［蔡建開 藍(lán)郁峰］

1 引言

眾所周知，現(xiàn)階段通信網(wǎng)絡(luò)的能耗成本（主要是電費），占運營商網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本（OPEX）的比例，大約是20%以上。中國電信能耗管控存在各種原因，導(dǎo)致管理難度較大，具體如下：

（1）通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)能減排是一項國家高度重視的工作。作為通信大國，我國每年通信行業(yè)消耗的能源非常巨大。特別是近幾年中國通信事業(yè)的飛速發(fā)展，使通信行業(yè)能耗成本不斷增加。因此，響應(yīng)國家關(guān)于建設(shè)節(jié)約型社會的號召，在通信網(wǎng)絡(luò)運營生產(chǎn)工作中大力加強節(jié)能降耗，是當(dāng)前通信運營商的一項重要工作。

（2）能耗報賬系統(tǒng)不能及時、準(zhǔn)確反映出各類用戶能耗實時情況。目前，由于能耗數(shù)據(jù)眾多繁雜，能耗報帳系統(tǒng)的數(shù)據(jù)錄入不規(guī)范，電費抄表時間無法統(tǒng)一，能耗費用錄入憑證來源多樣，統(tǒng)計數(shù)據(jù)滯后，現(xiàn)有能耗系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不能及時反映各單位實時能耗情況，給能耗管理帶來一定困難。

（3）在通信行業(yè)節(jié)能減排體系中，能效測試及節(jié)能評估是一個比較重要的環(huán)節(jié)，另外運營階段中機房環(huán)境管理及節(jié)能分級與評估也是整個體系中的重要內(nèi)容。節(jié)能項目的效果評估，需要一套能耗實時監(jiān)測系統(tǒng)。

因此有必要建立一套能耗管理系統(tǒng)，對節(jié)能減排工作做到精細(xì)化管理，實現(xiàn)站點能耗核對、能效分級、能耗推算、節(jié)能新技術(shù)驗證推廣等要求。

2 功能需求

總體而言，結(jié)合了分公司的具體情況，對該系統(tǒng)提出了如下需求：

（1）ABC 類機樓（母局）：按照監(jiān)測的需求，對機房、辦公、營業(yè)、外單位等用電負(fù)荷加裝智能電表，統(tǒng)一收集數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)智能電表主要應(yīng)用于計量低壓網(wǎng)絡(luò)三相有功電能，具有RS485 通訊、NB 通訊等通訊功能，方便用戶進(jìn)行用電監(jiān)測、集抄和管理。利用原有的25 套智能電表，通過3G 網(wǎng)絡(luò)上傳能耗數(shù)據(jù)。

（2）D 類機房（綜合接入點）：提取90 個接入機房現(xiàn)有的用電監(jiān)測數(shù)據(jù)，對另外200 間接入機房加裝智能電表，分別對通信電源、機房空調(diào)、外單位以及其他雜項用電進(jìn)行監(jiān)測，通過物聯(lián)網(wǎng)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，由能耗實時監(jiān)測管理系統(tǒng)集中分析管理。

（3）IDC 機房：對UPS 設(shè)備、空調(diào)設(shè)備的能耗分別進(jìn)行監(jiān)測、統(tǒng)計，實現(xiàn)能耗同比、環(huán)比和PUE 值的分析。

（4）其他：為節(jié)約系統(tǒng)建設(shè)成本，對FTTB 機柜、機箱等數(shù)量多、用電量較小的站點，以營服中心為單位，結(jié)合站點實際情況，參照歷史信息將電量數(shù)據(jù)打包錄入系統(tǒng)，預(yù)計此部分能耗占分公司總能耗的20%以下。

3 項目研制思路

如圖1 所示，系統(tǒng)建設(shè)按照整體化設(shè)計、分階段實施的思路對系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)。

圖1 項目研制思路圖

項目建設(shè)的主要階段如下：

（1）基礎(chǔ)支撐平臺的建設(shè)

通過基礎(chǔ)平臺的建設(shè)，實現(xiàn)動力系統(tǒng)管理的信息化。建設(shè)過程中，以自動化數(shù)據(jù)采集為重點，在此基礎(chǔ)上，再逐步將基礎(chǔ)信息建設(shè)擴大到整個動力管理領(lǐng)域，為后續(xù)的各種應(yīng)用的建設(shè)提供有力的保障。

通過建立完善的動力信息化系統(tǒng)，摸清楚企業(yè)用電情況。解決由于企業(yè)管理上的漏洞，而帶來不必要的用電費用支出。

（2）量化管理平臺建設(shè)

