运营商案例：利用动环系统实现基站整体节能更高效

2012-07-16湖南移动发展计划部刘学红

通信世界 2012年32期

关键词：动环基站通风

湖南移动发展计划部 | 刘学红

湖南移动网管中心 | 马卫兵

电信研究院泰尔实验室 | 韩皓

基站整体节能系统以动环平台为基础，能够快速、有效、节省投资地实现远程监控、管理，推进运营商节能减排事业开展。

基站整体节能方案的节能效果要好于单个节能技术。

早在2005年以来，中国移动有计划的在全国各个具有代表性的区域开展了各种节能试点工作。从新风换风、隔离式热交换、空调添加剂等多方面进行基站节能降耗工作。还有学者、专家分别提出空调、电源、GSM主设备的各种节能技术，旨在降低基站的电能消耗。

开展基站整体节能的必要性

运营商各项节能技术的应用为后续规模使用节能产品打下了实践的基础，但各节能产品厂家开展的节能项目目前来讲，基本上是分散的，各个设备的节能工作各自成系统，这些系统各自现场独立工作可能没有问题，但是运行好坏，状态如何，节能效果如何就不得而知，因此必须纳入到监控中心进行集中监控，但这种趋势下，基站现场数据的传输问题、协议的统一问题、监控中心的平台的统一网管问题等等，不仅导致投资大，连同技术问题的统一、日后的维护问题都十分突出。

基站的节能工作，必须做前瞻性考虑，基站的节能是一个整体节能，将新风换风或隔离式热交换、空调、电源、主设备从建设开始就纳入到一个系统中，基站整体节能方案就应运而生。针对当前的情况、今后的发展形势，业界提出通信基站整体节能解决方案。

另外，目前通信基站的动力环境监控覆盖率已经很高，动力环境已经对基站内的设备进行了数据采集，能否利用动力环境监控系统进行功能延伸开展节能降耗工作呢？考虑到各节能系统也要对这些设备进行数据采集、分析判断和设备控制，就会导致采样点的冲突、接口的冲突等。因此要实现基站整体节能，就要解决好节能系统如何与现有的动环系统共存，充分利用现有动环系统提供的传输通道、后台软硬件，节省投资，加快建设进度，将基站节能工作又快又省地推进。

动环系统支撑基站整体节能

基站整体节能系统包括智能通风、空调自适应、远程抄表、开关电源模块休眠以及其他扩展接口部分，利用原有动力环境监控系统，实现对智能通风、空调控制器、开关电源模块休眠、智能抄表功能的综合控制和管理。如图1所示。

基站现场采用整体节能管理模块接入通风节能设备、空调控制器、智能电表和开关电源。通过提供开放的通信协议，用上行RS232/RS485通讯接口，与原动力环境监控主模块连接，动力环境监控系统将整体节能管理模块当作智能设备处理，实现在原有动力环境监控系统进行数据采集和参数设置、运行方式控制，包括对基站室内外温湿度、智能通风设备、空调、开关电源、智能电表的运行数据、工作状态信息采集。这样可以满足无人值守的要求，达到基站整体节能的目的。

具备五个技术创新点

整体节能系统具备五个技术创新点,一是以动环平台实现远程监控。在开展综合节能之前，各个节能系统均单独设计，单独组网或不组网运行，各成系统，节能效果不便于统计，相互之间也不容易协调。因此采用动环平台实现整体节能的统一监控不仅解决了分散控制、采样点冲突、节能效果不便于统计、维护的复杂性等等。以动环平台为基础开展基站整体节能还解决了投资问题、传输问题、多平台的统一问题。

二是由单系统节能方式升级为整体节能方式。只需要1个节能模块，不需要多个控制器；融合了智能通风节能、空调自适应、开关电源休眠、智能电表，涵盖节能控制管理和节能效益监测；在综合的节能系统中，各个子系统部分可以单独设置运行与禁止。

图1 机房整体节能模块外部设备接线示意图

三是整体节能中实现了空调的温度隔离设置和运行状态的隔离采集。整体节能系统中的空调自适应能够根据基站的温度，自动调整空调的设定温度和控制空调的启停；空调的运行状态采集采用空调运行电流感应输出继电器干接点方式。

四是节能系统的效率通过智能电表的提供的数据进行监测。整体节能模块直接接入智能电表，实现电量数据的上传；只需增加1个智能电表，解决了通信基站远程抄表的问题。

五是以智能协议解析方式实现对开关电源的休眠节能控制。通过这样处理以后，与以前的动环系统对空调的控制和状态采集不冲突，而且在功能上增加温度设置功能。

整体节能系统性能评估

1.整体节能系统的节能率

为验证智能通风系统、空调自适应系统的分别节能率和整体节能情况，湖南省公司、监控厂家、益阳分公司组织专人进行了分阶段的测试，首先在益阳分公司安化营业部冷市开展智能通风测试、在安化的大桥开展空调自适应测试分别验证接入动环系统的可行性和节能运行情况，经过稳定运行2个月后，在桃江的板溪、火车站进行整体节能测试。经过对比测试，我们发现基站整体节能系统由于整合了各种节能手段和技术措施，节能率远高于单独的节能系统。

