监控实现通信机房的节能减排

　　[导读]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。

　　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。