在基礎(chǔ)信息完備的基礎(chǔ)上，通過建立科學(xué)、合理、完備的數(shù)學(xué)模型，對用電情況進(jìn)行量化，達(dá)到能耗使用可預(yù)見的目的。同時，通過變更跟蹤管理，及時發(fā)現(xiàn)運維過程中可能存在的問題。

（3）能效分析平臺以及知識庫建設(shè)

在歷史數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過引入業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及各種分析模型和方法，做好面向綜合樓、機房、基站、辦公、主設(shè)備、空調(diào)等主題的能效分析。及時發(fā)現(xiàn)能效過低的地方并且提煉出有價值的信息以形成知識而用以指導(dǎo)基站的設(shè)計和運維。

在能效分析基礎(chǔ)上，通過專題分析梳理能效比較低的一些設(shè)備、基站等等，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致能效過低的原因并進(jìn)行改造。

（4）標(biāo)準(zhǔn)化過程管理建設(shè)

管理是節(jié)能工作的重要內(nèi)容。從粗放型的能源管理走向精細(xì)化管理，是節(jié)能最為經(jīng)濟有效的辦法。普遍的經(jīng)驗是實施管理節(jié)能能夠節(jié)約10%以上。其關(guān)鍵是管理節(jié)能的現(xiàn)代化工具—能效量化管理平臺和能耗績效考核制度。

根據(jù)分公司的整體需求和建設(shè)思路，計劃項目分二期建設(shè)：第一期完成能耗實時監(jiān)測系統(tǒng)的搭建，完成32個ABC 類機樓總負(fù)載和重要負(fù)載的實時監(jiān)測，同時對東區(qū)目標(biāo)局、火炬區(qū)目標(biāo)局、西區(qū)IDC 機房的UPS 電源、空調(diào)實現(xiàn)監(jiān)測；利用服務(wù)器原始數(shù)據(jù)，開發(fā)微信APP，下掛到XX 市電信微信公眾號，實現(xiàn)隨時隨地對能耗數(shù)據(jù)的查詢；第二期完成300 間D 類接入機房能耗實時監(jiān)測建設(shè)。

4 系統(tǒng)介紹

4.1 組網(wǎng)

系統(tǒng)組網(wǎng)拓?fù)鋱D詳見圖2 所示。

圖2 智能用電監(jiān)測平臺組網(wǎng)拓?fù)鋱D

4.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）GA/T75-94《安全防范工程程序與要求》

（2）YD 5039-2009《通信工程建設(shè)環(huán)境保護(hù)技術(shù)暫行規(guī)定》

（3）YD T 1363.1-2005《通信局（站）電源、空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控管理系統(tǒng)第1 部分：系統(tǒng)技術(shù)要求》

（4）GBT22239—2008 信息系統(tǒng)安全等級保護(hù)基本要求

4.3 主要功能

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐：由數(shù)據(jù)自動采集服務(wù)器及其配套軟件、網(wǎng)絡(luò)、部署在機房的智能電表等組成，服務(wù)器通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)定時或定制自動采集能耗數(shù)據(jù)，并儲存在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中。

（2）能效分析：由數(shù)據(jù)庫及分析軟件組成，在歷史數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過引入業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及各種分析模型和方法，實現(xiàn)面向綜合樓、機房、基站、辦公、主設(shè)備、空調(diào)等主題的能效分析。及時發(fā)現(xiàn)能效過低的地方并且提煉出有價值的信息以形成知識而用以指導(dǎo)機站的設(shè)計和運維。

（3）PC 端能耗門戶：基于支撐平臺和分析平臺，具備能耗實時監(jiān)測、統(tǒng)計、分析、報表、預(yù)警、告警、提示和人工錄入能耗數(shù)值等功能。