安化营业部冷市基站独立安装了智能通风节能系统，通过对安化冷市站点智能通风节能系统在同等温度情况下，进行节能率统计，节能效果如表1。

表1 智能通风节能系统节能率

安化的大桥独立安装了空调自适应系统，通过对大桥空调自适应系统运行跟踪统计出空调自适应系统平均节能率，节能效果如表2。

表2 空调自适应节能系统节能率

基站整体节能系统由于整合了各种节能手段和技术措施，从测试的3个时间段的节能率反映出综合节能系统节能率远高于单独的节能系统，具体数据如表3。

表3 基站整体节能系统节能率

2.整体节能系统运行的稳定性

通过对基站的周边环境进行分类：对于基站周边环境空气洁净度好的基站，安装整体节能设备，含智能通风、空调自适应、开关电源休眠、智能电表，实现整体节能监控管理；对于周边环境空气质量略差的基站，如道路、工厂、人口密集居住地附近的基站，只对空调考虑采用自适应和开关电源智能休眠进行节能。

系统投入运行以来，我公司安排专人和监控厂家一起跟踪系统的运行情况，通过运行日报进行系统稳定性跟踪，将每周运行状况、节能效果以周报的方式报送分公司绿色行动工作组和省公司负责人。我们将整体节能模块以智能设备接入方式，分别接入我省的中兴力维、长沙业通达2个公司建设的动环监控系统，通过3个多月对试点基站的跟踪测试，系统能够以协议接入方式实现远程监控，通用性和稳定性均达到要求。

3.节能系统对基站环境的影响

试点期间，我们发现整体节能技术对基站环境影响不大，主要表现在三个方面。一是基站温度控制范围符合机房环境温度要求。试点期间，我们将基站空调的温度设置在22℃ 25℃之间进行测试，在节能系统退出运行的情况下,基站的室内温度由于空调的制冷保持在25℃左右。基站节能系统运行时，基站室内温度能够控制在30℃以下，能够满足通信基站的温度要求，不会影响设备运行的环境温度。

二是节能系统对基站湿度控制范围符合机房环境对于湿度的控制要求。正常情况下基站由于处于一个相对密封的空间，湿度均能符合设备运行条件。室外空气湿度对基站环境的影响，只有在智能通风部分运行起来才有可能。我们通过对湿度历史数据曲线和新风机运行状态曲线对比，新风部分在湿度超过设定的湿度上限时，其他条件达到了，风机保持停止状态，只有所有条件均达到要求风机才启动。因此系统不会使基站湿度超过标准要求。

三是引入室外新风，灰尘对基站设备的影响很小。对于智能通风节能系统的应用，由于需要引入室外的新风，因此在选择基站的时候要考虑周边空气的洁净度，本次我们选择的基站周边无污染源、空气质量较好的基站。通过3个月的运行,我们对基站的的设备积尘情况进行现场检查，采用干净的纸对机房设备表面进行擦拭，设备表面基本符合要求，无明显积尘。对进风口的滤网进行灰尘过滤检查，滤网外层有灰尘印痕，内层较为洁净。因此只要站点选择合适，灰尘对机房环境的影响可以忽略。

4.对基站设备运行安全性影响

试点期间，我们发现整体节能系统更有利于基站空调的安全运行、不影响开关电源的安全运行、不影响基站主设备的安全运行以及不影响基站网络质量。在测试期间，我们请深圳中兴通讯公司对机房环境的温湿度、灰尘、BTS设备运行的稳定性、以及载频功率测试，测试结果正常，

系统投资效益评估

1.基站整体节能系统投资回收周期评估

经过4个月的测试、跟踪，可以根据这个多月的气候情况做出全年的节能判断。整体节能系统在天气炎热的季节，如6、7、8这3个月，平均节能率在10%左右，9、10、11、4、5这5个月平均节能率应在20%以上，12、1、2、3共4个月的平均节能率应在30%左右，因此预计全年1个基站的节能在4000～6000度电之间。1个基站的整体节能设备投资为9800元，2年即可收回投资。

2.节能系统的经济效益评估

我们根据4个月的测试得出的节能率进行分析：以湖南移动分公司为例，15000个通信基站，如果其中10000个基站全部采用整体节能方式开展节能减排、降低能耗，按照全年节能率20.6%计算，每个基站节约电能消耗5000度电。全年预计节约电能5000万度电。节约基站电能费用支出5000万元。

3.节能系统的社会效益评估

通过开展通信基站的整体节能工作，降低通信站的电能消耗，每个基站平均全年将减少5000度电的消耗，相当于减少1.8吨煤的消耗，按照湖南移动10000个基站将减少18000吨煤的消耗。对自然环境而言将减少对大气的污染，减少了对不可再生资源的消耗。同时将节约下来的电能用于工业生产或让电于民，对促进社会发展和改善人民生活具有深远意义。