能源管理系统项目建议书.doc

一、 项目简介节能减排已经列为国资委对国有企业的重要考核指标，深入开展节能减排工作是企业可持续发展的重要策略。2009年，中国通信分公司能源费用8.55亿元。其中，电费高达7.94亿元，占比93%；水费、燃油、取暖费共计0.61亿元，占比7%。在7.94亿元电费中，生产用电7.66亿元，占比96.5%，非生产用电0.28亿元，占比3.5%。在7.66亿生产用电组成如下：固网电费5.725亿元，占比74.7%，包括中心机房电费3.265亿元，模块局、接入网电费1.61亿元，小灵通基站电费0.85亿元。移网电费1.935亿元，占比25.3%，主要为移动基站电费。在生产用电中，分为通信设备用电以及空调用电，在中心机房，空调用电占比为40-50%，在基站及末端机房，空调用电约占30-45%。全省空调用电全年约为3亿多元。在通信服务领域，节能降耗已成为企业可持续发展的重要工作。机房的能耗，通常包括以下几部分：1） 机房通信设备用电。通信设备消耗的电能，大部分又通过热量损耗方式排放到机房中。2） 机房环境用电，包括机房空调用电、照明用电等。空调设备耗电约占总用电量的50%左右。通过分析通信局站能耗状况，其能源费用支出数额较大，其中生产用电占总耗能费用的绝大部分，是节能减排工作的重点，而每年3亿多元的空调用电将是节电工作的重中之重，具有较大节约空间。为此，中国联通集团*省分公司积极响应国家、集团公司的号召，积极开展节能减排工作。目前主要的节能减排措施如下：（1） 机房（基站）内增设新风系统；（2） 机房（基站）内增设热交换系统；（3） 旧空调的冷凝器改造；（4） 热管一体化空调；（5） 基站内增加电池温控柜。以上节能减排方式，理论效果都非常好。但由于目前通信机房和基站内没有能耗计量系统，无法对各个站点能耗进行实时的监测及管理，难以判断节能减排效果的真实性。同时，集团公司要开展合同能源管理工作，该工作要求乙方投资通过节能分成的方式实现节能的目标，同时降低联通公司的初期建设成本。但该工作的实施，首要前提是建立一套完善的能源管理系统，掌握需要节能的各个站点的实际运行能耗和节能减排实施后的实际运行能耗，从而，分析出节能效果，与乙方投资分成。作为集团公司合同能源管理工作的试点省市，该项工作完成的好坏，决定着集团公司的下一步推广，具有重要意义。主要结论和建议本项目是节能减排工程的有效支撑，是机房精细化管理的必要条件，实施的必要性非常强。由于节能减排任务重、时间紧，建议尽快立项实施。二、 项目建设必要性和迫切性1. 集团公司节能降耗工作要求国资委已将集团公司纳入2011年节能减排指标关注类企业，集团公司公司对此高度重视，对节能减排提出了明确要去，制定了严格的考核办法。集团公司要求，必须加大电费精细化管理力度，通过电费管理系统的建立，加大通信局站的详细耗电检测管理力度，并通过电费管理系统，进行局站电量的采集及上报（按月上报集团公司），集团公司制定的部分节能减排考核内容必须通过电费管理系统才能实现。2. 电费精细化管理的需要目前全省通信局站用电管理工作存在较多困难：由于点多面广，缺乏有效支撑手段，巡检抄表间隔时间较长，在基站、模块局存在偷漏电现象，相同规格的局站，用电量相差较多，部分超过10%。截止2010年上半年，移动基站15432个，中心局、模块局及接入网点约31236个。由于缺少系统支撑，难以实现机房、基站能耗的精细化管理，管理效益难以得到有效实现。3. 合同能源管理工作的需要集团公司要开展合同能源管理工作，该工作要求乙方投资通过节能分成的方式实现节能的目标，同时降低联通公司的初期建设成本。但该工作的实施，首要前提是建立一套完善的能源管理系统，掌握需要节能的各个站点的实际运行能耗和实施节能减排措施后的实际运行能耗，从而，分析出节能效果，与乙方投资分成。