合同能源管理模式下通信局

合同能源管理模式下通信局（站）节能收益测量方法分析 2011年5月13日11:38 电信技术作者：梁文斌中国联合网络通信集团公司江苏省分公司1概述1.1 定义合同能源管理（Energy Mnagement Contracting，EMC），即节能服务公司与用户签订能源管理合同，为用户提供节能诊断、融资、改造等服务，并以节能效益分享方式回收投资和获得合理利润。

合同能源管理是发达国家普遍推行的、运用市场手段促进节能的服务机制，可以大大降低用能单位节能改造的资金和技术风险，充分调动用能单位节能改造的积极性，是行之有效的节能措施。

1.2 EMC协议要点采用合同能源管理模式实施节能减排改造项目，其合作协议关键内容包含以下两个方面。

（1）分成比例、合作年限节能服务公司与用能企业对实际节能受益的分成比例和年限。

分成比例在合作期限内既可以是固定值，也可以是分时段的变值。

合作年限一般基于现有实际能耗支出、预期节电率、分成比例、节能设备（系统）的成本等综合测算得出，一般以3～5年为宜，时间过长则存在技术淘汰和运营等其他风险。

上述指标直接决定用能企业与节能服务公司从该项合作中可获得的收益。

EMC有别于传统的招标采购模式，如何采用市场化的机制，合理确定分成比例和合作年限，是个关键问题。

（2）节能效果的评估测试与验证方案这是合作协议的重点和难点部分，是节能双方合作的基础。

评估测试方案是否客观、公平、公正、科学、合理，直接影响到双方的合作。

如果方案不完善，极易在合作过程中发生纠纷。

在协议中需制定详细的评估测试与验证方案，方案要满足“可测量、可报告和可核查”的要求，并要在协议中约定实测效果与预测偏差的处理办法。

另外，由于节能改造涉及的站点数量较多，各机房、基站之间存在一定的差异性，因此，如果对全部节能改造对象进行节能效果测试，所花费的时间、人力、物力、财力可能较大，并且可能会影响到实际的节能收益。

以下将详细论述几种典型应用场景的节能测试方案。

2 无线基站主设备节能收益评估测试方案2.1 节能原理从通信业界的能耗统计数据来看，在移动通信网络中，中心机房用电约占20%，基站用电占80%。

基站用电中通信设备用电占55%～60%，空调用电占40%～45%，因此如能有效降低基站主设备的能耗，对节能减排工作意义重大。

主设备能耗降低后，还能带来电源设备、空调等能耗的降低。

在夜间等低话务量时段，无线基站设备自动关闭空闲的载频或时隙，可实现基站主设备20％以上的节能。

2.2 测试方案由于无线基站数量庞大、站点分散，因此对全部基站站点逐一测量显然不切实际，所耗费的人力、物力、财力也与所获收益不成比例。

由于基站主设备能耗主要与其载频配置有关，可依据载频配置对基站进行分类，故提出以下的“分类抽样法”。

考虑到基站载频配置种类较多，但最主要的几种配置总量占比较高，基本可代表全部样本。

中国联通某省公司目前GSM网络基站的配置可分为14种情况，这些载频配置方案已覆盖了96%以上的基站。

通过对这些载频配置的基站进行节能测试，基本可反映出基站的全貌。

关于抽检比例，建议可在基站总数的1%～5%选择。

选择比例越高，测量结果越准确，但测试所花费的人力、物力、财力也更多，需在两者之间做平衡。

采用“分类抽样法”，在选择每类基站测试数量的时候，可依据其占全部基站总数的比例来确定。

例如表1中S2/2/2配置的基站占全部基站总数的57%，那么在测试样本中，该类型基站占比也要较高，以保证载频配置占比越高的基站测试的站点数越多，从而测量准确性也更高。

对于测试样本范围以外的载频配置方案，例如S4/3/3，可将其分解为S4+S3+S3，其中S4即可取S4/4/4测试结果的1/3，S3可取S3/3/3基站测试结果的1/3。

其他同理。

对于具体某一个基站，其测试方案如下：利用钳形电流表对基站设备-48 V电源输入口进行电压和电流测试。

以采用FLUKE 345型钳流表测试为例说明。

FLUKE 345钳流表可以自动进行数据记录，记录间隔设置为1 min或5 min。

测试结束后，将FLUKE 345读取的基站电流值导出，导出的文件是Excel文件，记录的电流有MIN、AVG、MAX共3种，采用平均值AVG。

为了保持与基站提取的话务数据一一对应，可以小时为单位将电流值进行平均，将这些平均电流分别乘以测试的电压，获取平均功耗值。

由功耗值可以推出每个小时的用电量，进而计算出一天的用电量。

按上述方法分别计算出节能前与节能后相等时间段的用电量，通过公式：节省电量＝节能前用电量-节能后用电量，可得到开启节能特性的电量绝对收益。

3 基站空调类节能措施的收益评估测试方案3.1 节能原理除基站主设备外，基站内第二大耗能大户就是空调，因此很多节能技术就是针对空调进行的改造。

新风、热交换、热管等节能改造方案，是通过直接或间接利用户外冷源的方式，全部或部分替代空调，以减少空调开启时间，实现节能。

蓄电池恒温柜是通过将基站内对温度最敏感的蓄电池单独分隔、单独温控的方式，基站内剩余的无线主设备、传输设备、开关电源等设备相对较耐高温（可满足40～45 ℃），从而可大幅度提高基站原有空调的温度设定值（从24～28 ℃提升到32～35 ℃），实现节能。

