隨著通信行業(yè)的快速發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，通信機(jī)房的規(guī)模和數(shù)量都呈現(xiàn)快速增長，通信設(shè)備的電能消耗也在不斷提高。電力成本支出已成為各大運(yùn)營商支出的重要部分。隨著用電量的增加，通信行業(yè)急需對設(shè)備的用電進(jìn)行科學(xué)、有效的管理。特別是近些年來放置互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的IDC數(shù)據(jù)中心發(fā)展迅速，高功率密度的服務(wù)器使用越來越普遍，機(jī)房耗能管理和機(jī)房節(jié)能措施成為當(dāng)下熱門的研究課題。伴隨著各種節(jié)能減排措施的推廣，電能管理系統(tǒng)也在近幾年快速發(fā)展和應(yīng)用。各個(gè)運(yùn)營商也都希望通過電能管理系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠使機(jī)房的用電更加合理，管理更加科學(xué)。

       電能管理系統(tǒng)在功能上是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，在組網(wǎng)結(jié)構(gòu)上可能是獨(dú)立的也可能是與動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)或者其它系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的。在通信機(jī)房里，電能管理系統(tǒng)與動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)相互依賴，功能互補(bǔ)；與電力行業(yè)的智能電表相比，電能管理系統(tǒng)與之實(shí)現(xiàn)的功能相似，但關(guān)注的重點(diǎn)有所不同。

       本文將以電能管理系統(tǒng)與動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)以及智能電網(wǎng)的關(guān)系為出發(fā)點(diǎn)，分析電能管理系統(tǒng)在建設(shè)和使用上的特點(diǎn)，并就其未來的發(fā)展趨勢提出了一些建議。

       1 電能管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀

       （1）電能管理系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

       電能管理系統(tǒng)一般有兩種組網(wǎng)方式。第一種是在原有動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的通信機(jī)房，將動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)采集的電能數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)诫娔芄芾硐到y(tǒng)的管理中心（或?qū)㈦娔芄芾硐到y(tǒng)和動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)集成于同一個(gè)系統(tǒng)）。這種方式適用于已經(jīng)建有動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的通信機(jī)房，它能最大限度的發(fā)揮原有動(dòng)環(huán)監(jiān)控的作用，也能更好的降低電能管理系統(tǒng)的建設(shè)成本。第二種是采集模塊通過采集單元或直接將電能數(shù)據(jù)上傳到管理中心，管理中心再將指定的數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊�中管理中心。這種方式適合于沒有建立動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的通信機(jī)房，在新建電能管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際需求選擇電能數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)設(shè)備和傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。電能管理系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 電能管理系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

       （2）電能管理系統(tǒng)與動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的分工與協(xié)作

       隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和完善，通信機(jī)房動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)已在各個(gè)運(yùn)營商使用多年。動(dòng)環(huán)監(jiān)控主要負(fù)責(zé)監(jiān)控通信機(jī)房的電源、空調(diào)和環(huán)境參數(shù)等指標(biāo)，保證通信機(jī)房中的設(shè)備都在良好的環(huán)境下運(yùn)行。當(dāng)設(shè)備或者環(huán)境出現(xiàn)異常時(shí)，動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生實(shí)時(shí)告警并上傳到監(jiān)控中心和集中監(jiān)控中心，便于工作人員可以及時(shí)處理和維護(hù)。特別是對于無人值守的機(jī)房，動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)是工作人員獲取設(shè)備和環(huán)境信息的最重要的途徑。電能管理系統(tǒng)的主要用途是統(tǒng)計(jì)各個(gè)通信機(jī)房的用電情況，以及各個(gè)設(shè)備的用電情況。由于電能管理系統(tǒng)不是直接負(fù)責(zé)監(jiān)控通信機(jī)房內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，不直接與機(jī)房內(nèi)各個(gè)設(shè)備的監(jiān)控模塊通信，所以機(jī)房內(nèi)設(shè)備的實(shí)時(shí)告警對于電能管理系統(tǒng)的依賴性相對較低。

