监控实现通信机房的节能减排

2011-03-22 18:26:54来源: 互联网

电力消耗在各类能源消耗中所占比例已超过80%,因此节能减排工作将以节电为重点研究对象。有数据显示,在电信运营商的总电能耗中,基站和核心数据机房的总电耗占到了90%以上,空调及供电系统用电就占到了将近50%,其动力环境集中监控管理系统在通信局站节能减排中的作用,虽然只是其整体功能的"冰山一角,通过本文的分析,力求使读者能深入了解监控系统在节能减排中的管理、调度、决策及评估等功能,获得意外的收获。

一、供电系统监控管理

1、市电质量的监控

先来分析市电的一个常见现象:三相电压不平衡,指各相之间相电压不相等或线电压不相等,与用户负荷特性、电力系统的规划、负荷分配有关。相关标准规定:不平衡度允许值为2%,短时间不得超过4%。

三相负载不平衡的危害:

(1)对变压器:造成变压器的损耗增大,甚至烧毁。(变压器运行规程规定:中性线电流不得超过变压器低压侧额定电流的25%)。

(2)对用电设备: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。

(3)对线损:加大线路损耗。

实用建议: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。

2、交流停电/来电状态监控

先来分析一种典型的日常维护工作(无ATS时):市电停电→发油机、切换到油机供电→市电来电→维护人员去关闭油机、切换到市电供电。

假设:市电成本:1元/度,则:油机发电成本:8-10元/度(其中:燃料2元、车辆及人工4-5元、油机损耗及折旧2-3元)。

可见,油机发电的成本是市电的8倍以上,扣除必须的车辆和人工费用,"及时"关闭油机还可以节约4倍以上费用,并减少废气排放。

实用建议:对于需要采用固定油机或机动油机进行应急供电的局站,在没有ATS的情况下,增加市电停电/来电监控测点是非常必要的。

3、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,而对欠缺对其负载的监控功能,即没有监控到用户端(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。

动力设备用户端(负载)的监控管理涉及:交流配电柜、油机配电、UPS配电柜、直流配电柜等的负载管理,对容量节余、负载名称、负载种类、负载端子使用情况、负载平衡等进行管理。这些应用有:

(1)重要分路电流监控与计量:租用电、出租电计量,防止用电损失。

(2)分路负载管理:负载分配、容量预警、负载平衡分配建议,防止过流跳闸等。

(3)科学管理油机负载:防止油机欠载运行。因为,油机负载率在60%以上时才有利,否则容易引起燃油燃烧不充分、活塞、喷嘴积炭、缸体磨损加剧等。因此,有时油机多带点负载反而对油机运行有例。

实用建议: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(离不开维护车辆的使用等),从而实现节能减排(其实只是总体受益很少的一部分)。

二、精密空调综合监控管理

精密空调本身存在以下的三个缺陷:

A、温湿度自动控制的参点只是:本机回风口传感器的温湿度值。其实,该值是不能动态精确反应机房各区域环境温湿度的。

B、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。"竞争运行"(指同一机房内不同的空调可能出现有的制冷、有的加热,有的加湿、有的去湿的情况,特别浪费能源)就是一个常见的现象。

C、不能动态按机房热场分布及变化,调整制冷方案。机房热场分布复杂:由于机房交换机架排列、建筑结构、线缆走向排序等复杂的客观因素,使得即使每台空调都在努力的工作,却达不到理想的效果。

以上缺陷的直接结果就是:

(1)、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。

(2)、空调能耗加大。

(3)、增加空调运行时间,影响空调的使用寿命。

实用建议: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),同时借助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。这样,不但可以弥补以上的三个缺陷,避免引起的三个主要的不良结果。

三、选择机房动力监控的关键

随着通信机房的监控系统规模的不断扩大,作为运营维护支撑系统的监控系统,一般都能做到遥测、遥信、遥调、遥控、遥视五项基本功能。但适应多变的维护工作目标的需要,与日益发展的维护流程的结合,是监控系统不能回避的问题,如:现阶段的"节能减排"等。选择一套优质的监控系统是满足这一需要的关键,而监控系统的规划、建设和使用容易被忽视,而实际是很关键的的几个方面有:

1、局站端(SU)监控功能的主动性、自动性(如底端PLC功能):"五遥"需要借助监控中心发挥作用。譬如:对基站的空调进行遥控开关机,需要监控中心值班人员在操作终端上下发远程控制命令,如果基站的数量多到成百上千的时候,控制起来将非常费工费时,因此,现在更多的需要局站端监控设备能按一定的逻辑(如:节能运行逻辑)自动对空调进行控制,提高系统的主动性和自动性。

2、稳定可靠、适应网络发展的组网方案:"干接点"、"公务通道"等一些过渡性的组网方案在浪费了大量投资的同时,也使大家认识到监控网络规划的重要性。

3、科学、实用的监控测点方案:监控测点并不是越全面越好,而是要注重科学性、必要性和实用性,充分利用不同被监控设备的关联性,可以节省很多投资。

4、稳定可靠的硬件:除了采用性能指标优质的器件进行硬件设计外,全方位防雷设计(除了采集设备通信口、传输口、电源口有防雷设计外,每个采集通道都有单独防雷设计)是必不可少的。

5、现场工程质量:没有良好的现场工程质量,再好的硬件和软件都不可能组成一个稳定可靠的监控系统。

6、可用性、易用性设计:监控系统是一种智能工具,可用性和易用性非常重要。

7、智能性设计:综合分析能力、防微杜渐、自动决策及调度指挥、维护专家建议等增值功能。

可以想象,忽略了以上几个因素建设的监控系统,不但成不了节能减排的工具,而且会起到反作用。因为这样的监控系统可能经常需要进行现场维护与检修,花费大量的资金,长期需要值班人员靠"五遥"来协助实行"节能减排"目标也是没有可操作性的。同时,要监控被监控的动力、空调及环境设备,并协助这些设备完成各自的节能减排目标,也离不开经过科学设计的、考虑了智能性设计、具备关键增值功能的监控系统。

关键字:监控  实现  节能减排

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0322/article_5955.html
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