动力环境集中监控系统在节能减排中的应用.doc

动力环境集中监控系统在节能减排中的应用1 引言近年通信事业快速发展，通信行业能耗迅速增长，对节能要求也不断提高。目前各通信运营商在本地网一级基本建设了通信机房动力设备及环境集中监控系统。为了使监控系统有效地发挥作用，除了不断完善监控系统基本功能外，还要充分发挥利用计算机数据处理的优势，用高智能化的系统进行节能降耗管理，提高使用效益。2 动力环境集中监控系统的概述动力环境集中监控系统由采集子系统、传输子系统、软件子系统组成，采集子系统完成底端数据的采集，传输子系统将底端采集到的数据传送到监控中心，软件子系统完成系统设置、数据处理、告警产生、数据存储、系统功能等。 图1 动力环境集中监控系统图被监控对象按功能分为动力和环境两大类，动力类包括高压配电、低压配电、UPS、油机、电源、电池组、空调等，环境类包括、门禁、烟感、温度、湿度等。被监控对象按采集方式分为智能设备和非智能设备两大类，智能设备本身具有数据采集和处理能力，并带有智能接口，可以与上位机通信；非智能设备本身不具备数据采集和处理能力，需要增加传感器、变送器和采集器来完成数据采集和上报。3 动力环境集中监控系统在通信局站节能减排中的综合应用3.1 交流供电系统监控管理3.1.1 市电质量的监控市电的一个常见现象就是三相电压不平衡。市电三相负载不平衡造成的危害：造成变压器的损耗增大，甚至烧毁；将导致高达数倍电流不平衡的发生，效率下降，能耗增加，并导致用电设备使用寿命缩短，增加设备维护的成本；加大线路损耗。对于数据中心、交换局等核心机房，需要进行市电综合参数的监控，主要包含：三相电压、三相电流、频率、有功功率、无功功率、功率因素、电度以及重要输入开关的状态等。通过监控，可以动态发现市电的异常，及时采取措施，起到防微杜渐的作用，防止能量损耗以及重要设备的损坏。3.1.2 动力设备用户端（负载）的监控管理一般的监控系统更多的关注是被监控的动力设备，欠缺对其负载的监控功能，没有监控到用户端（负载）。这样会出现被监控的动力设备（如：电源和UPS）本身没有任何故障，但由于没有将其负载进行科学的分配和监控，引起负载开关跳闸等重大故障。对于交流配电、油机、UPS、直流配电设备本身不能提供输出负载参数监控的设备，建议在关键位置增加相应监控测点，把负载管理起来，防微杜渐，降低故障率，提高供电系统可用度，减少现场维护，从而实现节能减排。3.2 监控系统控制空调在众多的用电成本中，空调用电费用占比重相当大，因此通过监控系统控制空调实现节能降耗很有潜力可挖。3.2.1 通信机房空调的节能。据资料表明，如果夏季将温度下调1，将增加9的能耗，如果冬季将温度上调1，将增加12的能耗。监控系统分析空调运行情况，为节能对空调及时调整运行参数，将室内温湿度控制在设定值范围内是空调节能的有效措施。对于多台机房专用空调设备的机房，监控系统通过设定的程序可以及时地根据温度状况关闭多余的空调。机房专用空调一般采用的都是精密空调，但是精密空调在制冷时存在着机房内环境温度不平衡，温差大，对主设备使用环境的安全性不利；精密空调有针对机房温湿度的智能调节功能，但离开将同一机房内不同精密空调综合管理起来的监控系统，由于各台空调之间没有通信联系，不能协同工作，存在各自为政的现象，这样就加大了空调的能耗；不能动态按机房热场分布及变化，调整制冷方案，增加空调运行时间，影响空调的使用寿命。