3.2 测试方案上述节能方案均是针对空调进行的节能改造。

基站空调的能耗主要与设备发热量以及房屋的结构有关系。

基站虽然数量庞大，但相互之间具有可比较性，因此可采用“横向对标法”进行节能效果的测试。

将全部基站依据负载电流和建筑结构类型，细分为22类。

建筑结构主要分为砖混结构和彩钢板结构两类。

负载电流以10 A为单位，共分为11类，由此共产生22 种基站类型。

从每种类型的基站中随机抽取部分基站不进行节能改造，作为节能效果对比的标杆基站。

标杆站与节能改造站分别全过程挂表计量实际能耗。

假设共有m个标杆基站，其测量的能耗分别是A1、A2…Am，将其平均值作为该类基站的标准能耗，即SEC=∑（A1、A2…Am）/m。

n个进行了节能改造的该类别基站的能耗分别是a1、a2…an，则该类基站总的节能收益是TES=SEC*n-∑（a1、a2…an）。

其他类别的基站参照上述方法测量计算可得。

运用上述方案时，应注意以下几点：●同类基站中标杆基站的数量一般不应低于总数量的5%，比例越高则测量准确性越高，但标杆站无法安装节能装置，影响了节能总收益，故其比例一般不宜超过10%；●在选取标杆基站的时候，应尽量剔除一些情况较特殊的基站，以便使标杆基站的测试结果能够代表全部基站的普遍情况；●拟进行节能改造以及作为测试标杆的基站，建议均要在动环监控系统中安装智能电表，以便准确统计用电量，并可实现远程集中抄表，以降低抄表的工作量，如果没有安装智能电表，也可安装普通电表，但无疑会增加双方大量的抄表工作；●一般基站仅安装一块电表（普通电表或智能电表），仅计量基站总耗能，没有区分开关电源的能耗和空调能耗，而新风、热交换等节能改造仅节省了空调的能耗，故最好要安装多块电表（或多测量回路的电表），以便精确计量空调的能耗；●如果仅安装了一块总计量的电表，也可以采取测量结合计算的方式，来估算空调的节电量。

4 核心机房空调类节能措施的收益评估测试方案4.1 节能原理核心机房虽然数量不多，但能耗更加集中，单个机房的耗能是基站的几十甚至数百倍。

根据江苏联通的统计数据，占机房总数不到4‰的核心机房消耗了全部机房总能耗的20%。

同时，由于核心机房内的设备重要性等级非常高，对环境温度要求比较苛刻，因此核心机房的空调一般全年都需要开启，空调耗电占到核心机房用电支出的40%～50%。

这是节能减排的重点对象。

4.2 节能效果测试方案由于各个核心机房之间差异性非常大，不具有横向可比较性，因此在移动基站普遍采用的标杆基站法不适用于核心机房的节能测试。

核心机房可采用“自身纵向比较法”，即每处核心机房与自身运行能耗进行比较，对比节能系统开启和关闭模式下的运行能耗，两者差值即所节省的能耗。

本方案基于以下的假设条件：●一个月内，外部环境温度变化相对较小，空调每日能耗基本相当，可以通过机房能耗自身的纵向对比，得到节电值；●每个月约定一个固定的起止时间用于对比测试，对用能企业和节能服务公司相对较公平，测试期内既有可能对节能公司较有利，也有可能对用能企业较有利，但从概率和长期趋势来看，双方基本持平。

测试步骤如下：●每个月约定某一时间段关闭节能系统，使用传统的空调制冷，记录平均每天的耗电量E1；●每个月剩余时间，开启节能系统（节能系统与精密空调之间设置联动，由节能系统控制精密空调适时启停），记录空调和节能装置的总能耗，得到平均每天的耗电量E2；●两者相减即得到平均每日节电量，乘上当月开启节能系统的天数D，即得到本月节能收益。

此方案的缺点是每个月损失了一定的时间用于对比测试，无法发挥节能系统的全部作用。

当然也可以一个季度选择一段时间做对比测试，但这样波动性可能会较大。

需在节能收益最大化与测试相对准确性之间寻求平衡。

5 商务操作模式传统的招标采购模式下，用能企业通过招标的形式，在满足技术规范的基础上，选择性能价格比最高的节能产品。

而EMC模式下，用能企业与节能服务公司之间是合作的关系，不涉及采购，因此如何选择合作伙伴，确定分成比例和合作年限，是个难题。

这里可借鉴“反向竞拍机制”，即各厂商针对通信机房、基站提出自己节能改造方案，并就“年均总节电率”和“分成比例”进行报价竞拍（分成年限暂统一定3年），以“用能企业总收益”最高者中标。

这样通过市场化的竞争机制，在各种节能技术之间、各节能服务公司之间开展竞争，鼓励节能企业“百花齐放、百家争鸣”，在竞争中实现合作双方的共赢。

6 风险控制6.1 风险1：实际节电率低于承诺值在“反向竞拍机制”下，节能公司为争取能够中标，可能会倾向于承诺一个较高的最低节电率。

当实际节电率低于预期时，虽然节能公司获得的节电收益也降低，但用能企业获得的收益也降低，并且局站资源被占据，无法引入新的节电效果更好的厂商。

为避免此情况，合作协议中可约定：如实际节电率低于承诺值，应扣除节能服务公司的分成，保证用能企业的收益不变；当全部扣除后仍无法保证用能企业最低收益时，用能企业有权提前终止合作。

此条款可避免节能公司的恶意竞争，保证竞争的公平、有序。

6.2 风险2：节能产品质量不满足要求由于是节能公司负责投资、双方对节能收益分成，要防止节能公司偷工减料以降低所投入设备的成本，以及一味追求节能效果而忽视、牺牲机房环境及其他安全性问题。

在双方签署合作协议前，可先进行小范围的测试，以验证节能公司的产品是否符合技术要求。

对于不符合技术条件的，无论其承诺的节电率多高，一律排除在合作范围外。

节能绝不能以牺牲通信网络的安全性为代价。