通信局站能耗管理系统的实践.doc

通信局站能源管理系统的实践姜宁，南京移动公司网络部负责通信电源与空调维护Abstract：Currently, there is not scientific and unified method to evaluate the energy saving effect roundly and impersonally. According to practice, this paper presents a method, Energy Management System, to evaluate energy saving. This system monitors the energy consumption, generates reports using software. Finally, these reports will guide energy saving transformation.Keyword：Energy Consumption Management、3D simulation摘要：如何全面、客观评估通信企业的节能效果，目前尚未形成科学、统一的评价体系。本文根据南京移动的实践提出了一套适用于通信企业节能效果评估的方法能耗管理系统。该系统通过软件的方式对机房能耗进行全面的监测和报表分析，最终指导企业的节能改造。关键字：能耗管理、3D仿真1 引言本文介绍的能耗管理系统的实现方案是利用现有“动环”监控系统，采用分阶段实施策略来解决企业效能管理问题，初级阶段是围绕企业用电的专业化严格管理目标，把如何降低电费支出作为切入点，通过预算公式对所有的用电设备进行严格的计算，确定科学的预算数据，然后遵循统一的用电设备管理流程，在设备使用过程中实时监控，及时发现实际电费超出预算的情况并进行分析，提供各类分析报告给相关管理部门。同时为了计算设备的能耗值，还要实时采集智能设备（UPS、开关电源、空调）的输出电压、电流等数据。由于江苏移动在底端早已完成多测点的采集与上报工作，故整个系统运算与存储的压力已基本解决。能耗管理系统需要对采集电能数据及与电能相关的一些动力设备、环境数据做统计分析，且这些数据的数据量很大，对这些数据的处理同样需要软硬件的支持。从南京实践证明此方案具有实用性和可操作性，在后续嵌入其它软件时需进一步研发。2 通信企业能耗管理现状和实施背景通信网络规模的不断扩大，通信企业的用电成本也在不断上涨。一般来说，电能消耗主要包括日常运作用电和通信网络生产用电两部分，通信网络的节能工作主要在通信机房、基站等。对于通信行业来说，用电是当前最大的能耗，可见开展企业节能效果综合评价势在必行。由于与企业节能效果评估相关的标准企业节能量计算方法、综合能耗计算通则等侧重于单项设备、单项能源管理手段，没有形成系统的、定量和定性指标相结合的（企业节能效果）评估标准和技术方法；加上实行新的节约能源法在许多方面难以适应新形式需求，国家目前尚未形成科学、统一的评价体系。所以目前各家运营商、开发商都在尝试建设自己的“能耗管理平台”与“评估体系”。3 能耗管理系统建设思路和目标3.1 建设思路南京移动的动力设备实时“监控”工作做的较早，“动环”监控系统已涉及各个局站、各类动力设备，即“传感”网做的较好，因此我们提出利用现有的“动环”监控系统并结合企业节能管理工作流程来建设能耗管理系统。通过该系统可以实现：对局站的能耗实现采集、集中存储，对局站及基站中主要设备的用电量进行归类与分析，得到企业想知道的电能消耗趋势。并对局站用电情况进行分析与对比，得到同类型的通信综合楼设备，哪些比较省电，哪些比较耗电；哪些特性的局站省电，哪些特性的局站耗电。结合局站机房设备配置直接得出该机房的PUE值，乃至整个局站的PUE值；再结合局站面积的大小，可以这对移动局站的建设与规划，维护与管理、设备的采购提供有价值的数据。建立一套通信企业的能效评估模型，它不仅可用于通信局站节能量的评价和考核，而且还可对通信局站的节能实践以及综合治理效果进行全方位、多层次的评估。用这类运用软件来为其它企业服务，移动也可以利用此次契机破开通信竞争市场在某些企业的“冰”，抢得中小企业传感网建设的先机（物联）。具体思路如下：第一阶段：完善传感网前端数据采集与归类（1年时间）；第二阶段：实施感知网若干管理分析模块（23年时间）；管理分析模块局站能耗管理系统机房设备资产管理系统机房加电与热管理系统（CDF）XX系统第三阶段：融合BA系统，运用3D进行仿真运用与纠偏（1年时间）。后期将结合机房“3D”仿真进行机房精细化管理，再结合目前的CFD计算流体力学进行通信机房的热评估，简化“热评估”前期的繁重实地测试工作。尝试把“三维”空间模型，简化为“二维”模型，优化软件算法、提高工作效率。改变行业内没有适用型软件与测试工具的现状。让思想的火花，变成新的生产力。最后带动一个新的产业，力争融合目前的BA系统，形成新的通信综合管理系统。