天津移动基站空调智能节能方案

古大鹏，刘培莹，任丽涛，宋胜利

（中国移动通信集团天津有限公司网络部，天津 300000）

0 引 言

目前国内主要电信运营商的同质化竞争比较激烈；大规模新建基站的阶段基本结束，开始进入精细化运营阶段。因此降低运维费用的需求迫在眉睫。

移动通讯系统的基站设备对运行环境的某些参数要求较高，特别是温度，如果运行环境温度超过上限值，基站设备就可能出现故障，甚至有安全隐患；因此移动基站的内部一般都装有空气调节装置，使室内环境温度维持在比较理想的状态；目前空调节能措施应用的较原始，不智能。空调能耗管控措施实施的较少，耗费较多的成本[1]。

空调能耗管理系统组成的部件如下：空调自带的控制器、温湿度传感器和前端控制单元。前端控制单元采集环境传感器的数据，根据预设的控制策略，发送控制命令给空调控制器，空调控制器再发送红外命令控制空调工作。空调控制策略可以根据用户需求进行灵活的配置，使空调节能控制达到最大的效益。

1 基站空调节能管理现状与不足

1.1 基站空调能耗管理的现状

基站装有电表，能采集站点用电总量数据；基站空调基于固定温度设置进行自动运行，部分非智能空调无法远程控制；部分开关电源具备整理模块休眠节电的能力；部分5G设备有配置智能空开在0点至5点进行关断节能。

1.2 基站空调能耗管理的不足

（1）管理手段单一

空调常年开放，造成能耗浪费，空调健康状态无法有效评估；电源设备节能潜力挖掘不足。

（2）节能不精细化

节能手段一刀切，没有结合站点实际情况进行差异化配置；空调启停和温度控制要结合负载和室温进行精细化控制；5G AAU关断时间需要结合站点话务量特性差异化设置。

（3）动环系统利用不足

系统级节能需要充分挖掘利用动环系统采集的能耗、空调电源和主设备负载数据；设备能耗与设备的运行参数、站点环境和负载有关，需要利用动环系统综合分析[2]。

2 空调智能节能方案

2.1 硬件

基站空调的远程智能控制方案如下文所述。

（1）针对非智能空调，可采用前端增加控制器的方式进行远程控制，此种方式在前端增加红外空调控制器，红外控制器纳入动环监控系统控制，从而实现空调自动开关机，如图1所示。

图1 非智能空调连接图

（2）针对智能空调（具备485通信能力的空调设备），可直接接入动环平台实现空调开关机控制功能，如图2所示。

图2 智能空调连接图

2.2 控制策略

基站空调智能控制策略如图3所示。

图3 控制策略示意图

2.2.1 单台空调控制策略

单台空调控制策略如表1所示。

表1 单台空调控制策略

2.2.2 两台空调群控及控制的工作流程

空调群控流程图如图4所示。

图4 空调群控流程图

（1）变量与常量的设置

空调节能管理根据以下变量自动控制的：室内温度-Ti。

另外需要在控制单元上设置的常量：最小室内外温差-△T；空调启动温度-t01；两台空调启动温度-t02；停电/空调故障温度-t03；室内高温告警温度-t04；空调倒换工作时长-Ta。

（2）主要工作流程

a.检测室内温度小于空调启动温度（Ti

b.检测温度大于空调启动温度时，（t01

c.当一台空调运行时长大于倒换工作时长Ta时，关闭当前运行的空调，开启另一台空调,即两台空调轮换工作；

d.当室内温度高于两台空调启动温度时，即Ti>t02时，开启两台空调，让两台空调同时工作；

e.当室内温度高于一定值，即Ti>t03时，通常在停电状态或空调故障时会出现该情况；当室内温度高于一定值，即Ti>t04时，系统产生高温告警。

f.异常情况：室内温湿度传感器故障或无效的情况下，全部两台空调启动。

3 空调控制类型的选用

针对不同配置的基站，采用不同的空调控制器进行远程智能控制[3]。目前有3种空调控制器可供选择（见表2）。

表2 空调控制器对比

（1）智能红外空调控制器

智能红外控制器为红外学习、控制模块。可以控制一台或两台空调。模块内带有RS-485通讯接口，可通过串口进行远程控制、红外控制指令上传、下载等功能。

适用场景：原来的空调是采用遥控器控制的，并且该遥控器的命令能被设备学习。

（2）面板空调控制器

通过控制空调面板的开关控制空调，而不是采取直接断电的方式。输入接监控采集单元EISU的DO，输出为一个脉冲信号。并且保障无论监控采集单元EISU的DO输出的是脉冲信号还是电平信号，输出的都是一个1.2 s的脉冲信号，这样有效防止监控采集单元EISU的DO故障导致空调开关按键长期闭合，影响空调寿命[4]。

（3）智能空调协议接入

对于智能空调，则不需要任何外部的空调控制器，直接将智能空调的串行接口接入到FSU中，开发协议即可实现控制功能[5]。

4 节能效果

天津市4，5，6，10月的气温走势如图5所示。

图5 天津主要季节气温走势

在4、5、6、10月采用温度控制方式后，按照室外温度低于25℃时，室内温度均衡后可实现关机并保持温度平稳，预估可节电（关机状态）的运行时间大概在30%左右，根据历史天气温度统计，其中4月和10月节电空间较大，5、6月根据实际天气情况进行智能控制。

在考虑各类机房PUE、各季节空调用电量、每个机房空调数量等维度，综合理论和维护经验测算，现网宏站和汇聚机房空调合计3 200台，预估年可节电290万kW·h（宏站250万kW·h，汇聚40万kW·h）。按目前基站平均电费单价1.04元/（kW·h）估算，年节约电费成本302万元。