没有能源管理系统予以支撑，该项工作也难以开展。三、 建设原则与方案1. 建设原则由于网点多，且网络规模还在不断扩张，全部对每个网点实现计量监测是不现实的，因此本项目遵循分期、分批实施，重点实施的原则。2. 动环监控系统现状约95%的基站内设置了动力环境监控系统，20%的固网机房内设置了动力监控系统。因此，本项目的实施不能完全依赖现有的动力环境系统。公司的动力及环境监控系统采用逐级汇接的结构，共三级，即省级监控中心、区域级监控中心、局站监控中心。现基站动环监控系统是通过监测模块进行数据采集，然后监控单元通过两种途径上传至地市监控中心，一是通过传输2M，借助传输SDH设备上传至监控中心；二是通过G703-2协议，借助基站主设备从语音2M中划分1个时隙传至核心机房BSC，数据重新通过2M汇总至监控中心。中心机房动环监控系统是通过监测模块进行数据采集，然后监控单元相互级联，通过传输2M传至地市监控中心。接入网点动环监控系统通过moderm拨号实现传输。现基站动环监控系统只监测了输入电压，没有采集电流值，无法对能耗情况进行分析。中心机房监控系统主要监测空调和UPS的状态，没有计量功能，且监测面较小。3. 建设方案能源管理系统通过将基站总用电量、开关电源、空调、照明和插座等用电量进行监测并纳入监控系统，可以定期统计不同基站、基站内不同设备的用电量。电量采集系统建设在动环监控系统的平台上，用电量采集设备通过RS485/RS232/RS422总线将数据上传给用电量专用管理系统。电量采集数据的统计、管理及分析功能在监控中心完成，该监控中心可完成基站用电量的实时查询、统计、管理及分析功能，实现优化基站节能策略、筛选高效率动力设备、科学管理电费等。3.1 建设目标（1）规范和加强能源管理，从粗放式的能源管理模式向精细化模式转变（2）建立统一的能源管理系统，为企业提供全面、实时、准确的决策依据（3）及时发现能源使用过程中浪费的情况和故障发生点，及时解决能耗问题（4）建立能耗绩效考核指标（KPI），为节能管理和考核提供数据支持（5）对节能措施和节能设备改造产生的效果进行跟踪、测量、验证和评估（6）分析各种环境变量对能耗的影响，如天气、时间、流量等，提供准确的能耗预测（7）生成各种类型和格式的数据报表，实现成本分摊和结算，对内部和外部进行能源审计（8）通过实时负荷控制实现需求侧管理，帮助企业合理计划能源消耗，平衡能源需求3.2 前端数据采集建设方案基站电量管理系统由前端数据采集设备、通信链路和用电监控中心等部分构成。监测系统应将所有局站和办公、营业场所的电气回路、分项计量点进行全采集。电表的采集不局限于电量值，因具备采集电压、电流、功率因数和电费量（分时、阶梯电价）等参数。为分析和管理提供依据。能耗采集区域的环境变量（温湿度、流量等）也应一并采集，为数据分析提供支撑。 前端用电量采集设备通过RS485RS232RS422等总线接入到其他公司的传输设备的传输接口上，通过传输网络基站电量信息被传输到其他公司的动力环境监控系统中，动环系统对传送上的电量数据进行分析、统计，最终将数据存储进系统数据库中。采集设备支持动环监控系统标准通信协议。基站先由电参数采集器进行数据采集，采集的数据通过传输设备送往其他公司的动力环境监控系统，动力环境系统将实时数据储存在中间数据库。C接口除了拥有取实时数据的功能，还可以在通讯中断恢复后取保存在中间数据库中的历史数据，以维持本管理系统中的数据连续性。C接口在取得基站数据后，将之入库，同时部分数据由专用的电量管理系统内部程序处理加工后入库。