（4）微信端能耗門戶：利用數(shù)據(jù)庫，增加微信端的能耗查詢、展示、預(yù)警、告警等功能。

5 解決關(guān)鍵技術(shù)的具體措施和技術(shù)方案

5.1 能耗計量

能耗計量的關(guān)鍵在于自動化。能耗計量按照計量手段可分為以下三種。

5.1.1 直接計量（精采集）

（1）按監(jiān)測的最小顆粒度直接掛表計量。

（2）關(guān)鍵點：電表的計量認(rèn)證；遠(yuǎn)程通信接口。

（3）優(yōu)點：準(zhǔn)確度、精確度最高，缺點：投資大、造價高。

（4）適用范圍：通信機房、IDC 機房、辦公大樓等。

5.1.2 拆分計量（粗采集）

（1）通過一定拆分原則對直接計量的總電量進(jìn)行拆分。

（2）關(guān)鍵點：拆分原則的確定（電流/面積/業(yè)務(wù)；動態(tài)/固定）。

（3）優(yōu)點：投資較省，準(zhǔn)確度較高；缺點：拆分誤差，難以監(jiān)測異常。

（4）適用范圍：以業(yè)務(wù)維度為統(tǒng)計口徑的計量值。

5.1.3 抽樣計量（粗采集）

（1）抽取一定數(shù)量典型樣本，通過對樣本的直接計量推算全局能耗。

（2）關(guān)鍵點：模型的建立，樣本的抽選。

（3）優(yōu)點：投資省，見效快；缺點：難以兼顧到千差萬別的特殊情況。

（4）適用范圍：適用于相對標(biāo)準(zhǔn)化程度較高的基站、室外機柜等。

抽樣原則：

（1）機房類型：彩鋼房、磚混結(jié)構(gòu)（屋頂暴露）、磚混結(jié)構(gòu)（屋頂不暴露即在中間樓層）

（2）機房面積：大（＞24 m2）、中（15-24 m2）、?。ǎ?5 m2）

（3）設(shè)備用電量：大（＞25 A）、中（10-25 A）、小（＜10 A）

（4）其他因素：兼顧站型（載扇配置）、業(yè)務(wù)量等。

監(jiān)測顆粒度：

（1）基站總用電量；

（2）開關(guān)電源、空調(diào)、照明和插座等交流負(fù)載用電量；

（3）基站設(shè)備、傳輸設(shè)備以及共建共享他方設(shè)備等直流負(fù)載用電量。

如表1 所示，根據(jù)上述原則對不同局站類型的能耗計量提出了以下指導(dǎo)建議：

表1 不同局站能耗計量建議

5.2 能耗統(tǒng)計

能耗精確化統(tǒng)計的目標(biāo)如下：

（1）準(zhǔn)確性是最基本要求，數(shù)據(jù)必須具備的唯一性；

（2）科學(xué)性指能耗分類、細(xì)化顆粒度、拆分合并或轉(zhuǎn)換的科學(xué)合理；

（3）共享性指統(tǒng)計數(shù)據(jù)能夠為各類相關(guān)分析所用。

5.3 能耗分析

能耗分析是在統(tǒng)計基礎(chǔ)上的提升應(yīng)用，其結(jié)果應(yīng)能滿足以下要求：

（1）能掌握能耗發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律，為決策層提供科學(xué)、準(zhǔn)確的決策依據(jù)。有利于客觀公正的評價考核體系的執(zhí)行，促進(jìn)節(jié)能減排工作理性、良性、持續(xù)性開展；

（2）有利于提升節(jié)能減排精確化管理水平;

（3）有利于客觀評估節(jié)能減排效果，為各種節(jié)能措施的實際節(jié)能效果的測試、評估提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)；

（4）有利于有針對性地選擇節(jié)能措施、制訂方案與制度、配置資源；

（5）有利于及時發(fā)現(xiàn)能耗管理中的漏洞，并采取措施，為企業(yè)挽回?fù)p失（如漏水、偷電等）。

5.4 與其他相關(guān)系統(tǒng)互聯(lián)

（1）與現(xiàn)有財務(wù)報賬系統(tǒng)的互聯(lián)：財務(wù)系統(tǒng)以報賬事件為能耗發(fā)生的判斷依據(jù)，能耗統(tǒng)計監(jiān)測系統(tǒng)以實際能耗發(fā)生為判斷依據(jù)。兩套系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)可互相比對，促進(jìn)精確化管理。

（2）與資源管理系統(tǒng)的互聯(lián)：資源管理系統(tǒng)中耗能單元的變化情況應(yīng)及時反映到本系統(tǒng)中，尤其針對抽樣計量的部分，節(jié)點的變化將影響全局?jǐn)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

5.5 關(guān)鍵問題與改進(jìn)

