通信能耗定额管控分析

黄泽锋

摘 要 随着4G通信网络大规模应用以及5G网络的提前布局，目前通信企业能耗规模逐渐增加，不断扩大。如何在满足网络正常运行的前提下，进行能耗管控，意义巨大。本文旨在利用现有的应用平台和系统数据，结合目前用电设备的主要分类，从而寻求建立一套行之有效的用电量定额模型，能针对性的分析数据，对标标杆，找出差距，缩小差距，最终达到有效的指导、提升能耗的精细管控。

关键词 能耗构成；能耗场景；定额模型；管控思路

中图分类号 TN91 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）199-0151-02

近年来，随着通信网络规模的不断扩大，通信网络设备、机房、基站以及电源系统等相关设施自然也随着成倍增长。其中，电力能耗在通信网络能源消耗中占比达到87%以上。

本文旨在利用现有的应用平台和系统数据，结合目前用电设备的主要分类，从而寻求建立一套行之有效的用电量定额模型，能针对性的分析数据，对标标杆，找出差距，缩小差距，最终达到有效的指导、提升能耗的精细管控。

1 能耗整体分析

以北方某省为例，2015年能耗成本占网运成本占比46.98%，2016年能耗成本占网运成本占比达51.79%，2017年上半年能耗成本占网运成本占比达52.75%。

通过分析近3年能耗成本和网运总成本入账情况，可以看出能耗成本在网运总成本占比呈逐年上升的状态。为了降低企业运营支出，在能耗管控领域积极进行理论探索和实践十分必要。

2 能耗管控难点

1）站点覆盖面广：遍布市区、郊区、村镇、山区。用电站点数量多。站点类型多且不统一，直供、转供不统一，标准不统一。

2）电表计量和自动抄表功能缺乏：现网除IDC机房外，其余用电站点缺乏电表计量和自动抄表手段。

3 能耗构成分析

1）网络主设备。通信网络主设备多是直流电源设备，在长期的运行过程中必须保障设备的持续供电，因此，在网络能耗构成中占比较大。目前在网运行的网络主设备主要有传输设备、数据设备、交换设备、移动网主设备等。

2）空调设备。通信网络机房中运行着大量的网络设备，为了提供设备运行环境，确保网络设备的正常运行，空调设备需要长期处于运行状态，所以，空调能耗在网络能耗构成中占比较大。

3）电源设备。通信网络电源的供电方式主要存在两种基本方式：直流供电系统和交流供电系统。其中，直流供电系统为通信网络主设备提供直流电源，交流供电系统为IDC、NGN、计费中心、智能网等特别重要通信设备提供交流不间断电源。

4）机房环境及其他。通信枢纽楼各专业机房环境照明、附属等其他用电。

5）小结。网络能耗构成主要由网络主设备、电源设备、空调设备、照明系统及其他四类能耗组成。各部分在网络整体能耗的大致占比分别为网络主设备占比55%，空调设备占比為30%，电源设备占比10%，照明系统及其他占比5%。从用电量占比可以看出网络主设备和空调设备耗电占比达到85%。

4 能耗分场景分析

1）通信局房（含IDC）。其能耗主要由开关电源、UPS、空调、机房环境组成。

2）基站和接入网。基站和接入网能耗主要由开关电源、空调组成。

3）ONU和室分设备。ONU和室分能耗主要由设备功耗和设备数量组成。

4）小结。（1）能耗分场景构成：主要由开关电源系统、UPS供电系统、空调设备、机房环境四部分组成。（2）能耗构成按定量和变量分类主要有：1个定量：机房环境主要与机房面积有关。2个相对定量：开关电源和UPS，与负荷增减有关。1个变量空调，与季节、地域变化有关。（3）能耗构成按刚性和弹性分类主要有：刚性能耗-重点保障。UPS系统、开关电源。弹性能耗-管控压降。空调系统、机房环境。