功能需求：1）局站、设备的基本信息存储，基站信息包括：基站编号，所属地州、县和供电所，采集器和智能电表编号，名称，结构，材质，体积，外部环境，设备数量，主设备载频等；设备信息包括：类型，厂家，型号，功率，投入使用时间等；2）计算局站中各主要用电设备的用电量并存储；3）可采集基站内外温度，对比用电情况；4） 综合电力采集器具有自检功能，可以对采集器、智能电表、供电故障、通信故障进行判断发回中心侧，提供相关信息。5）要求电力管理器其本身可根据机房环境温度和上级指令有选择对智能/非智能耗能设备（空调）进行硬关闭和开启功能（即关闭和开启电源），以达到节能目的。6）综合电力管理器（采集器）能对电力部门的不同计费方式的智能电表（高压采集计费和低压采集计费）采集数据，并根据安装环境提供不同防护等级满足安装要求。7）综合电力管理器应能根据电力部门需求合理计算线路、变压器损耗，保证输出数据满足电力部门计费需求。8）综合电力管理器发回营销自动化主站信息和格式，应符合南方电力相关要求。9） 综合电力管理器（即集中器）应符合南方电力集团 Q/CSQ 12101.6-2008 营销自动化系统低压抄表集中器技术要求和南方电力集团 Q/CSQ 12101.8-2008营销自动化系统、负荷管理终端、配变电监测计量终端及低压抄表集中器通信协议10）本系统可通过C接口可与其他支持C接口系统互联，进行数据互传11）支持集团公司wmmp协议，可与电力部门进行数据互换3.3 组网方案及功能要求系统架构能源管理系统能够监测、计算、对比分析通信基站、接入网点、模块局、中心机房内的交直流用电设备的各类电气参数。根据本工程实际情况，采用3级组网结构，设1个集中监控中心。第1级为监控单元，主要作用是将机房总用电量、空调设备用电量、通信设备用电量、电压、电流、功率因数等实时数据进行采集并经传输网传送到地市数据汇聚层。第2级为地市数据汇聚层，具有数据缓存功能，接收各监控单元上传的数据，进行分类、压缩打包，根据省级平台的设置要求，分类别、分时间段上传至省级监控平台。第3级为省级监控中心，监控平台对上传来的数据进行统计、报表管理、分析，产生各种类型的日统计报表、月统计报表、季统计报表和年统计报表，这些报表将成为指导节能决策、挖掘节能潜力、优化节能管理流程制度等的有力依据，以实现能耗数据的精确化、具体化管理。网络拓扑见下图：第1级 监控单元监控单元选用具有显示功能的采集上传装置，具有交/直流电流、电压、功率因数、电度等相关数据的采集功能（智能电表功能），并具有上传功能，支持以太网、RS485、2M线、GPRS等多种传输方式，方便灵活。监控单元还宜具备监测照明、水浸、门禁、视频、消防及其他智能设备等的能力。基站、接入网点、模块局的监控单元暂按3路380V或220V交流，1路220V交流，2路48V直流功能考虑，应具有后期增加检测回路的扩容能力。中心机房内监控单元根据中心机房的实际情况应具备20-100回路的监测能力，应具备监测照明、水浸、门禁、视频、消防及其他智能设备等的能力。监控装置安装在机房内现有综合机柜上或单独挂墙安装，需要供电的装置，宜支持双路供电模式。第2级 地市数据汇聚层地市数据汇聚中心主要由操作员工作站、交换机、前置通信屏、前置软件等组成。主要接收各监控单元上传的数据，进行统计、分类、打包压缩处理，有一定的数据分析功能；在未上传至省级监控平台数据之前，数据进入缓存区，按照省级监控平台设置的时间，分时间段将数据上传至省级监控中心，暂定每1小时上传1次数据。地市数据汇聚中心管理人员可以通过WEB网页方式登录浏览、管理所在地市机房的能耗、设备用电情况。地市数据汇聚中心能够接收现有机房动力环境监控单元及其他监控单元采集的数据，第三方监控单元采集的数据需满足地市汇聚中心规定的格式、精度，并需满足地市监控中心采用的传输方式。地市数据采集及上传管理系统安装在现有各地市监控中心内。地市数据汇聚中心设备能够接收来自以太网、2M（155M）线等的数据，将地市的机房和移动网基站数据通过DCN网上传至省级监控中心。