       在很多情況下，電能管理系統(tǒng)和動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)都保持著密切的聯(lián)系。在以前建有動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的通信機(jī)房，采集模塊通常與動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控單元相連，采集的電能數(shù)據(jù)通過動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)，再通過動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)與電能管理系統(tǒng)的接口，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔芄芾硐到y(tǒng)。這樣可以有效避免重復(fù)建設(shè)和資源浪費(fèi)。對于以前沒有建設(shè)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的通信機(jī)房，則會(huì)建設(shè)獨(dú)立的電能管理系統(tǒng)組網(wǎng)，動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)也可以利用與電能管理系的接口分享電能管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息。

       在獨(dú)立建設(shè)的電能管理系統(tǒng)中，電能采集模塊的通信協(xié)議通常有三種：一種是遵循YD/T2767-2015《通信局（站）電能管理系統(tǒng)》開發(fā)的協(xié)議；第二種是遵循DL/T645-2007《多功能電能表通信協(xié)議》開發(fā)的協(xié)議；第三種是遵循MODBUS協(xié)議開發(fā)的協(xié)議。DL/T645協(xié)議是針對電力行業(yè)的智能電表開發(fā)的，只能傳輸單路單相和單路三相交流電的數(shù)據(jù)，如果是多路采集模塊，協(xié)議的使用會(huì)很復(fù)雜；MODBUS的協(xié)議雖然簡單易實(shí)現(xiàn)，但其只能按順序傳輸較簡單的數(shù)據(jù)，不利于判斷傳輸內(nèi)容的完整性和正確性；相比之下，YD/T2767協(xié)議遵循YD/T1363.3的動(dòng)環(huán)監(jiān)控協(xié)議格式，能夠與動(dòng)環(huán)監(jiān)控更有效地配合，也更適合用于電能采集模塊中。在系統(tǒng)中對所有設(shè)備使用統(tǒng)一的協(xié)議，也有助于電能采集模塊的通用性。在已建設(shè)動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的機(jī)房，電能采集模塊可以直接與動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控單元連接和通信。采集模塊如果采用基于YD/T2767協(xié)議格式的通信協(xié)議，能直接應(yīng)用到動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)中，這樣大大增加了采集模塊的通用性。

       （3）電能管理應(yīng)用在通信行業(yè)和電力行業(yè)的差異

       最近幾年，電力行業(yè)也在對電網(wǎng)中使用的電表進(jìn)行改造和升級，力圖建設(shè)一個(gè)智能化的電網(wǎng)。改造的主要目的是將之前用于計(jì)費(fèi)的機(jī)械式電表升級為智能電表，并將用自動(dòng)抄表、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的方式替代現(xiàn)有的手工抄表、人工統(tǒng)計(jì)的模式，降低人力成本的同時(shí)也能更有效地避免人為錯(cuò)誤。

       電力行業(yè)使用的智能電表（見圖2），主要用途是電費(fèi)計(jì)量，它測量的用電量數(shù)據(jù)是電力部門收取電費(fèi)的依據(jù)。通信行業(yè)使用的電能采集模塊（見圖3），主要用途是統(tǒng)計(jì)通信機(jī)房的用電情況，并將數(shù)據(jù)上報(bào)匯總并備份，用于統(tǒng)計(jì)和分析不同時(shí)段、不同區(qū)域的用電情況，為節(jié)能評估提供原始數(shù)據(jù)；也有部分機(jī)房將電能采集模塊的數(shù)據(jù)作為對外出租機(jī)柜的電費(fèi)計(jì)量依據(jù)。鑒于在兩個(gè)行業(yè)的使用目的和側(cè)重點(diǎn)不同，在儀表的配置上，也有所差異。

