基于合同能源管理的节能收益测量方法研究

1、r甚予合同能源 管理拘 扩0=1秘魄,77J 。L f羞 -芦0.墨甜JL节能收益测量方法研究 中国联合网络通信集团公司江苏省分公司运行维护部梁文斌摘要:分别针对基站主设备节能、基站空调节能、核心机房空调节能等几种典型应用场景,提出了“分类抽样法”、 “横向对标法”、“自身纵向对比法”等节能测试方案。并对EMC的商务操作模式提出了“反向竞拍机制”的设 想。关键词:合同能源管理;节能,测量1问题的提出1.1定义合同能源管理(EMC:energy management contracting是节能 服务公司与用户签订能源管理合同,为用户提供节能诊断、融资、 改造等服务.并以节能效益分享方式回收投资

2、和获得合理利润。 合同能源管理是发达国家普遍推行的、运用市场手段促进节 能的服务机制,可以大大降低用能单位节能改造的资金和技术风 险,充分调动用能单位节能改造的积极性,是行之有效的节能措施。 2010年4月2日.国家发改委、财政部、税务总局下发了 供于加快推行合同能源管理促进节能服务产业发展的意见. 出台了一系列针对节能服务公司和用能企业的优惠政策,积极 扶持、鼓励、推广应用合同能源管理模式。1.2EMC协议要点采用合同能源管理模式实施节能减排改造项目.其合作协 议关键内容包含以下两个方面。2节能效果的评估测试与验证方案。这是合作协议的重点 和难点部分,是节能双方合作的基础。评估测试方案是否客

3、观、 公平、公正、科学、合理,直接影响到双方的合作。如果方案不完 善。极易在合作过程中发生纠纷。在协议中需制订详细的评估 测试与验证方案,方案要满足“可测量、可报告和可核查”的要 求。并要在协议中约定实测效果与预测偏差的处理办法。另外, 由于节能改造涉及的站点数量较多。各机房、基站之间存在一 定的差异性,因此.如果对全部的节能改造对象进行节能效果 测试的话。所花费的时间、人力、物力、财力可能较大,并且可能 会影响到实际的节能收益。下面将详细论述几种典型应用场景 的节能测试方案。2基站设备节能收益评估测试方案2.1节能原理从通信业界的能耗统计数据来看。在移动通信网络中,中 江xo信lFebrua

4、ry 20”59万方数据TCHNOLOGY PRACTICE E墨目日习心机房用电约占20%。基站用电占到80%。基站用电中通信设 备用电约占55%60%,空调用电约占40%一45%。因此如能有 效降低基站主设备的能耗,对节能减排工作意义重大。主设备 能耗降低后,还能带来电源设备、空调等能耗的降低。在夜间等低话务量时段,无线基站设备自动关闭空闲的载 频或时隙,可实现基站主设备20%以上的节能效果。2.2测试方案由于无线基站数量庞大,站点分散,因此对全部基站站 点逐一测量显然不切实际,所耗费人力、物力、财力也与所 获收益不成比例。由于基站主设备能耗主要与其载频配置 有关,可依据载频配置对基站进行

5、分类,故提出以下的“分 类抽样法”。考虑到全部基站载频配置种类较多,但最主要的几种配 置,其总量占比(指该载频配置方案的基站数占全部基站总数 的比例较高,基本可代表了全部样本。表l是某公司GSM基 站各种载频配置的分布统计,可以看出前13种载频配置方案 已覆盖了96%以上的基站。通过对这13类载频配置的基站进 行节能测试,基本可反映出基站的全貌。表I GSM基站载频配置分布表注:S表小阚【化荜站:S2表小改阚【x订2拿载频:￥2.r2/2表示该摹站为3个扇区.每个崩区配簧了2个载频.关于抽检比例,建议可在基站总数的l%一5%之间选择。选 60February加11I江X圣压 择比例越高,肯定测