第3级 省级监控中心省级监控中心主要由存储设备、服务器、操作员工作站、能源管理系统软件、数据库软件等组成。省级监控中心设备能够与DCN网连接，可以接收各地市监控中心上传的数据，并根据数据做存储、计算、对比分析，生成报表，为节能减排及设备运营维护提供参考数据。通过省级监控平台可以授予各地市数据汇聚中心管理人员的权限，即各地市的管理人员只能看到和管理所负载地市机房的信息，其他地市的机房情况是看不到的；或者只能浏览无法删改。省级监控中心操作系统安装在现有省集中监控中心内，存储、服务器等设备安装在省集中监控机房内。建议数据存储时间为3年。3.4 软件功能要求能源管理监控软件除具有方案必须的功能以外，还应具有自行填写报表上报至省级平台的功能，如水、油等数据报表。系统必须为开放式，能够实现与其他软件的对接，如资源管理系统、ERP、电费管理系统等。同时，方便第三方监控单元的接入，但第三方的监控单元需满足软件数据采集的规定格式、精度。软件具备后期升级、扩容、再开发功能，能够实现新旧版本的平稳过渡，不影响系统的正常运行。系统软件应能够实现数据、图形、模拟图、柱状图等多种图形的相互对比、标杆对比、与历史数据对比，并能够通过地图的方式，实现站点的定位管理。还应具有告警功能，能够灵活设定参数，对站点分类，设定标杆，将超过标杆指标的站点实施告警，方便实施节能措施。3.4.1WEB界面3.4.2GIS显示界面3.4.3能耗监测在自定义仪表板上组合显示您的 KPI 指标（以分钟为单位刷新） 主要特性构建和运行自定义仪表板（以分钟为单位刷新显示） 拖放和调节 KPI 仪表添加多个页面显示历史或实时数据 自定义品牌 Web 浏览或全屏显示 主要优势实现在线实时监测 经销商增值服务 简单，直观，高效 具有高灵活性，适应用户定制需求 3.4.4报表功能先进、灵活的报表功能主要特性先进的数据查询和可视化 聚合大量的数据源 丰富的可视化呈现 表格excel图表，柱状图，散点图.自动报表功能 自动监控报表、值和条件 按预定周期运行报表：通过文件、电子邮件发布 专用报表类型 汇总报表，组合不同的报表视图 基准报表 脚本报表（报表分组） 主要优势无限制的数据聚合功能 8 秒关键绩效指标，服务等级协议 从用户生成报表到高级脚本报表等一应俱全 3.4.5节能评估监控和验证您的能源节约主要特性跟踪节能项目跟踪单个站点的单个节能项目 将 12 个月历史数据作为输入数据 历史主/分级计量数据 历史天气数据 检测能耗量与变量之间的关系 使用多变量回归模型 利用此模型计算预测基线 项目启动后预测基线不变更 与预测基线进行比较，查看项目节约成效 能效跟踪跟踪多个站点和耗能回路 基线可以动态重配置 持续重新计算回归模型 与基线进行比较，查看项目节约成效 主要优势查看详细的能源节约情况持续监控和验证3.4.6能耗预测精确预测能耗趋势主要特性使用多种输入数据进行精确预测天气/流量/产量等数据历史能耗数据分级计量数据支持多变量线性回归预测神经网络预测（自我学习能力）可自定义预测逻辑详细的预测报表主要优势预测您的能耗供应商可以优化能源采购消费者可以更好地进行合同议价3.4.7采集状态监测3.4.8帐单管理账单验证和成本分摊主要特性能源供应商计费合同管理和优化税费管理账单验证检查和验证供应商开具的发票将帐单与能耗数据进行比较账单模拟 比较不同供应商的不同发票在收到供应商发票之前预览模拟帐单合同（再）谈判内部计费分摊管理/成本分摊账单生成，模块化计费结构账户平衡 需支付给供应商的总费用 = 分摊给内部客户的总费用主要优势有效的成本控制企业内部能耗考核和成本分摊3.4.9数据验证验证、编辑和估算可疑数据 (VEE)主要特性自动验证输入的能耗数据 彩色代码显示，轻松直观的数据检查 