【導(dǎo)讀】我愛方案網(wǎng)小編為大家介紹通信網(wǎng)絡(luò)六環(huán)節(jié)能耗模型與能效基線從網(wǎng)絡(luò)供電與環(huán)境保障全流程來看，可以分為發(fā)電、配電、變換、負(fù)載、溫控和維護(hù)管理六個部分。油機(jī)、電池、風(fēng)能與太陽能系統(tǒng)等屬于發(fā)電部分，在市電差的區(qū)域，由于柴油發(fā)電機(jī)能源效率低，發(fā)電環(huán)節(jié)成為能耗的最大組成部分。
網(wǎng)絡(luò)能源設(shè)備提供商不斷提升產(chǎn)品能源效率，而運(yùn)營商關(guān)注全網(wǎng)能效提升。建立網(wǎng)絡(luò)能效基線，有利于評價全網(wǎng)能源效率；建立能耗模型，可以據(jù)此分析網(wǎng)絡(luò)能源系統(tǒng)耗能環(huán)節(jié)，選擇合理的能效改進(jìn)方案，并引導(dǎo)設(shè)備效率提升的方向。
設(shè)備商和運(yùn)營商對能源效率關(guān)注點(diǎn)有顯著差別
可靠性和經(jīng)濟(jì)性是運(yùn)營商對網(wǎng)絡(luò)能源的基本要求，能源效率是設(shè)備的關(guān)鍵指標(biāo)之一。設(shè)備商為了增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力，貼合用戶需求，不斷提高能源效率，以通信電源為例，從線性電源、相控電源、開關(guān)電源發(fā)展到第四代全數(shù)字高效電源，高效電源整流效率達(dá)到96％以上，華為2013年發(fā)布業(yè)界首款效率高達(dá)98%的整流模塊，表明設(shè)備能源效率正在逼近極限。
隨著通信網(wǎng)絡(luò)不斷演進(jìn)，運(yùn)營商能耗快速增長，能源成本增長速度遠(yuǎn)高于收入增長速度，節(jié)能成為運(yùn)營商當(dāng)前重要課題，能源效率成為設(shè)備標(biāo)書中的重點(diǎn)指標(biāo)，如歐洲運(yùn)營商從2011年起，采購的電源整流模塊效率均要求96％以上。電源自身能耗僅占運(yùn)營商全網(wǎng)能耗的3～8％，更多的能源消耗發(fā)生在其它環(huán)節(jié)，運(yùn)營商更加關(guān)注在有限的投資條件下提升全網(wǎng)能源效率的途徑。
網(wǎng)絡(luò)能耗可以歸納到六個環(huán)節(jié)
從網(wǎng)絡(luò)供電與環(huán)境保障全流程來看，可以分為發(fā)電、配電、變換、負(fù)載、溫控和維護(hù)管理六個部分。油機(jī)、電池、風(fēng)能與太陽能系統(tǒng)等屬于發(fā)電部分，在市電差的區(qū)域，由于柴油發(fā)電機(jī)能源效率低，發(fā)電環(huán)節(jié)成為能耗的最大組成部分。對于電網(wǎng)質(zhì)量較好的一類電網(wǎng)區(qū)域，如果站點(diǎn)平均每月停電達(dá)到5小時，發(fā)電能耗超過3％，也是值得關(guān)注的節(jié)能環(huán)節(jié)。
變壓器、配電柜、電纜、補(bǔ)償器、濾波器、防雷器等屬于配電部分，電力變壓器多存在于核心機(jī)房，少數(shù)站點(diǎn)也可能配置。變壓器效率一般在98％左右，加上配電柜、電纜等損耗，配電部分能耗可能超過4％。電源、UPS、逆變器、DC/DC二次電源等屬于電能變換環(huán)節(jié)，在網(wǎng)設(shè)備多已老舊且負(fù)載率低，通信電源效率平均不超過90％，UPS和逆變器效率僅為80％左右，在電網(wǎng)質(zhì)量較好的區(qū)域，變換環(huán)節(jié)能耗最高可超過8％。