6、量结果越准确。但测试所花费的人力、物力、 财力也更多,需在两者之间做平衡。采用“分类抽样法”,在选择每类基站测试数量的时候,可 依据其占全部基站总数的比例来确定。例如表l中￥2/2/2配置 占了全部基站总数的57%,那么我们在测试样本中,该类型基 站占测试样本总数的比例也要求较高,以保证某种载频配置的 基站占全部基站总数比例越高,则测试的站点数越多,从而测 量结果的准确性也更高。对于测试样本范围以外的载频配置方案,例如￥4/3/3,可将 其理解为载频配置为一个s4、两个S3基站的叠加,其中s4即 可取￥4/4/4基站测试结果的1/3。S3可取￥3/3/3基站测试结果 的l乃。因为￥41414相

7、当于3个独立的s4基站组合在一起,因 此S4配置的基站能耗是￥4/4/4配置的基站的能耗的I/3。其他 载频配置同理。对于具体某个基站来讲,其测试方案如下:测试组网图见图l。利用钳形电流表对基站设备-48V电 源输入口进行电压和电流的测试,例如可采用Fluke 345型钳 流表。Fluke345钳流表可以自动进行数据记录,记录间隔时间 设置为l min或者5rain,按照间隔1min的频度保存,可以保存 13d;按照间隔5min的频度保存可以保存2个月。图l基站能耗测试组网图测试结束后,将Fluke345读取的基站电流值导出,导出的 文件是Excel文件,记录的电流有最小值、平均值、最大值3种

8、, 我们采用平均值。为了保持与基站提取的话务数据一一对应。 可以小时为单位将电流值进行平均。则得到/o、,I、%等24个 时间段的平均电流值,将这些平均电流分别乘以测试的电压, 可以获取R、Pl、如等24个时间段的平均功耗值。由功耗值可以推出每/i'vJ,时的用电量Qo、Ql、Q。则一天 的用电量Q=Qo+Q。+Q分别计算出节能前与节能后相等时间段的用电量.节省电 量等于节能前用电量减去节能后用电量,得到开启节能特性的 电量绝对收益。万方数据3基站空调节能收益评估测试方案3.1节能原理除基站主设备之外。基站内第二大耗能大户就是空调,因 此很多节能技术就是针对空调进行的改造。新风、热交换

9、、热管等节能改造方案,是通过直接或间接利 用户外冷源的方式,全部或部分替代空调。以减少空调开启时 间,从而实现节能。蓄电池恒温柜是通过将基站内对温度最敏感的蓄电池单 独分隔、单独温控的方式,基站内剩余的无线主设备、传输设 备、开关电源等设备相对较耐高温(可满足40一45,从而可 大幅度提高基站原有空调的温度设定值(从24.28oC提升到 3235,实现节能的一种方案。3.2测试方案上述节能方案。均是针对空调进行的节能改造。基站空调 的能耗主要与设备发热量以及房屋的围护结构有关系。基站虽 然数量庞大,但相互之间具有可比较性。因此可采用“横向对标 法”进行节能效果的测试。将全部基站依据负载电流和建

10、筑结构类型,细分为22类。 建筑结构主要分为砖混结构和彩钢板结构两类。负载电流,以 10A为单位,从“lOA以下”至“100A以上”,共产生22种基站 类型。见表2。黟 臻表2基站能耗统计分类表从每类型基站中随机抽取部分基站不进行节能改造,作为 节能效果对比的标杆基站。标杆站与节能改造站,这两类基站 分别全过程挂表计量实际能耗。假设共有m个标杆基站。其测 量的能耗分别是形,、缈:彤。,将其平均值作为该类基站的标准 能耗,即(彤。+彤:+形。/m。n个进行了节能改造的该类别 基站的能耗分别是矽bl、形盯矽b1.则该类基站总的节能收益是 (彤I+形2+矽。,rain一(形bl+形垃+形h1。其余类