圖2 電力行業(yè)用的智能電表

圖3 通信行業(yè)用的電能采集模塊

       電力行業(yè)的智能電表一般是針對整個(gè)機(jī)房或者其中的某一總線路進(jìn)行用電量的統(tǒng)計(jì)和計(jì)費(fèi)，而通信行業(yè)通常用電能管理系統(tǒng)來統(tǒng)計(jì)機(jī)房的每個(gè)用電設(shè)備的用電量，機(jī)房內(nèi)的通信主設(shè)備、空調(diào)、UPS等通常都會(huì)單獨(dú)統(tǒng)計(jì)用電量。電力行業(yè)現(xiàn)在主要依靠底端的智能電表進(jìn)行用電量和電費(fèi)的統(tǒng)計(jì)，除了用電量以外，每天的最大需求量、各個(gè)時(shí)段的費(fèi)率以及總電費(fèi)，都能存儲(chǔ)于智能電表中。在電能管理系統(tǒng)中，采集模塊測量的電能數(shù)據(jù)會(huì)及時(shí)上傳到服務(wù)器端，并可依靠服務(wù)器強(qiáng)大的處理能力對電能數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)；在電能采集模塊端，主要完成數(shù)據(jù)采集和備份的功能，對計(jì)算處理的要求相對較低。

       通信行業(yè)和電力行業(yè)中用來測量電能數(shù)據(jù)的設(shè)備，也有差異。電力行業(yè)使用的智能電表是單路單相或者單路三相的，對每一個(gè)電路，會(huì)配備一個(gè)獨(dú)立的智能電表；通信行業(yè)使用的電能采集模塊，通常是多路采集模塊，能夠同時(shí)采集十幾個(gè)甚至幾十個(gè)單相電路或者三相電路的電能數(shù)據(jù)，大多數(shù)情況下不是每一個(gè)電路單獨(dú)配置一個(gè)電能采集模塊。電力行業(yè)用的智能電表是電量計(jì)費(fèi)的重要依據(jù)，功能單一，不允許用戶對其操作和設(shè)置；而通信行業(yè)用的電能采集模塊可以根據(jù)用戶的要求設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)周期等參數(shù)，按照用戶需求統(tǒng)計(jì)相應(yīng)的用電量。通信機(jī)房的電能管理系統(tǒng)中也使用了少量的直流采集模塊，接在直流用電設(shè)備前端，用于采集直流用電數(shù)據(jù)；而電網(wǎng)的智能電表則不監(jiān)測直流用電量的信息，因?yàn)橹绷髟O(shè)備都是通過整流器將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的，與電網(wǎng)的計(jì)費(fèi)沒有直接關(guān)系。圖4和圖5分別為電力行業(yè)用的智能采集器和通信行業(yè)用的采集單元。
 

圖4 電力行業(yè)用的智能采集器

圖5 通信行業(yè)用的采集單元

       在通信機(jī)房本地，無論是智能電網(wǎng)還是電能管理系統(tǒng)，一般都會(huì)配置相應(yīng)的設(shè)備來收集機(jī)房內(nèi)的智能電表或電能采集模塊測量得到的電能數(shù)據(jù)。這些設(shè)備一般收集幾個(gè)至幾十個(gè)智能電表或電能采集模塊的測量數(shù)據(jù)。在智能電網(wǎng)中，這樣的設(shè)備稱作智能采集器或者集中抄表終端；在電能管理系統(tǒng)里，這樣的設(shè)備稱作電能采集單元。電能管理系統(tǒng)的采集單元通常比電網(wǎng)的智能采集器功能強(qiáng)大，甚至具有嵌入式操作系統(tǒng)，不僅能夠?qū)�進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)處理和告警信息處理，還能與管理中心通信，完成管理中心指定的操作。而智能采集器目前主要是完成數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)的工作，匯集多個(gè)智能電表的數(shù)據(jù)。