負(fù)載包括主設(shè)備、傳輸、網(wǎng)管、服務(wù)器等通信網(wǎng)絡(luò)必要組織部分，能耗占通信網(wǎng)絡(luò)總能耗的比例接近50％。溫控系統(tǒng)包括空調(diào)、通風(fēng)、熱交換等，如果不考慮差市電區(qū)域發(fā)電環(huán)節(jié)能耗，溫控部分能耗僅次于主設(shè)備，約占35～50％，是節(jié)能減排的重點(diǎn)。維護(hù)管理部分能耗包括動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)耗電、機(jī)房照明耗電、下站維護(hù)車輛耗油、消防設(shè)備耗電等，占比不超過總能耗的3％。為了比較和評價網(wǎng)絡(luò)能源效率，不宜將占比約15％的辦公、生活等能耗計(jì)入通信網(wǎng)絡(luò)能耗。由于全網(wǎng)能源消耗發(fā)生在這六個環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)能耗的比例，就是網(wǎng)絡(luò)能耗模型。針對單個站點(diǎn)或機(jī)房中六個環(huán)節(jié)能耗的比例，就是站點(diǎn)或機(jī)房的能耗模型。
數(shù)據(jù)中心能效指標(biāo)PUE未包含發(fā)電與維護(hù)管理環(huán)節(jié)能耗
PUE是數(shù)據(jù)中心能源效率指標(biāo)，其值是數(shù)據(jù)中心總能耗與主設(shè)備能耗的比值，PUE越低，表示能源效率越高。數(shù)據(jù)中心多建設(shè)在市電供電穩(wěn)定的地方，鮮有應(yīng)急發(fā)電事件產(chǎn)生，發(fā)電環(huán)節(jié)能耗基本忽略不計(jì)。由于有人值守，維護(hù)工作本身很少存在能源消耗，監(jiān)控系統(tǒng)能耗所占比例很小，維護(hù)管理能耗被忽略。
對于海量站點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)來說，站點(diǎn)供電質(zhì)量差，應(yīng)急發(fā)電頻繁，發(fā)電能耗不但不可忽略，而且比例很高，如四類電網(wǎng)區(qū)域經(jīng)常使用油機(jī)發(fā)電，發(fā)電環(huán)節(jié)能耗比例超過70％。站點(diǎn)數(shù)量眾多，除站點(diǎn)動環(huán)監(jiān)控設(shè)備有一定能耗外，下站巡檢、維護(hù)、應(yīng)急發(fā)電時均有燃油消耗，相比數(shù)據(jù)中心，維護(hù)管理能耗也不可忽略。
因此，PUE不能用來表征通信網(wǎng)絡(luò)全網(wǎng)能效。
網(wǎng)絡(luò)能源效率NEE真實(shí)反映全網(wǎng)能源效率
在六環(huán)節(jié)能耗模型中，負(fù)載能耗在總輸入能量中所占的比例，可以表征全網(wǎng)能源效率，用NEE（Network Energy Efficiency）表示。負(fù)載能耗占比越高，NEE越大，表明有效能源占比高，能源效率也高。
不同于PUE模型中所有能耗都可用電耗kWh直接表示，NEE模型中能耗包括有柴油、汽油等能源消耗，需要統(tǒng)一單位。最合適表示能量的單位是焦耳（J），如1kg柴油的熱量為46MJ，1kWh電能為3.6MJ。由于燃油效率有高有低，在計(jì)算總能耗時，需要按熱量換算，能耗的單位仍以最廣泛使用的電能單位kWh為佳。
為了比較站點(diǎn)或機(jī)房能源效率，將不包含應(yīng)急發(fā)電、下站巡檢等非常態(tài)情況下的能源效率定義為靜態(tài)NEE，事實(shí)上，靜態(tài)NEE基本與PUE倒數(shù)一致。例如，三個總交流輸入功率都是2kW、主設(shè)備1kW的站點(diǎn)，常規(guī)情況下分別采用市電、油機(jī)和太陽能逆變供電，約油機(jī)燃油效率為10％，則一個小時總能耗分別是7.2MJ、72MJ（1.84L柴油）、3.6MJ，NEE分別為50％、5％、∞。可以看出，無市電區(qū)域油機(jī)供電能效非常低，如果采用混合供電系統(tǒng)改造，可將燃油效率提升至30％或以上，NEE可由5％提升至15%。采用太陽能等可再生能源，可以顯著提高能源效率。因而，NEE越高，網(wǎng)絡(luò)能源效率越高，越綠色。