11、别的 基站可参照上述方法测量计算。运用上述方案时。应注意:1同类中标杆基站的数量一般不应低于总数量的5%,比 例越高则测量准确性越高.但标杆站无法安装节能装置,影响 了节能总收益.故其比例一般不宜超过10%。2在选取标杆基站的时候,应尽量剔除一些情况较特殊的 基站,以便使标杆基站的测试结果能够代表全部基站的普遍情 况。4一般基站仅安装了一块电表(普通电表或智能电表,仅 计量基站总耗能,没有区分开关电源的能耗和空调能耗。而新 风、热交换等节能改造仅节省了空调的能耗。故最好要安装多 块电表(或多测量回路的电表。以便精确计量空调的能耗。 5如果仅安装了一块总计量的电表.也可以采取测量结合 计算的方式

12、,来估算空调的节电量。电表计量的总电量,减去通 过计算的方法得到的开关电源用电量,其中电流如果发生变 化,可以分段计算后累加,电流数据可从动环监控系统提取。一 般来讲,基站负载电流也不会频繁地发生大幅变动(除非增减 了通信设备。两者相减即得到基站空调的耗电(还包含了照 明、施工的用电,以及节能系统自身的耗电。当然空调的耗电占 了这其中的至少90%以上。4核心机房节能收益评估测试方案4.1节能原理核心机房虽然数量不多。但能耗更加集中.单个机房的耗 能是基站的几十甚至数百倍。根据统计数据,占机房总数不到 4%o的核心机房消耗了全部机房总能耗的20%。同时.由于核心 机房内的设备重要性等级非常高,对

13、环境温度要求比较苛刻, 因此核心机房的空调一般全年四季都需要开启.空调耗电占到 了核心机房用电支出的400/050%。这是节能减排的重点对象。 针对核心机房节能的方案也非常多.包括热管节能技术、缸XoI;I Febmary 2们161万方数据TCHNOLOGY PRACTICE毯班目圈乙二醇载冷剂节能系统、水蒸发式新风节能系统、新风加湿一 体机组、精确送风系统、空调室外机雾化喷淋系统等。4.2节能效果测试方案由于各个核心机房之间差异性非常大,不具有横向可比较 性,因此在移动基站普遍采用的标杆基站法不适用于核心机房 的节能测试。核心机房可采用“自身纵向比较法”,即每处核心机房与自 身运行能耗进行

14、比较,对比节能系统开启和关闭模式下的运行 能耗。两者差值即所节省的能耗。本方案基于以下的假设条件:1一个月内,外部环境温度变化相对较小,空调每日能耗 基本相当。通过机房能耗自身的纵向对比,得到节电值。2每个月约定一个固定的起止时间用于对比测试,对用能 企业和节能服务公司相对较公平,测试期内既有可能对节能公 司较有利,也有可能对用能企业较有利。但从概率和长期趟势 来看,双方基本持平。测试步骤如下:1每个月约定第l周(或者X X号一X×号之间.或者每 周的第×天等关闭节能系统,使用传统的空调制冷,记录平均 每天的耗电量蜀。2每个月剩余时间,开启节能系统(节能系统与精密空调 之间

15、设置联动,由节能系统控制精密空调适时启停,记录空调 和节能装置的总能耗.得到平均每天的耗电量B。3两者相减即得到平均每日节电量,乘上当月开启节能系 统的天数d。即得到本月节能收益为(晶一易d。此方案的缺点是每个月损失了一周的时间用于对比测试, 无法发挥节能系统的全部作用。当然也可以个季度选择一周 做对比测试,但这样波动性可能会较大。需在节能收益最大化 与测试相对准确性之间寻求平衡。5商务操作模式传统的招标采购模式下,用能企业通过招标的形式.在满 足技术规范的基础上.选择性能价格比最高的节能产品。而EMC模式下,用能企业与节能服务公司之间是合作的 关系,不涉及采购,因此如何选择合作伙伴,如何确定

16、分成比例 和合作年限.是个难题。这里。可借鉴引入“反向竞拍机制”,即各厂商针对通信机 房、基站提出自己节能改造方案.并就“年均总节电率”和“分成 比例”进行报价竞拍(分成年限暂统一定为3年,以“用能企业 总收益”最高者中标。表3给出了厂商在投标时承诺的不同最62Febnlary 2011l缸X圣壤 低节电率和分成比例情况下节能公司与用能企业分别可获得 的总收益。表3节能收益测算表注:分成比例是指节能公司与用能企业的分成比;节电率、分成比例由节能公司自由竞价,表格后两栏收益 是以年均电费支出为“1”讨博所得的3年总收益。以第一 行为例,3年节能公司的总收益为l×35%X30%×