对于采用精密空调的机房（如：数据机房、核心交换及传输机房等），建议在机房内关键部位增加一些温湿度采样点（可以动态反应机房内的温场大致分布），借助机房内的动力环境监控系统把机房内各自独立运行的精密空调管理起来，结合机房内热场的分布和变化，实现空调的“自适应、群控”、“层叠运行”管理，发挥团队的分工协调能力、合力和适应能力。3.2.2 基站空调节能控制。据统计基站中空调能耗占46%。因此，基站空调的节能管理监控是能否实现节能目标的关键。目前基站空调大多被设为制冷18，或者是自动24，而且部分地区是全年开启，浪费的现象较为严重。在确保基站运行环境要求的前提下，利用基站已安装的动力和环境监控系统，根据基站室内的温湿度的检测去控制空调，有效降低空调的运行时间，从而达到降低基站电能消耗的目的。当基站空调出现故障时，监控管理系统能够及时发现故障并通知维护人员，同时协助维护人员迅速找出故障原因、排除故障；能够根据系统发生的故障和系统的运行参数进行统计，得出优化系统运行的建议。3.3 开关电源监控管理通过动力监控系统，根据负载率变化实现对开关电源模块的开关，具有很好的节电推广价值。从图中看出开关电源模块工作在40-55%负荷下比较节能。目前，绝大多数通信电源由于考虑电池充电和N1冗余，大多运行在2030负荷状态。监控系统这方面起到了积极节能作用。监控系统对电源设备遥进行调、遥控，根据实际情况对开关电源设备的参数进行遥控修改，可以根据负荷的大小，监控系统开启适当数量的电源模块，使电源模块工作在40-55负载范围内，避免能源浪费。监控系统还具备对电源设备遥调、遥控的功能，可根据实际情况对开关电源设备的参数进行遥控修改，在节能增效方面利用监控系统的遥控功能来控制整流器的开关，来降低功耗。3.4 照明电源的节能降耗动力环境集中监控系统功能中其中有一项是对照明电的控制，照明电的能耗虽然在生产过程中占的比例不是很重，但是如果不合理使用的话，想必也是能耗费不少的能源。动力监控系统能通过门禁、红外等辅助功能达到人走灯灭的功能，杜绝了人为造成照明电长期开着的可能。3.5 利用电池组波峰波谷充放电管理节能首先，电池组定期进行充放电是有利于延长电池组使用寿命的。另外，一些地区用电高峰期电费较贵，用电低峰期电费较低；拉闸限电时有发生。用电波峰时指令所有模块休眠，迫使电池放电，波谷时再启动整流，模块采用市电供电并使电池组充电。这样即可以节省市电电费，还可以避免拉闸限电。以50V200A的负载为例子（功率10KVA），若每天放电10小时，充电15小时，波峰电价1元/度,波谷电价0.5元/度,若不考虑电池的放电效率,电池放电10小时的能量为:10KVA*10=100KVA,每天可节省电费50元。1年的用电高峰时长设为3个月,每年可节约电费: 50*3*30=4500元. 蓄电池正常充放电次数按500次计算,相当于6年,与要求的使用寿命6年相当, 6年共计节省费用2.7万元左右。利用动力监控系统的四遥功能，完成每年对蓄电池的核对性放电维护，避免用假负载放电而浪费能源，不仅节省用电，而且减少空调用电负荷。3.6 电量上传控制能耗在通信网络里，约有70%以上的耗电量都是由无线基站所消耗，目前基站电费缴纳普遍存在的现象就是由供电部门抄送电费单，然后运营商根据供电部门提供的电费单缴纳费用，这样难免存在着电费缴纳混乱的现象。在基站和机房中安装智能电表或其他可读取基站耗电情况的监控设备，通过基站的动力环境集中监控系统，上传耗电量，与历史同期值比较，超过门限显示警报，既能及时发现用电异常，又可以通过其他波形图表查找出不合理用电，压缩和下降波形曲线幅度，为节能措施提供数据分析依据。4 结束语通过以上可以看出，充分运用集中动力环境集中监控系统的支撑作用，从而真正做到动力及环境集中监控