(wǎng)和基站Top n重點(diǎn)跟蹤，分析查找原因，督促整改落實(shí)。

3）對(duì)標(biāo)財(cái)務(wù)報(bào)賬與能耗報(bào)賬數(shù)據(jù)的一致性，強(qiáng)化能耗系統(tǒng)使用，實(shí)現(xiàn)能耗成本入賬的透明和可控。

9 總結(jié)

優(yōu)化后的定額模型：1）解決了初始模型空調(diào)測(cè)算值高的情況，對(duì)空調(diào)變量進(jìn)行了優(yōu)化和壓縮。2）引入PUE值進(jìn)行管控，除解決了空調(diào)定額高的問題，還達(dá)到了集團(tuán)PUE值的管控要求。3）通過對(duì)2017年全年電費(fèi)的測(cè)算，與2016年實(shí)際發(fā)生值進(jìn)行比較，基本滿足全省2017年電費(fèi)的實(shí)際支出。4）按照管控設(shè)置指標(biāo)，每月開展對(duì)標(biāo)，對(duì)標(biāo)標(biāo)桿、查找差距、縮小差距，定期跟蹤，出臺(tái)相關(guān)激勵(lì)舉措，提高管控積極性和管控效果。

10 結(jié)論

隨著通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷發(fā)展壯大，網(wǎng)絡(luò)能源消耗也逐漸增加，這在一定程度上直接導(dǎo)致了通信成本的增加，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)能源消耗問題應(yīng)加以重視并研究，這不僅能將通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行成本降低，還能減少企業(yè)對(duì)空調(diào)、電源等配套設(shè)備的投資建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1]趙勇，楊雷.通信網(wǎng)絡(luò)能耗分析與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用[J].無線互聯(lián)科技，2015（10）：11-13.endprint