17、;3= 0.315,用能企业的3年总收益为lx35%x70%x3=0,735。这样通过市场化的竞争机制。在各种节能技术之间、各节 能服务公司之间开展竞争.鼓励节能企业“百花齐放、百家争 鸣”,在竞争中实现合作双方的共赢。6风险控制6.1风险1:实际节电率低于承诺值在“反向竞拍机制”下。节能公司为争取能够中标.可能会 倾向于承诺个较高的最低节电率。当实际节电(下转第66页万方数据TCHNOLOGY PRACTICE匿口目圈205辆奔驰smart汽车销售一空的奇迹;第五类是搜狐、新浪等联盟u团可以将团购作为一种营销手段,利用其丰富的商家资 门户网站。各大互联网巨头纷纷涉足网络团购领域,国内网络 源

18、,建立个类似于淘宝商城的本地化电子商务平台,个零库 团购市场竞争如火如荼,甚至一度还传出了Groupon准备进入 存、零物流的电子商务平台,汇集了众多的加盟商家,由商家自 中国市场的消息。 主决定向消费者提供的商品或服务,而“一日一团”则作为平台 威胁二:同质化现象严重,创新不足。 的个功能模块,其线下团队也可以演变成商家管理团队。 国内的团购网站大都是Gmupn的模仿者,联盟u团也不 3联盟U团应当对商家分布进行更为精细的划分,可以考 例外。当消费者刚接触团购网站时会觉得很新鲜,但浏览过好 虑在城市站点下面分设以商业罔或行政区域来划分的团购频 几家网站之后。消费者面对千篇一律的网页界面、团购

19、模式、甚 道。在每个频道里,都给消费者提供周边的团购项目。精准的地 至差不多种类的商品,早晚会觉得厌倦。联盟u团也正面临着 理位置划分让消费者在团购时针对性更强,能够轻松实现就近 这样的问题刨新不足,团购模式同质化。 消费,极大地方便了消费者。4作为第一家带有运营商背景的团购网站,联盟u团可以 4联盟U团发展对策研究 选择提供带有通信行业色彩的商品或服务。或许在不久的将 来,联盟u团会推出定制终端、手机话费、通信业务等方面的团 从2010年9月联盟u团成立以来,面对残酷的市场竞争 购,既能从中获利又能扩大移动的市场份额,一举两得。和同质化的问题,联盟u团未来该如何定位自己,又该如何发展,都是值

20、得思考的问题。 5结束语1既然单一的团购活动很难再增加消费者黏性,那么网站社区化将是比较理想的道路。人们对于社交的需求是惊人的, 团购网站的发展并不是一味地模仿别人,Gmup眦的成功 人人网、开心网等SNS网站在短时间内聚合了大量的人气便是 不仅仅是依靠商品或服务,更重要的是模式的创新和个性化的 最好的证明。眼下联盟u团不论是开通线上的社区论坛抑或是 消费体验。因此,联盟u团不仅需要做到服务上的无可挑剔,还 组织线下的社交活动,均不失为增加消费者黏性的捷径,可以 需要把不断创新内化为网站的核心价值观,只有如此,才能在 充分满足消费者“团购+社交”的需求,提高消费者活跃度。 千团混战中脱颖而出,笑傲群雄。 2面对严重的同质化问题.积极寻求转型或许不失为上策。(上接第62页率低于预期时,虽然节能公司获得的节电收益也 高,一律排除在合作范围外。节能绝不能以牺牲通信网络的安全 降低。但用能企业获得的收益也降低,并且局站资源被占据,无 性为代价。在合作协议中可增加相关条款,如:“节能服务公司提 法引入新的节电效果更好的厂商。为避免此情况,合作协议中可 供的产品,如未达到用能企业提出的技术规范要求,或在其使 约定