根据标准/自定义规则检测丢失/可疑的数据 自动或手动估算 插件式验证 + 估算规则 支持周期 + 寄存器数据 主要优势计量表数据质量保证 降低总运营成本，自动验证和估算 插件式自定义或市场专用规则 确保正确的市场运营（例如，EDI ）确保正确计费3.4.10应用程序开发接口根据您的业务和整合需求定制 EIServer 系统主要特性丰富的 API（应用程序接口） 自定义外部系统数据交换（文件导入/导出） 自定义外部系统接口（例如，Web 服务与 SAP 之间的接口 )自定义报表 自定义工作流设计自定义接口操作 自定义计量表协议或前端接口 .主要优势 根据您的需求、时间和材料进行定制 容易适应不断变化的业务环境 3.4.11报表类别根据能耗统计分析的基本要求，将报表分为四大类：1）统计汇总报表2）对比分析报表3）单位能耗分析表4）效率分析表各类报表的具体涉及的分析对象如下表：分析对象分项统计表对比分析表单位能耗分析表同比分析表对比分析表环比分析表单位业务量功耗单位载频功耗单位面积功耗PUE指标分析地区行政区域划分 （地市）地域行政区域划分 （县区）人为划分区域局房类别办公楼机房楼（可细分到机房楼层或机房）基站独立传输节点机房营业厅设备核心设备基站主设备电源设备空调设备典型报表说明从各类报表所涉及的具体分析对象看出，基站涉及的统计分析报表种类最多，现以局房基站为分析对象，举例说明报表的格式及相关要求，其它分析对象的报表可参照基站报表格式执行。1基站/局站用电量统计报表选择地区、局房类型、基站名称和查询时间段（查询时段分年、月、日、任意时段）等查询条件，生成相应的用电量统计报表。需提供表格和柱状图两种报表供选择。2基站/局站用电量同比分析报表选择地区、局房类型、基站名称、单位时段（以月、日或任意时段为单位）和同比时段（查询时段分月、日）等条件，生成相应的用电量分析报表。需提供表格和折线图两种报表供选择。.3不同基站/局站用电量环比分析报表选择地区、局房类型、基站名称、单位时段（以月、日或任意时段为单位）和环比时段（查询时段分月、日）等条件，生成相应的用电量分析报表。需提供表格和折线图两种报表供选择。4基站/局站用电量占比分析报表选择地区、局房类型、局房名称和查询时间段（查询时段分月、日）等查询条件，生成相应的用电量分析报表。用于统计局房内的能耗重点，确定后期的节能减排方向。需提供表格和柱状图两种报表供选择。5基站/局站单位业务量能耗分析报表根据基站月度业务量数据，统计单位业务量能耗。6基站/局站单位载频能耗分析报表根据基站月度载频达到值，统计单位载频能耗。7基站/局站单位面积能耗分析报表根据基站面积，统计单位面积能耗。8基站/局站总体能效分析报表根据单位时段内基站内PUE值，分析基站总体能效。3.4.12可靠性1）监控系统软件应具有较强的抗误操作能力，不能因误操作而影响监控系统的正常运行。2）当监控系统软件局部功能模块发生故障时，应不影响其他模块的正常运行。3）监控系统软件可以连续稳定运行。在非人为退出系统的情况下，整个监控系统的MTBF 应大于10000h。本项目按、四个地市考虑。通信局房根据专业划分为5大类。机房类别专业分类固网/2G共用、固网3G共用、固网2G/3G共用机房A类机房长途传输机房长途交换机房长途IP机房长途数据机房长途专业综合机房本地核心交换机房本地核心数据机房本地核心专业综合机房城域IP网核心机房电力室高级、低级信令转接点机房IDC机房B类机房本地城域网传输机房（核心、汇聚、边缘）本地城域网IP网汇聚层机房本地交换端局机房本地数据端局机房本地专业综合机房C1类机房（中继机房）C2类机房（接入机房）小灵通基站机房交换模块局机房PSTN接入网机房综合接入网机房其他接入网机房室外有源接入点移动网基站第五类属于移动网基站。