5 能耗定额初始模型搭建

5.1 通信局房（含IDC）

1）开关电源：直流电压×负载电流÷0.9（能效系数）÷1000（kW）。

2）UPS：（A相电压×A相电流+ B相电压×B相电流+C相电压×C相电流）÷0.98（能效系数）÷1000（kW）。

3）空调：空调最大运行功率和×月功率调节系数×月运行时长调节系数×地域系数。

4）机房环境：局房面积×0.005（kW）×8小时。

5.2 基站接入网

1）开关电源：直流电压×负载电流÷0.93（能效系数）÷1000（kW）×分摊比例。

2）空调：空调P数×0.735×时间系数×季节系数×地域系数×分摊比例。

3）分摊比例：铁塔站点为与其他运营商分摊比例，自有站点为与市场、行政分摊比例。

5.3 ONU和室分

ONU：设备额定功率（kW）×调节系数0.5（调节系统0.5考虑设备端口实占情况取值）。

室分：设备额定功率（kW）×调节系数0.85（调节系统0.85考虑设备话务量情况取值）。

6 能耗定额模型测算

6.1 定额模型测算PUE情况

1）通信局房：全省167个，PUE值大于1.5的有91个，占比达全量的53.89%。

2）IDC机房：全省18个，PUE值大于1.5的有12个，占比达到全量的66.67%。

3）接入网点、移动基站PUE值大于1.5的站点占比相对较低，分布于直流负荷大于100A的站点。

6.2 定额模型测算结果分析

1）通信局房（IDC）：空调：定额公式中功率系数、运行时间系数取值偏大，定额测算值大，局房PUE值大。

2）基站、接入网：空调：定额公式中100A以上站点运行时间系数取值偏大，定额测算值大，局房PUE值大。endprint

3）空调定额测算值大原因：→光改后部分县局以上专用空调利旧，通信局房空调配置有冗余。→备用空调平时不开机或轮巡开机，而测算时按照空调数量都进行测算。→通信局房一般为有人职守或定期巡检，值班人员根据机房温度适时进行空调开关机操作，节约了能耗。

4）分析结论：定额模板中空调定额较大。地市管理存在差距。

7 能耗定额模型优化思路

1）根据站点每月实际耗电量情况和PUE值，分场景通过PUE值倒算模板，对空调定额通过PUE值进行有针对性的优化调整。

2）通过对能耗构成中空调变量的优化和压缩，倒逼各单位对空调能耗主动进行管控，提高成本效益。

3）PUE值控制在1.5范围内，分地域考虑，重新确定定额，明确管控目标。

4）定额测算高的，需进一步核实基础资料，定额核算低的地市，根据定额管控、考核、压降，重点分析原因查找差距。

8 能耗管控思路

1）按照接入、基站类型站点分别进行全省各地市能耗对标，发现用电量异常站点，有针对性的工作。

2）分别提取接入网和基站Top n重點跟踪，分析查找原因，督促整改落实。

3）对标财务报账与能耗报账数据的一致性，强化能耗系统使用，实现能耗成本入账的透明和可控。

9 总结

优化后的定额模型：1）解决了初始模型空调测算值高的情况，对空调变量进行了优化和压缩。2）引入PUE值进行管控，除解决了空调定额高的问题，还达到了集团PUE值的管控要求。3）通过对2017年全年电费的测算，与2016年实际发生值进行比较，基本满足全省2017年电费的实际支出。4）按照管控设置指标，每月开展对标，对标标杆、查找差距、缩小差距，定期跟踪，出台相关激励举措，提高管控积极性和管控效果。

10 结论

随着通信网络规模的不断发展壮大，网络能源消耗也逐渐增加，这在一定程度上直接导致了通信成本的增加，因此对网络能源消耗问题应加以重视并研究，这不仅能将通信网络设备运行成本降低，还能减少企业对空调、电源等配套设备的投资建设。

参考文献

[1]赵勇，杨雷.通信网络能耗分析与节能技术应用[J].无线互联科技，2015（10）：11-13.endprint