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        淺談能耗管理系統在通信機房的應用

        更新時間:2023-12-29  點擊次數: 59次

        摘要:能耗管理系統的建設可以實現對各類用能場所能耗數據自動采集、異常用電監控,規范各類用能場所電費校驗,加強電費財務報賬管理,從而實現企業用能場所的精細化管理,降低企業運營成本,增強企業競爭力。

        關鍵詞:節能降耗;能耗管理;精細化;降低運行成本

        引言

        能源管理系統是對通信企業的能耗狀況進行收集、統計、分析,并對節能工作進行指導的集中管理系統。該系統集中管理全網基站、機房、營業廳、辦公樓等用能場所的能耗數據,支持多種能耗報表及全面

        的能耗模型分析,實現異常用電監控、規范電費校驗功能,推動企業管理精細化,強化費用和成本控制,為節能減排提供決策支撐。

        1能耗管理平臺建設的意義

        1.1節能減排建設需要

        國家節能減排建設任務。

        1.2企業發展需要

        能耗管理系統平臺建設可以實現對各類用能場所能耗數據自動采集、異常用電監控,規范各類用能場所電費校驗,加強電費財務報賬管理,較少用能場所的“跑、冒、滴、漏"現象,挖掘節能降耗潛力,完善能耗管理監控手段,推動管理精細化節能降耗,降低企業運營成本,從根本上提高核心競爭能力。

        1.3信息自動化管理需要

        能耗管理系統平臺建設可以實現遠程抄表、分類統計及數據處理等工作的信息自動化管理,保證數據的時效性和準確度,有效避免由于人工采集造成的數據誤差。既是實現通信企業用能場所能耗數據管理的自動化手段,也是完善能耗管理監控,推動管理精細化的重要管理措施。

        2能耗管理的現狀

        某通信分公司2013年電量為6.7億度,折算電費約在7.9億元左右,約占總成本的4%~5%(全國平均4.8%);電能消耗占比82%(基站占比近60%),是能耗的主要組成部分。國家“十二五"規劃要求到2015年單位電信業務總量綜合能耗為較2010年下降8.7%、每載頻通信基站耗電量較2010年下降31%。降低基站每載頻耗電是降低運營成本顯著的關鍵點,也是節能減排的主要切入點。加強能耗測量,是降低電費的重要輔助手段,但目前絕大部分局房、站點缺乏有效的能耗監測和管理。因此,建設能耗管理平臺系統對于降低能耗、提高企業競爭力有重要意義。

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        3降耗管理平臺的建設方案

        3.1能耗管理目標網絡架構

        能耗管理系統建設主要包括能耗采集和系統管理平臺兩部分。能耗采集部分主要有能耗電表對各用能場所的用電數據進行采集,采集到的數據通過有線或無線網絡上傳到省級能耗管理系統平臺,由省級能耗系統進行數據的分析、處理,同時對數據進行歸類匯總,匯總后數據由各省公司能耗系統平臺通過專用網絡上傳到總部耗源管理系統中,供總部能源管理平臺使用分析。各場所的局端智能能耗采集數據主要通過動環監控系統、GPRS和短信等方式進行傳輸,其中對設有動環監控系統的場所應優先選擇動環監控系統上傳數據,對沒有監控系統或無法通過動環監控系統上傳數據的場所,可以選擇GPRS遠程抄表系統上傳數據或者短信遠程抄表方式進行上傳數據。

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        3.2能耗采集部分建設方案

        各用能場所主要以智能電表方式進行采集,對于不同用電場所,可以根據能耗數據的需求設置采集點。通信局房中,應根據實際測量需求確定區分總量計量點、分項計量點,能耗采集點的設置數量滿足各類能耗數據采集即可,避免重復設置和重復計量,各類能耗數據采集點設置要求見表1。

        3.3能耗管理平臺建設方案

        能耗管理系統是對通信企業能耗狀況進行收集、統計、分析,并對通信企業節能工作進行指導的集中管理系統。該系統集中管理全網基站、機房、營業廳、辦公樓等用能場所的能耗數據,支持多種能耗報表

        及全面的能耗模型分析,為節能減排提供決策支撐。整體功能架構及功能:能耗管理平臺主要分為能耗查詢統計模塊、能耗數據分析、能耗模型、節能管理、能耗報表、電費管理六大功能模塊,各模塊的主要功

        能如下:

        (1)能耗查詢統計

        數據查詢統計是基于一定的數據查找條件,從系統的能耗數據中篩選出所需要的數據,并進行數值統計的過程。

        (2)能耗數據分析

        數據分析是對耗源管理系統中的各類數據的組成、關聯關系、變化趨勢等進行分析,從而發現數據規律的過程。

        (3)能耗模型

        能耗模型是指基于現有站基站的耗電情況,通過多元線性回歸等數學統計方法和其他方式,建立基站用電量與基站內多種影響因素(模型自變量)的能耗關系模型,用于預測網內基站同期及未來用電量。