       2 電能管理系統(tǒng)發(fā)展建議

       （1）直流采集模塊在電能管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

       目前，電能管理系統(tǒng)主要是統(tǒng)計(jì)交流電能的數(shù)據(jù)，包括機(jī)房、基站的總用電量、空調(diào)用電量、UPS用電量等；對于直流用電量的數(shù)據(jù)，電能管理系統(tǒng)采集得比較少。通信機(jī)房中的大部分設(shè)備是交流供電，而直流設(shè)備在數(shù)量和用電量上都比交流設(shè)備小很多；通信基站雖然使用直流設(shè)備，但由于基站數(shù)量太龐大，而且很多基站都在邊遠(yuǎn)地區(qū)，對于基站的電能測量設(shè)備的改造，人力財(cái)力成本都很高，而且基站的用電量比機(jī)房要小很多，所以大部分的基站現(xiàn)階段主要測量的是總用電量或者各個(gè)總線路的用電量，只有少數(shù)的標(biāo)桿站會(huì)測量基站內(nèi)的各個(gè)設(shè)備的用電量。而且，現(xiàn)階段很多直流供電設(shè)備的用電量都通過相應(yīng)的高頻開關(guān)電源等設(shè)備的交流用電量來計(jì)算得到的，并不是準(zhǔn)確的直流用電量。然而，近幾年，隨著240V、336V等直流供電的推廣，機(jī)房中的直流供電的設(shè)備越來越多，對直流用電量的測量和管理，是今后電能管理系統(tǒng)需要完善的一項(xiàng)重要工作。

       對于電力行業(yè)來說，直流用電設(shè)備并不是直接與電網(wǎng)相連接，而是通過整流器將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電后再提供給直流設(shè)備。出于單獨(dú)計(jì)費(fèi)的需要，電力部門只計(jì)算電網(wǎng)供應(yīng)的交流電的費(fèi)用，而不會(huì)計(jì)算直流電的費(fèi)用，所以對直流電的用電情況并不關(guān)心。但是，在通信機(jī)房中，由于運(yùn)營商需要對各個(gè)設(shè)備的用電情況進(jìn)行細(xì)致的統(tǒng)計(jì)和分析，特別是節(jié)能評估計(jì)算設(shè)備用電量時(shí)，直流設(shè)備的用電量也是必須統(tǒng)計(jì)的，所以在電能管理系統(tǒng)中，測量直流用電設(shè)備的用電量也是很必要的。

       直流電能的測量，從技術(shù)上來說并不難實(shí)現(xiàn)，但需要安裝專用的直流電能采集模塊。這在電能管理系統(tǒng)建設(shè)初期是一筆不小的投入�，F(xiàn)在有一部分機(jī)房、基站的直流設(shè)備配置了直流電能采集模塊。是否配置直流電能采集模塊，是一個(gè)需要通過評估成本和需求的綜合抉擇。

       （2）電能管理系統(tǒng)對諧波治理的貢獻(xiàn)

       隨著科技和國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的發(fā)展，人們對電能質(zhì)量的要求越來越高�，F(xiàn)在電網(wǎng)供電的電壓已經(jīng)很穩(wěn)定，但仍有電流諧波高、功率因數(shù)低的用電設(shè)備接入電網(wǎng)。這些設(shè)備的使用，對電網(wǎng)以及電網(wǎng)中的其它用戶，都會(huì)有不良的影響。

