合同能源项目改造通信局点空调节能量计量探讨

李开蕊

（中国电信股份有限公司广州分公司，广东 广州 510660）

0 引 言

应用社会各种渠道资金，通过合同能源项目，实施节能改造，是较流行的解决企业资金不足的有效节能模式。一个通信局点，空调用能场景包括通信机房、办公区、营业网点等，环境相当复杂，节能量计算非常庞杂，有必要找出一个参与节能项目双方都可以接受的节能计量模式[1]。

1 影响节能计量因素

影响项目节能计量的因素包括地区气候因素，局点用能环境因素。

1.1 地区气候因素

局点空调用电，与地区气候因素有关。相同通信能力的局点，处在不同区域地点，能耗存在差别，甚至差别相当大；中国南方局点用能比北方就大得多。同一个省的不同地区，相同通信能力的局点用能也存在差异。地区气候的用能差异，自然影响到项目的节能差异[2]。

1.2 局点用能环境因素

局点空调用电量,与局点内用电因素有关。目前，通信局点种类有机楼、接入局点、移动基站、一体化局点等。用能场景，机楼最复杂，接入局点、基站相对简单，一体化最简单。机楼，除有通信机房外，还可能有办公区、营业点、出租区、饭堂区等，用能环境相当复杂；接入网局点、移动基站，只有机房用能；一体化局点，是机柜用能[3]。

如果解决了机楼场景节能计量，其他类型局点就仍刃而解。

2 机楼空调合同能源项目节能量计量

节能计量，首先要明确节能项目实施前用能，建立没有采取节能措施时用能基准，才能保证采取措施后节能计量准确。

2.1 用能基准

节能项目实施前空调设备用能，一方面与气候有关，另一方面与局点的用能场景有关。用能基准确立，也必须考虑此两个方面。机楼各用能场景，因业务发展而变化，如机房旧设备退网或新设备增加。

机楼不同场景，用能方式不同，应根据各类场景建立用能基准。用能基准必须有利于用能负荷变化下的节能量计算。

2.1.1 非机房场景用能基准

非机房场景包括办公区、营业点等，涉及项目空调供冷，必需确定它们的空调用能基准。非机房区域，按使用空调面积及使用时间确定。非机房区域，不同地区空调用能不同，需根据实际计算。广州地区，办公区、营业厅基准，按公式（1）计算。

式中，B为月用电量kW·h；S为使用空调区域面积m2；K为月用系数，1月—2月为0，3月为0.5，4月为0.8，5月—11月为1，12月为0.6。K是根据使用统计的结果。

如中央空调供冷办公场地面积300 m2，1月份办公空调用电量0（广州通常1—2月不开空调），3月空调用电量=300×29.768×0.5=4 465 kW·h，6月用电量=300×29.768×1=8 930 kW·h。

2.1.2 机房场景用能基准

机房通信设备数量，根据业务需求而变化。业务需求旺盛，通信设备快速增加；业务缩减，通信设备缩减。机房通信设备变化，导致热负荷变化；同时，气温变化，也会影响机房热负荷变化。机房热负荷变化，供冷需求量也变化。机房用能基准确定，必须有效解决热负荷变化下节能的计算问题[4]。

（1）基准选定

空调节能项目，考虑通信设备负荷变化、气温变化对节能量影响，为降低节能量计算复杂程度，以月度计算节能量，选取M=[空调用月用电量-供冷非机房场地空调月用电量]÷[机房通信设备月用电量]作为月计算基准。

（2）2月基准测量推算

根据使用电费按月缴交，以月用能建立基准。用能基准，以测量加计算方法确定。

基准确定，必须考虑气温变化影响，一年不同月份气温影响[5]。

机房设备的热负荷，与设备的用电量有关，设备用电量按实际测量确定。节能项目实施前一个月，挂表测量被改造空调月用电量、机房通信设备月用电量（如图1所示），合同能源项目双方确认通信设备用电量、机房空调总用电量，计算机楼测试月M值,定为Mc。其他各月M值，按公式（2）推算。

图1 改造前空调设备、通信设备用电量测量

式中，Mn为第n月基准值；Mc为测试月基准值；Kn为第n月系数；Kc为测试月系数。

各月系数Kn，不同的地区不同，通过在用机楼统计确定。根据统计，通信设备负荷不变情况下，广州地区，1月份空调用电量最少，7月份用电量最大，统计结果如表1所示。

表1 广州地区某机楼的月系数表

如广州某机楼，节能项目实施前的5月份，测试出机楼空调用电量38万kW·h，通信设备用电量40万kW·h，与机房同一空调供冷的办公室面积335.93 m2,根据公式（1）计算出办公空调用电量1万kW·h，则5月份[空调用电量-供冷非机房场地空调用电量]÷[机房通信设备用电量]基准Mc=（38-1）/40=0.925； 根 据 公 式（2），推 算出 6月 基 准 值 =0.925×（1+1.239-1.172）=0.987，7月基准值=0.925×（1+1.4-1.254）=1.015 7。通过测量计算，得出此机楼各月的基准Mn值如表2所示。表2合同能源项目甲乙双方签名确认。

