通信机房节能优化方案探讨

张崇立

（中国移动通信集团黑龙江有限公司七台河分公司, 七台河 154600）

随着通信建设的快速发展，能源需求不断增大，中国目前有超过150万个移动通信基站，电耗排名全国前16位，同时市场竞争激烈，各通信运营业务日益竞争加剧，有效缩减运营成本费用是大势所趋，因此，通信设备的节能降耗是一个迫切需要解决的问题。下面从通信核心机房和通信基站机房两个方面分析通信节能方案。通信能耗占比分析见图1所示。

1 通信核心机房节能方案措施

七台河共计2个核心机房，分别安装大型空调多台，设备都是无间歇连续24 h工作，大量热量在运行过程中产生，而通信电子设备的安全运行温度范围为25℃～35℃。为了保证机房设备的正常工作，就需要使用空调全程监控来调节机房内热湿环境。

1.1 精细管控方案

第二生产楼供热设计电供热，6 000多平方米各个房间安装多台温控电暖气供热，特别进入冬季，电费几倍增加。实际维护中采取人工现场管控电暖气（3月和11月），特别是核心机房全部关闭，其他设备房间在能保障正常通信状态下合理调低温控设备，效果明显初步。预计全年节省6万余元；有这类核心机房的可以参照管理。

图1 通信能耗占比分析

1.2 合理梳理空调送风方案

核心机房因设备不断安装，改变了空间结构，致使严重影响空调出风循环效果，降低了空调效率，首先我们根据设备位置和空调排风口位置拟定风的流向，对空调出风口进行优化，封闭因设备阻挡的送风口，这样可以加大其他送风口送风压力，在其他送风口安装合理导风板，同时在远离空调对面安装小型风扇配合风向带动循环，最大程度保障风向合理降低设备温度，此方案简单操作，改装费用低，而效果明显，适合有同类型核心机房借鉴。

1.3 多台空调科学合理管控方案

核心机房因设备多和面积大，需要多台空调同时工作，因不是一期工程一起建设安装，并且后期设备不断增加及位置限定，空调间会互相内耗（每台空调根据自己设置的感应温度工作，自动锁定温度范围，因安装位置较近和风流向等原因就会出现相互干扰各自的感应温度）。实际维护中，采取各空调划小单元方式即每台空调划出其控制范围，有目标地进行控制，在各自范围内安装感应器，这些感应器去指导控制各个空调工作，这些感应器统一由一套监控系统控制（可以利用动环监控系统），这样可以利用计算机自动控制技术对各个空调统一指挥，做到温度控制区域精确管控，合理开启各个空调工作时限，不会因空调间自身原因内耗，做到每台空调联动控制运行状态来确保恒定的机房温湿度，这样节省很多不必要的能源内耗，事半功倍效果明显。

以上实施方案中，在不改变机房空调设置的情况下，机房温度下降4℃，后逐步提升空调出风温度，从16℃提升至22℃，并关闭一台空调，保持机房温度低于26℃，空调用电电流下降20 A，预计全年可节省电量6 500 kWh，节省电费5.4万元。

1.4 利用冷空气换风节能方案

北方进入冬季是天然冷源，核心机房安装换风系统可以利用冬季自然冷空气交换解决设备高温问题。难点是核心机房空气洁净度要求较高；不能有任何灰尘、杂质，否则影响设备运行。空气过滤系统以及定期专人检查更换是关键。有条件的机房可以考虑安装换风系统更换目前的常规空调。

2 通信基站机房节能方案措施

根据实际维护数据和现场测算统计移动通信基站耗电量占运营商总消耗电量的70%以上。对基站能耗优化是整体通信机房节能优化的关键。

2.1 通信基站空调节能方案

现在通信基站空调一般都是分体机基本没有考虑按照基站负荷和通信设备运行特性而特殊设计，又因目前基站维护结构基本24 h长期制冷。据统计，中国移动的通信业务电能消耗中，基站能耗约占73%，而基站空调能耗占基站总能耗的46%，每年耗电100亿度。目前空调的节能方案有空调机组节能如变频空调、高能效空调，冷媒添加剂、包括智能通风、自然蒸发空调、热管换热器、井水空调等，另空调室外机还可以安装隔热板，可以有效减少夏季高温时日照对空调室外机的影响，提高室外机工作效率。