       采集模塊可以在采集電壓、電流、功率等電能參數(shù)的基礎(chǔ)上，增加諧波的采集功能，這個(gè)功能從技術(shù)上來說也不難實(shí)現(xiàn)，只是采集模塊的成本會(huì)有所增加。如果具有諧波檢測功能的采集模塊未來大規(guī)模普及，成本下降也是必然趨勢，屆時(shí)具有諧波檢測功能的電能采集模塊將有機(jī)會(huì)被推廣。隨著電能管理系統(tǒng)的推廣和普及，高電流諧波、低功率因數(shù)的用電設(shè)備將很容易被發(fā)現(xiàn)，諧波治理工作也可以有針對性的展開，而不必在尋找諧波的源頭上花費(fèi)大量的精力了。如果能夠準(zhǔn)確定位諧波來源，并采取針對性措施對諧波進(jìn)行治理，那么整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)的電力質(zhì)量都將會(huì)大大改善，電網(wǎng)中的用戶也將能夠用上更穩(wěn)定更可靠的交流電。

       （3）電能管理系統(tǒng)在節(jié)能評估方面的應(yīng)用

       近幾年，隨著各種節(jié)能政策的出臺(tái)和節(jié)能措施的實(shí)施，節(jié)能效果的評估成了一個(gè)熱門的研究內(nèi)容。目前關(guān)于機(jī)房節(jié)能評估，最熱門的就是機(jī)房能耗的PUE值。PUE值計(jì)算是通信機(jī)房的總用電量與主設(shè)備用電量的比值。各個(gè)節(jié)點(diǎn)的用電量數(shù)據(jù)，可以通過電能管理系統(tǒng)采集并匯總。所以，電能管理系統(tǒng)將為機(jī)房的節(jié)能評估提供完整的原始而且可信的數(shù)據(jù)。

       （4）電能管理系統(tǒng)在云計(jì)算的應(yīng)用

       隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，云計(jì)算在各個(gè)領(lǐng)域正大力推廣發(fā)展，通信行業(yè)也不例外。近幾年，很多通信運(yùn)營商、互聯(lián)網(wǎng)公司都在建設(shè)大規(guī)模的IDC數(shù)據(jù)中心。云計(jì)算應(yīng)用電能管理系統(tǒng)，只是時(shí)間早晚的問題。

       電能管理系統(tǒng)可以在全國統(tǒng)一建設(shè)數(shù)據(jù)中心用于存儲(chǔ)和處理全國各地的用電量數(shù)據(jù)，將各個(gè)機(jī)房的用電數(shù)據(jù)直接傳到該數(shù)據(jù)中心平臺(tái)，各個(gè)省或市的管理中心可以作為客戶端訪問該數(shù)據(jù)中心。這樣可以將全國的數(shù)據(jù)資源集中管理，有助于各地?cái)?shù)據(jù)資源的完整性和統(tǒng)一性。這種解決方案需要消耗龐大的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)資源，在現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)帶寬條件下，實(shí)現(xiàn)起來有一定的技術(shù)和成本的困難；然而，隨著網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，相信在不遠(yuǎn)的將來，這樣的解決方案將會(huì)是一種發(fā)展趨勢。

       3 結(jié)束語

       本文介紹了通信機(jī)房電能管理的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)、與動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的分工協(xié)作以及與智能電網(wǎng)的差異，并根據(jù)當(dāng)前通信行業(yè)的發(fā)展趨勢，提出了針對未來發(fā)展的一些建議。隨著節(jié)能減排在全國的興起，作為節(jié)能減排重要的評估手段之一，電能管理系統(tǒng)未來必將在通信機(jī)房中扮演著重要的角色。

       作者簡介

       劉亦珩，就職于中國信息通信研究院中國泰爾實(shí)驗(yàn)室，長期從事通信電源和機(jī)房環(huán)境的測試和標(biāo)準(zhǔn)制定工作。YD/T2767-2015《通信局（站）電能管理系統(tǒng)》第一作者，YD/T1363《通信局（站）電源、空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控管理系統(tǒng)》系列標(biāo)準(zhǔn)起草組成員。牽頭制定了多個(gè)通信電源、機(jī)房環(huán)境行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

轉(zhuǎn)載請注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/

本文標(biāo)題：談通信機(jī)房電能管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展

本文網(wǎng)址：http://www.ezxoed.cn/html/support/11121519172.html