問題一：通過3G 方式上傳數(shù)據(jù)的電表無法將數(shù)據(jù)傳輸至內(nèi)網(wǎng)。

解決方法：打通內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸

問題二：平臺報表響應(yīng)較慢。

解決方法：更新控件，并替換新式報表解決。

問題三：平臺上個別電表數(shù)據(jù)異常，

解決方法：核對后發(fā)現(xiàn)低端電表實際安裝信息與安裝表不符合，核準(zhǔn)實際信息后，電表數(shù)據(jù)無誤。

問題四：電表掉線后再上線會導(dǎo)致數(shù)據(jù)顯示有部分特別突出問題

解決方法：設(shè)置后臺運行調(diào)度工具每10 分鐘進(jìn)行一次電量核準(zhǔn)計算，使數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。

問題五：告警提示過于頻繁。

解決方法：對于那些只出現(xiàn)一小段時間的告警，采用延時告警的方式解決。

6 系統(tǒng)應(yīng)用

經(jīng)測試合格后，從2018 年12 月起，本系統(tǒng)在該分公司A、B、C 類局站/機房正式投入使用。

6.1 具體應(yīng)用范圍

（1）能耗監(jiān)測實時判斷：監(jiān)測電表故障、傳輸網(wǎng)絡(luò)故障的實施推送，及時提醒供電缺相或電流異常等故障。

（2）直購電交易電量預(yù)測評估：直購電交易中要求比較準(zhǔn)確預(yù)估電量。平臺的月度能耗預(yù)算值準(zhǔn)確性較高，結(jié)合交易站點的電量升降趨勢，作為次月直購電交易電量上報值。

（3）電費合理性核對：依據(jù)收集的電量數(shù)據(jù)，與供電局提供的電費數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，分析電費的合理性；同時根據(jù)發(fā)電機發(fā)的電量，結(jié)合燃油補給數(shù)據(jù)，計算發(fā)電機油耗。

（4）能耗精細(xì)化管理示范：利用平臺實現(xiàn)32 個機樓能耗精細(xì)化管理，定期自動導(dǎo)出機樓能耗分析報表，及時掌握機樓能耗動態(tài)變化情況，針對異常用電情況，建立核查閉環(huán)處理機制。

（5）能耗劃小數(shù)據(jù)支撐：平臺可根據(jù)歷史電量數(shù)據(jù)，計算出機樓年度和月能耗預(yù)算值，作為能耗劃小數(shù)據(jù)重要參考依據(jù)?；谄脚_數(shù)據(jù)，實現(xiàn)縣分、營服、機樓的能耗劃小。

6.2 對分公司發(fā)展的意義

能耗綜合管理系統(tǒng)的主要作用不只是為了節(jié)能減排服務(wù)，做為一個管理軟件，它是為企業(yè)管理提供科學(xué)的決策依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。管理系統(tǒng)通過實時的數(shù)據(jù)收集、統(tǒng)計、分析、預(yù)測等科學(xué)手段對能源使用的各環(huán)節(jié)和能耗設(shè)備的狀況進(jìn)行有效的控制和管理，指導(dǎo)和提升企業(yè)管理人員的能源管理水平。

能耗綜合管理系統(tǒng)建設(shè)增強了生產(chǎn)管理水平，加強了能耗設(shè)備的運行狀況監(jiān)測，提高了設(shè)備利用率和生命周期，可以有效地降低單位生產(chǎn)能耗，提高企業(yè)利潤水平。在近兩年的節(jié)能改造項目中，本系統(tǒng)起到明顯的效果測試作用，在退網(wǎng)、清查電費、機房氣流組織改造等方面，累計為企業(yè)節(jié)省了電量319.5 萬度，節(jié)省電費約201.3 萬元。

7 結(jié)語

新開發(fā)的智能用電監(jiān)測管理平臺為用戶提供了較為完善的用電監(jiān)測管理解決方案，可以實現(xiàn)對ABC 類局站/機房用電的管理。通過現(xiàn)代化通信技術(shù)和計算機技術(shù)，實現(xiàn)了對用電數(shù)據(jù)的各項分析和管理功能，提高了用電數(shù)據(jù)的管理效率，幫助用戶實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，從而為用戶創(chuàng)造更多的價值。該系統(tǒng)在智能建筑、醫(yī)療等行業(yè)將有廣闊的發(fā)展前景。

下一步計劃和設(shè)想，將系統(tǒng)覆蓋范圍擴大到D 類局站/機房，讓系統(tǒng)掌握本地網(wǎng)80%以上的用電數(shù)據(jù)。系統(tǒng)功能拓展方面，主要實現(xiàn)定向推送功能，及時向指定用戶推送電量預(yù)警、系統(tǒng)故障等關(guān)鍵信息。

條件成熟時可以向其他分公司推薦，為企業(yè)發(fā)揮更大的效能。