表2 广州地区某机楼的月基准值表

2.2 节能量计算

合同能源空调节能改造项目实施后，空调节能量，分别按机房区节能量与非机房区节能量计量，然后合计空调节能量。某月份空调节能量，按公式（3）计算。

式中，△Pn为某年第n月总节能量；△PJn为某年第n月机房节能量；△PFn为某年第n月非机房节能量。

2.2.1 机房节能量△PJn计算

项目实施后，通过挂表，如图2所示，测量第n月空调用电量Pkn、机房通信设备用电量PIn，机房节能量计算如下：

图2 改造后空调设备、通信设备用电量测量

[机房节能量]=[月基准-（现时月空调用电量-非机房空调用电量）/机房通信设备用电量]×[机房通信设备用电量]

其演变成公式（4）。

式中，△PJn为某年第n月机房节电量kW·h；Mn为第n月基准值；Pkn为某年第n月空调用电量kW·h；S为某年第n月非机房空调供冷面积 m2；K为第n月非机房月用系数。PIn为某年第n月通信设备用电量kW·h。

如广州某机楼，6月份{[空调用电量-供冷非机房场地空调用电量]÷[机房通信设备用电量]}基准M6=1.239，采取节能措施后，次年6月份机楼空调总用电量378 000 kW·h，通信设备用电量410 000 kWh，空调供冷办公场地面积300 m2，6月份K6=1。根据公式（4），计算出机房节电量△P6=47 379.186 kW·h。

2.2.2 非机房节能量△PFn计算

非机房区域供冷，来自同一冷站。因此，非机房区节能量与机房节能量，同空调用电量成正比，得出非机房区节电量计算如公式（5）。

式中，△PFn为某年第n月非机房节能量kW·h；S为非机房空调供冷面积m2；K为第n月非机房月用系数；Pkn为某年第n月空调用电量kW·h；△PJn为某年第n月机房节电量kW·h。

如供冷办公场地面积300 m2，6月份机楼空调总用电量378 000 kW·h，机房空调节电量△PJn为47 379.186 kW·h，则6月份办公场地节电量：

2.3 合同能源项目空调节能改造计算案例

中国电信广州分公司某机楼，应用合同能源项目改造中央空调系统。机房中央空调，除供冷机房外，还供冷50 m2办公室。机楼有8间通信机房，共5套-48 V直流系统、4套UPS系统为通信设备供电，每套直流系统、UPS系统输入屏装入电度表，空调用电总屏安装电度计量表进行用电量计量。

2.3.1 用能基准确定

机楼中空调改造前的2020年4月份，测量出空调用电量477 657 kW·h，通信设备用电量501 512 kW·h，根据公式（1）计算出办公空调用电量1 191 kW·h。计算出4月份的基准Mc。

Mc=[空调用电量-供冷非机房场地空调用电量]÷[机房通信设备用电量]=（477 657-1 191）÷501 512=0.950 1

按公式（2）及表1数据，计算其余各月基准如表3所示。

表3 机楼{[空调用月用电量-供冷非机房场地空调月用电量]÷[机房通信设备月用电量]}月基准值表

1月，基准M1= 0.950 1×（1+1-1.098）=0.857；

2月，基准M2=0.9501×（1+1.022-1.098）=0.877 6；

3月，基准M2=0.9501×（1+1.037-1.098）=0.892 5。

2.3.2 节能量计算

合同能源项目工程2020年12月完成，2021年1月正式投入运营。空调节能改造工程，对空调设备用电、通信设备用电，都安装了固定的计量电度表。根据公式（4），公式（5），公式（3），计算出1至4月，通信机房节电量，办公室节电量，以及总节电量如下文所述。

2021年1月，据电表读数计量，空调设备用电量338 239 kW·h，通信设备用电量524 668 kW·h；经计算，机房节电量111 427 kW·h，办公室节电量0 kW·h，总节电量111427 kW·h。

2021年2月，据电表读数计量，空调设备用电量316 545 kW·h，通信设备用电量473 160 kW·h；经计算，机房节电量98 686 kW·h，办公室节电量0 kW·h，总节电量98 686 kW·h。

2021年3月，据电表读数计量，空调设备用电量306 909 kW·h，通信设备用电量522 338 kW·h；经计算，机房节电量105 805 kW·h，办公室节电量219 kW·h，总节电量106 024 kW·h。

2021年4月，据电表读数计量，空调设备用电量337 484 kW·h，通信设备用电量510 886 kW·h；经计算，机房节电量148 742 kW·h，办公室节电量537 kW·h，总节电量149 269 kW·h。

从表4可以看出，机楼交供电局计费电量同比减少（含新增设备折算电量）与计算节电量相当接近，说明节能计算方法是可靠的，验证了改造空调合同能源项目计算方案的可行性。

表4 机楼项目实施前后用电量同比减少与计算节电量对比

此节能计算方案，较好地解决了机楼业务设备负荷不断变化下的节能量计量问题。

3 结 论

利用合同能源改造通信机楼空调节能项目，节能量计算较为复杂。统计建立地区气候变化对机楼用能影响月系数，划分机楼内机房用能及非机房用能，应用月计算基准参数，对比空调改造前后参数变化计算节能量，大大简化节能量计算，保证了节能量计算准确性。此节能量计算方案，需要考虑当地气候月变化对机楼用能影响，提前统计好气候对机房用能及非机房用能的月变化，是保证计量准确的重要前提。