典型網(wǎng)絡(luò)全網(wǎng)NEE與六環(huán)節(jié)節(jié)能措施影響
采用傳統(tǒng)供電模式，全網(wǎng)NEE與電網(wǎng)質(zhì)量直接相關(guān)，根據(jù)六環(huán)節(jié)能源能耗模型與全網(wǎng)NEE分析，一至四類電網(wǎng)的無線運(yùn)營商典型NEE分別為57％、51％、29％、20％。對于四類電網(wǎng)，如果所有站點(diǎn)采用油電混合供電，NEE可由20％提升至31％；如果所有站點(diǎn)采用太陽能方式供電，全網(wǎng)NEE高達(dá)84％。
針對不同網(wǎng)絡(luò)類型、電網(wǎng)質(zhì)量和供電模式，站點(diǎn)、機(jī)房六環(huán)節(jié)能耗都會有所區(qū)別。針對其中某一個環(huán)節(jié)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，都將對全網(wǎng)NEE產(chǎn)生影響。為了說明通信網(wǎng)各環(huán)節(jié)對NEE的影響，我們以每周平均停電5小時的二類電網(wǎng)區(qū)域綜合運(yùn)營商為例，現(xiàn)網(wǎng)NEE為50.9％，通過單一對某一環(huán)節(jié)進(jìn)行改造，NEE變化如下表所示。
不同網(wǎng)絡(luò)類型、電網(wǎng)質(zhì)量和供電模式，站點(diǎn)、機(jī)房六環(huán)節(jié)能耗
由上表得出結(jié)論，對除主設(shè)備外的網(wǎng)絡(luò)能源系統(tǒng)五個環(huán)節(jié)采取一定的節(jié)能措施，全網(wǎng)NEE從50.9％提升至64.9％，網(wǎng)絡(luò)能源相關(guān)能耗降低56％以上，并仍有較大節(jié)能空間。從全部六個環(huán)節(jié)來看，顯示出溫控、變換、主設(shè)備是節(jié)能的重點(diǎn)。此外，電網(wǎng)越差，減少發(fā)電環(huán)節(jié)能耗越重要。
建立全網(wǎng)NEE基線，節(jié)能可度量可預(yù)測可管理
華為在與通信運(yùn)營商長期合作過程中提出NEE能效基線，發(fā)展了六環(huán)節(jié)節(jié)能理論，與運(yùn)營商一起共同降低通信網(wǎng)絡(luò)各環(huán)節(jié)能耗。NEE升高就意味著能源效率提高，是網(wǎng)絡(luò)綠色指數(shù)。運(yùn)用NEE基線，可以評估運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)能源效率。
在NEE定義中，主設(shè)備能耗是分子，主設(shè)備節(jié)能優(yōu)化反而帶來全網(wǎng)NEE降低，因此在建立和測量全網(wǎng)NEE時，需要區(qū)別對待。對于負(fù)責(zé)整個網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能主管來說，同時考核主設(shè)備能耗和全網(wǎng)NEE是合適的；對于網(wǎng)絡(luò)能源維護(hù)管理部門來說，可以直接考核全網(wǎng)NEE。當(dāng)主設(shè)備能耗下降時，需要迅速優(yōu)化其它五個環(huán)節(jié)，使NEE不致下降影響績效的達(dá)成。
降低全網(wǎng)六環(huán)節(jié)能耗，都存在增加投獨(dú)資或增大網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險的可能。長期以來，電信級就是可靠的象征，如果要求通信網(wǎng)絡(luò)中所有站點(diǎn)具備相同的可靠性，可能并非最佳商業(yè)之道，在提高NEE的同時，保障相應(yīng)的可靠性仍是必然的選擇。
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