3.2 建设目标能耗管理系统定位于从管理角度出发，帮助通信企业在日常的节能降耗工作中发现问题、分析问题、解决问题，不断优化，实现节能降耗目标。1. 不能局限于对节能量进行简单计算和比对的模式，应以定量评价与定性评价相结合，以定量评价为基础。应对企业的节能状况及在行业中所处的能效水平进行综合评价，激励企业向“低碳”努力；2. 评价要以实际数据为基础，同时辅以“行业”特性评价和“地方”特性评价；3. 体系建设必须服务于实际活动的需要，要有较强的可靠性、开放性、可操作性；4 能耗管理系统方案与运用那么，如何才能在系统平台中运用科学的管理方法和管理流程实现节能减排，我们选择“量化管理”思想作为本平台的理论基础、考虑到测量误差、抽样误差、回归误差等，要建立基准期能耗及其“回归模型”！量化思想的核心就是以数字为基础，对关键的决策点和操作流程实行标准化管理。量化管理是建立在工程学的项目管理思想上的一种管理模式，标准化、任务化的流程操作为决策者定义了一套可参照的标准，每个重要的步骤都有了清晰明确的定义和参照物，在流程中决策者需要做的就是根据即定标准进行操作。基准期能耗是以南京移动各机房2004年6月到2010年6月的相关数据，从而最大程度的限制了“人”这个变量对决策过程的影响。4.1 系统架构在架构设计中采用了目前最先进的面向服务架构(SOA)，系统平台是由一些松耦合并且具有统一接口定义方式的服务(Service)模块构建起来的，如下图所示。系统架构图4.2 系统功能系统从管理角度出发，结合现有的监控系统（动环系统）和新型节能设备（新型空调、冷却系统等），通过资源管理、量化模型管理、能效分析管理、成本管理、报表管理、投资回报分析、问题发现和预警、用电设备管理八大功能模块实现企业能效的精细化管理和综合监测分析。4.3 运用效果通过一年的实际使用，实现了南京移动对10个综合楼、部分基站的分类管理、能耗核对、PUE读取、分级、预测、节能新技术验证推广等要求，实现对企业能耗的综合管理。后期将集中采集营业厅及办公楼的用电数据，定时、不定时上传至企业能耗管理系统，按时上报至主管能耗管理系统。电能管理分析系统操作界面能耗管理系统截图本系统初步解决了南京移动在节能时困惑的几个老大难问题。1. 节能考核指标不合理，以前只能根据上一年的电费总额*根据未来一年企业的投资、预算制定的一个增长系数作为节能考核的基数（静态的），未考虑实际变化情况，基本不可用。采用本系统后，南京移动的节能指标将改为和系统提供的动态的预算数据（误差率=3%）进行比对，则节能的考核就具可操作性。2. 通过投资回报分析模块初步解决了企业购买了节能设备，但不清楚最终企业是否节能，经常出现购买节能设备的成本大大超过了节省下的成本，缺少投入产出分析、比对（同比/环比）的问题。3. 建立能效评估体系，根据分类分析各种设备的用电情况及在总费用中的占比，形成各类能效指标4. 初步解决了南京移动长期以来缺乏的对电费的专业化管理、节约用电意识不强，无日常分析监测功能，领导层也无法从多个角度（投入产出比、单位内部各部门的能耗同比/环比、和其它类似企业的能耗同比/环比等）看到经分析后的企业能耗情况的问题，从而实现帮助通信行业企业实现“科学管理、措施到位、降本增效”，最终使企业年度用电成本趋向合理，从而实现节能降耗，进而实现创建节约型企业的目标。5 后期建设与展望后期利用该平台，结合机房3D的动漫仿真进行机房精细化管理，再结合目前的“CFD”软件进行通信机房的热评估。简化热评估工作中繁重、复杂地实地测试与数据搜集工作。最后尝试把热评估软件从三维空间模型，简化为二维模型，优化目前的软件算法、提高工作效率。改变行业内没有适用运用型软件与测试工具的现状，该系统力争融合目前的BA系统，形成新的通信综合管理系统。鉴于南京2009年以后建设的IDC机房列头柜的各输出分路单元已全部完成采集与监控，智能映射到机房进行3D动漫仿真工作已经开展。一个按机房实际情况分布到设备端的运用场景软件，很快将要在现网投运（试点59号一楼数据机房）。59号机房实测数据对应的仿真机房数据中心虚拟化、自动化的基础网络技术趋势，延续了传统数据中心性能、安全、永续的基本需求，进一步简化网络架构，在虚拟化IP资源的基础上需要实现自动化的配置管理，降低管理复杂度，提高灵活性。智能管理中心基于B/S架构，不仅涵盖拓扑、告警、性能和配置等管理功能，使网络状况一目了然，而且提供了虚拟化管理功能，用户可以在拓扑图中看到虚拟化网络及其设备的各种状态。接下来是增加系统的稳定性和扩展性，打破技术壁垒的工作任务还很艰巨（艾默生监控系统）。需要专业的软件公司和正规的院校与移动的技术人员一起研究、建立模型、完善适合各种运用场景的软件。6 结束语在设备和技术状况一定的情况下，管理节能是有一定限制的。企业总能耗W总W主设备W空调W外界因数W浪费，当一切浪费的能源都得到控制时，剩余的仅有设备的合理消耗。此时能耗管理就达到了极限。本文的能耗管理系统也一样，它是一个阶段性产品，它是系统中若干个模块中的一个