        能耗模型也可以空調耗電、主設備耗電等作為分析目標,實現局部能耗的建模。主要包括管理、模型創建、模型修正、模型預測、和模型管理功能。

        (4)節能管理

        節能管理是在對能耗數據采集、統計和分析的基礎上,推動用各能場所合理降低能耗,以促進企業節能減排目標實現的相關管理功能,包括能耗告警管理、節能措施的管理、節能效果驗證等部分。

        (5)能耗報表

        能耗報表是對系統獲取的能耗相關數據,以及查詢、分析、能耗模型預測以及節能管理的相關結果,以表格、圖形或其它具有表現力的形式展現或輸出給用戶的相關管理功能。包括報表圖表展現、地理位

        置展現、報表輸出、報表模板等功能。

        (6)電費管理

        隨著網絡規模的不斷擴大,基站數量不斷增多,基站電費的支出越來越大,為有效降低基站電費支出,節約企業運行成本,需要一個以IT手段為基礎的電費精細化管理方案。根據省端綜合資管數據共享規范,獲取區域信息、站點信息、機房信息、無線網基站主設備以及動環專業的空調信息等相關電費管理數據。

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        4能耗管理系統建設的效益

        能耗管理系統產生效益分為管理效益和間接收益。以2013年XX公司電量為6.7億度為例,折算電費約在7.9億元左右。參考該系統在外省應用案例(江蘇、浙江),預期可通過管理手段(與電費管理系統聯控)有效控制電費支出(降低5%以上),每年可節能電費7.9億*5%約為4千萬左右,因此能耗管理系統建設本身并不直接產生經濟效益,但是對通信網絡運營來說,將產生難以估量的間接經濟效益。

        5Acrel-EIOT能源物聯網云平臺

        (1)概述

        Acrel-EIoT能源物聯網開放平臺是一套基于物聯網數據中臺,建立統一的上下行數據標準,為互聯網用戶提供能源物聯網數據服務的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯網傳感器,選配網關,自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業數據服務。

        該平臺提供數據駕駛艙、電氣安全監測、電能質量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能,并支持多平臺、多語言、多終端數據訪問。

        (2)應用場所

        本平臺適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統集成商、小型物業、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業能耗、智能燈塔、電力運維等領域。

        (3)平臺結構

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        (4)平臺功能

        ◆電力集抄

        電力集抄模塊可以實現對各種監測數據的查詢、分析、預警及綜合展示,以保證配電室的環境友好。在智能化方面實現供配電監控系統的遙測'、遙信、遙控控制,對系統進行綜合檢測和統一管理;在數據資源管理方面,可以顯示或查詢供配電室內各設備運行(包括歷史和實時參數,并根據實際情況進行日報、月報和年報查詢或打印,提高工作效率,節約人力資源。

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        變壓器監控

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        配電圖

        ◆能耗分析

        能耗分析模塊采用自動化、信息化技術,實現從能源數據采集、過程監控、能源介質消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學化管理,使能源管理、能源生產以及使用的全過程有機結合起來,運用先進的數據處理與分析技術,進行離線生產分析與管理,實現全廠能源系統的統一調度,優化能源介質平衡、有效利用能源,提高能源質量、降低能源消耗,達到節能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

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        能耗概況

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        ◆預付費管理

        1)登陸管理:管理操作員賬戶及權限分配,查看系統日志等功能;

        2)系統配置:對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數進行配置;

        3)用戶管理:對商鋪用戶執行開戶、銷戶、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作;

        4)售電管理:對已開戶的表進行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作;

        5)售水管理:對已開戶的表進行遠程售水、退水、記錄查詢等操作;

        6)報表中心:提供售電、售水財務報表、用能報表、報警報表等查詢,本系統所有的報表及記錄查詢,都支持excel格式導出。

        預付費看板

        ◆充電樁管理

        通過物聯網技術,對接入系統的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監控,同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能,包括城市級大屏、交易管理、財務管理、變壓器監控、運營分析、基礎數據管理等功能。

         

        充電樁看板

        ◆智能照明

        智能照明通過物聯網技術對安裝在城市各區域的室內照明、城市路燈等照明回路的用電狀態進行不間斷地數據監測,也可以實現定時開關策略配置及后臺遠程管理和移動管理等,降低路燈設施的維護難度和成本,提升管理水平,并達到一定節能減掛的效果。

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        監控頁面

        ◆安全用電

        安全用電采用第一時間的排查和治理,達到消除潛在電氣火災安全隱患,實現“防患于未然"的目的。

        ◆智慧消防

        通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析,幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。原先針對“九小場所"和?;飞a企業無法有效監控的空白,適應于所有公建和民建,實現了無人化值守智慧消防,實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統化"、用電管理“精細化"的實際需求。

        (5)系統硬件配置

        分類

        產品型號

        外觀

        產品功能

        無線測溫

        ARTM-Pn

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        可監測電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、電能,可接收60個無線溫度傳感器溫度

        ATC600

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        ATC600有2種工作模式:終端(-C)、中繼(-Z),可根據項目布局選擇配置??山邮?40個無線溫度傳感器溫度