根据基站耗电量，以10A为单位，从“10A以下”至“100A以上”，共分为11类。由此共产生22种基站类型。见下表：直流负荷10A 10A-20A20A-30A30A-40A40A-50A50A-60A60A-70A70A-80A80A-90A90A-100A100A以上砖混结构类型1类型2类型3类型4类型5类型6类型7类型8类型9类型10类型11彩钢板结构类型12类型13类型14类型15类型16类型17类型18类型19类型20类型21类型22本工程地市监测标杆机房，每个地市对A类不同类别的机房各取1个；对B类不同类别的机房各取2个；对交换模块局机房、PSTN接入网机房，综合接入网机房，其他接入网机房各取5个；对室外有源接入点机房各取3个；对于移动网基站，每一地市、每一类选择5个做标杆机房。标杆机房及监测回路数规模见下表：机房类别专业分类标杆机房数量监测回路数量回路合计A类机房长途传输机房1110110长途交换机房1110110长途IP机房18686长途数据机房17070长途专业综合机房1120120本地核心交换机房1120120本地核心数据机房1110110本地核心专业综合机房1120120城域IP网核心机房17070电力室12020高级、低级信令转接点机房17070IDC机房1120120B类机房本地城域网传输机房（核心、汇聚、边缘）250100本地城域网IP网汇聚层机房22652本地交换端局机房22448本地数据端局机房22448本地专业综合机房22448C1类机房（中继机房）C2类机房（接入机房）小灵通基站机房交换模块局机房51050PSTN接入网机房51050综合接入网机房51050其他接入网机房51050室外有源接入点3618移动网基站1106660、4个地市各设置标杆机房155个（涉及45个机房、452个基站），各监测回路数2300路。针对不同的站点其监测的回路数有所区别，需要监测每一回路的电压、电流、功率因数、电度和电费量。以上合计，本项目共有620个标杆机房，数据监测回路9200个。本项目共建设、四个地市，地市中心按2300路汇聚能力考虑，后期根据需要相应扩容。地市汇聚数据的存储时间为1天。系统配置规模见下表：序号项目地市名称标杆机房监测回路数备注1监控单元监控装置451640支持2M、以太网连接方式2监控装置110660支持2M、以太网连接方式3监控装置451640支持2M、以太网连接方式4监控装置110660支持2M、以太网连接方式5监控装置451640支持2M、以太网连接方式6监控装置110660支持2M、以太网连接方式7监控装置451640支持2M、以太网连接方式8监控装置110660支持2M、以太网连接方式9地市汇聚层、操作员工作站台8地市数据汇聚中心10交换机台811E1转RS232台3212串口服务器台2413前置通信屏台814前置软件套415省级平台数据服务器台4省级监控中心16磁盘阵列套117操作员工作站台118防火墙台119交换机台2204口KVM台121服务器机柜台122数据库软件套123办公软件套124网络防毒软件套125能源管理监控软件套1（一）2010年全省电费预计将达到9亿多元，由于缺少系统支撑，局站用电以及电费支出管理难以做到准确及时，同样规模的局站，能耗相差可达10%以上，经过能源管理系统的建设，将使精细化管理得以实现，管理效益突出，经过测算，本次4个地市能源管理系统的建立，涉及机房用电1.95亿元，通过精细化管理后，每年节约电费至少1%，超过195万元。（二）使集团公司节能减排工作考核内容顺利落实，较好地完成集团关于节能减排考核的相关指标。（三）本项目的实施为合同能源电费管理提供必要的系统支撑手段， 本期4个地市项目的建立，将为4个地市提供节能技术计量检测支撑，使集团公司安排我省试点的合同能源管理工作得以顺利实施。