合理设定空调温度：可以适当提高基站设定温度，只要确保基站在稳定运行温度范围内，同时结合电池保护箱，一样能达到节能降耗的效果。每提高基站温度2℃左右，空调能耗将降低5%，同时可以利用基站监控系统接入远程控制空调，根据季节实时监控和优化空调设定温度来节约能耗。

2.2 保温方案

基站通信设备的“保温”，进入寒冬以往都是安装电暖气或开启空调加热以确保基站正常室温，浪费大量能源。我们可以给设备“穿衣服”，冬季可以利用机柜本身热量自给自足，用阻燃物料进行保暖，电池组安装保温箱等，温度要求高的设备单独安装小型一对一加热设备。进入夏季高温：给基站房屋安装防晒服，有效反射高温。在屋顶安装隔热层，能有效阻挡阳光直射带来的辐射热，从而降低基站热量。采用屋面隔热后，基站围护结构的热量大约降低20%（采用空调负荷计算软件计算得出）。

2.3 机房简易换风节能方案

在实际维护过程中，根据北方春秋寒冷季节，对通信机房节能技术测试、评估，自主研发出一套基站换风节能系统。该系统是利用机房内外的温差进行交换，确保机房设备在合理温度区间稳定运行，充分利用自然免费资源达到机房降温的目的，环保同时又延长了空调寿命，电能消耗和营运成本明显降低。

通风系统主要是由室内有源风机、室外防水无源风机、温度控制器、室内防虫网、室外百叶窗防雨透风口和安装配件线缆等组成。在基站背阴面低处开取进风口安装风机向室内引入室外冷空气。在基站房顶安装无源风机排出热空气增加防虫网，防止基站吸入昆虫；增加温度控制器，延长风机使用寿命、保持基站内温度为设备最适宜工作的温度范围，设备较多的基站通风不顺畅，安装通风管对设备精确送风降温。

2.4 新能源方案

现在绿色能源被广泛应用，如太阳能和风能，在一些偏远并且引电困难其地方可以考虑应用太阳能和风能互补应用（如覆盖高速公路、铁路的小型基站），这样就节省了大量长距离引电费用和后期维护成本。

2.5 基站通信设备智能关断节能方案

目前很多智能通信基站设备都有自动控制功率等功能，即在网络业务量降低时，将不处理业务的板卡、功能单元进行断电或休眠，从而降低设备的功率，达到节能的目的。还可以通过采用软件控制闲时载频关断技术、时隙关断技术以及业务量分配优化等措施能够降低耗能。

2.6 分布式基站方案

目前移动通信已经大量采用比较成熟的分布式基站技术，是把基站分为基带单元（BBU）和射频拉远模块（RRU）两部分，用光纤代替传统的馈线将射频部分拉远，可以减少由馈线导致的损耗约3 dB，使基站消耗的功率大幅降低。拉远单元可以采用自然散热技术，能够节省温控能耗，占地面积小，安装快捷，可广泛应用于室内覆盖、城区站址困难区域、热点覆盖等场景。实际维护中微站、居民小区适合。

2.7 设备替换和管控方案

开展老旧设备更新，更新18台专用空调，空调能效比从2.5提升至3.3，根据环境、温度变化动态空调运行状态，优化机房空调气流组织，对已退网设备及时关闭供电（TD-SCDMA和优化载波），对已退网拆除局站并及时进行供电户号销户，优化和关闭、更换开关电源设备，合理减少了直流负载。

2.8 电费精细管控方案

对每个基站设备进行划小单元用电测量和比对最大额定功率，制定出每个设备单元用电模型，包括载波配置、空调配置、整流器配置、主设备类型等，根据模型和同类型基站对比就可以预估基站用电费用，减少低冒跑漏现象发生，对电量高单价基站进行改造（主要是转供电加价）：一整改为电业局直供电，二改不了的进行拉远或者替换小型用电设备，减少用电量就间接减少了用电消耗。

3 结束语

以上这些都是在实际维护工作中不断总结出来的一些简单易操作但效果明显的通信节能方案，还有很多需要在实际维护应用中不断改进和完善。