        光伏監控

        AGF

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        光伏電池串開路報警,可以配合組串電壓進行綜合判斷;帶3路開關量狀態監測,用于采集直流斷路器、防雷器等輸出空接點狀態;一次電流采用穿孔方式接入,安裝方便,安全性高;測量元件采用霍爾傳感器,隔離測量*大電流20A;電壓測量功能可測量母線電壓*高DC1500V

        電力監控

        AEM96

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        三相電力參數測量、電壓和電流的相角、四象限電能計量、復費率、*大需量、歷史電能統計、開關量事件記錄、歷史極值記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量(電壓、電流、功率)、開關量、報警輸出

        APM系列

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        全電量測量,四象限電能,復費率電能,儀表內部溫度測量,總有功、總無功、總視在電能脈沖輸出、秒脈沖等可選。三相電流、有功功率、無功功率、視在功率實時需量及*大需量(包含時間戳)。電流、線電壓、相電壓、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數、頻率、電流總諧波、電壓總諧波的本月極值和上月極值(包含時間戳)。中文顯示,有功電能0.2s級。

        預付費

        DDSY

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        單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量。有功電能計量(正、反向),A、B、C分相正向有功電能,支持4個時區、2個時段表、14個日時段、4個費率*大需量及發生時間,實時需量,歷史凍結數據購電記錄;8位段式LCD顯示、背光顯示;有功電能脈沖輸出;有功電能精度1級,無功電能0.5s級。

        DTSY

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        三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量。有功電能計量(正、反向),A、B、C分相正向有功電能,支持4個時區、2個時段表、14個日時段、4個費率*大需量及發生時間,實時需量,歷史凍結數據購電記錄;8位段式LCD顯示、背光顯示;有功電能脈沖輸出;有功電能精度1級,無功電能0.5s級。

        智能抄表

        ADL200

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        單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量??傠娔苡嬃浚ǚ聪蛴嬋胝颍?,3個月歷史電能數據凍結存儲;8位段式LCD顯示;有功電能脈沖輸出;有功電能精度1級,無功電能2級。

        ADL400

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        三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量。(正、反向)有功、無功電能計量;A、B、C分相正向有功電能計量;2-31次諧波電壓電流;12位段式LCD顯示、背光顯示,電能精度0.5s級。

        ADW210

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        4路三相電壓、電流、功率、功率因數、頻率測量;電壓電流相角、電壓電流不平衡度測量;電壓電流2-31次分次諧波及總畸變測量;當月及上三月的電壓、電流、功率極值記錄;*大需量及上十二月歷史需量記錄;事件記錄、復費率、四象限電能及歷史電能記錄;支持12路開關量輸入4路開關量輸出;支持12路測溫4路剩余電流測量;有功電能精度1級。

        ADW300

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        三相電壓、電流、功率、功率因數、頻率測量;電壓電流相角、電壓電流不平衡度測量;電壓電流2-31次分次諧波及總畸變測量;當月及上三月的電壓、電流、功率極值記錄;*大需量及上十二月歷史需量記錄;事件記錄、復費率、四象限電能及歷史電能記錄;支持4路開關量輸入、2路開關量輸出;支持4路測溫;支持1路剩余電流測量;支持本地顯示及按鍵設置;有功電能精度1級。

        通訊方式:支持RS485通訊、Lora無線通訊、4G通訊;WIFI通訊

        直流電能表

        DJSF1352

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        1.精度:1級或0.5級,帶±12V電壓輸出用于霍爾傳感器供電

        2.測量:電壓、電流、功率、正反向電能,支持雙路計量。

        電氣安全

        ARCM300-Z

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        三相(I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、Hz、cosΦ),視在電能、四象限電能計量,單回路剩余電流監測,4路溫度監測,2路繼電器輸出,2

        路開關量輸入,支持斷電報警上傳

        AAFD-DU

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        監測故障電弧、漏電、溫度

        兩路無源干接點(開關量)輸入

        兩路無源常開觸點(開關量)輸出

        充電樁

        ACX系列

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        充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。

        支持投幣、刷卡,掃碼、免費充電,

        AEV_AC007

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        額定功率7kW,單相三線制,防護等級IP65,具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、遠程升級,支持刷卡、掃碼、即插即用。

        通訊方式:4G、藍牙、Wifi

        智慧照明

        ASL200

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        遙控輸出

        兩路無源干接點(開關量)輸入

        兩路無源常開觸點(開關量)輸出

        6結論

        隨著通信網絡規模的不斷增長,能源消耗規模及成本也越來越大,傳統的粗放式的能耗管理方式漸現弊端,不能滿足運營商快速發展的需要。能耗管理平臺從實時采集能耗數據入手,以全網能耗*低、運營質量高為綜合指標,對機房和網元能耗進行智能分析、綜合管控,*終實現對全網能耗的精細化管理,對提升運營商節能減排工作效率、建設綠色網絡、節約企業運營成本、增強企業競爭和生存能力有著重要的意義。

        參考文獻

        [1]潘洪濤,張希.能耗管理系統在通信機房的應用研究

        [2]企業微電網設計與應用手冊2022.05版.

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