联通能源管理系统项目建设可行性研究报告.doc

2010年中国联通**省分公司能源管理系统

项
目
建
议
书

中国联合网络通信有限公司**省分公司
二〇一〇年十月

2010年中国联通
88省分公司能源管理系统工程项目建议书
一期新建工程

目 录
一、 项目简介 1
1. 项目名称 1
2. 项目建设的依据 1
3. 项目概况 1
4. 主要结论和建议 2
二、 项目建设必要性和迫切性 2
三、 建设原则与方案 3
1. 建设原则 3
2. 动环监控系统现状 4
3. 建设方案 4
3.1 组网方案及功能要求 4
3.2 软件功能要求 6
4. 建设规模 7
4.1 监测点规模 7
4.2 监控中心规模 9
4.3 系统配置 9
四、 工程建设进度 10
五、 投资估算 10
六、 效益分析 11

1

一、 项目简介
1. 项目名称
本项目名称为：2010年中国联通**省分公司能源管理系统新建工程。
2. 项目建设的依据
中国联通集团2006年已下文推广的（中国网通网运【2006】275号文件）；
中国联通集团2008年下文推广的（中国网通【2008】229号文件）；
中国联通集团“关于2010年中国联通节能减排工作的指导意见”文件（中国联通集团【2010】414号）；
工信厅节函【2010】492号“关于组织申报工业领域合同能源管理项目案例的通知”；
中国联通集团【2010】502号“转发工业和信息化部办公厅关于组织申报工业领域合同能源管理项目案例的通知”。
3. 项目概况
节能减排已经列为国资委对国有企业的重要考核指标，深入开展节能减排工作是企业可持续发展的重要策略。
2009年，中国联通**分公司能源费用8.55亿元。其中，电费高达7.94亿元，占比93%；水费、燃油、取暖费共计0.61亿元，占比7%。在7.94亿元电费中，生产用电7.66亿元，占比96.5%，非生产用电0.28亿元，占比3.5%。
在7.66亿生产用电组成如下：
固网电费5.725亿元，占比74.7%，包括中心机房电费3.265亿元，模块局、接入网电费1.61亿元，小灵通基站电费0.85亿元。
移网电费1.935亿元，占比25.3%，主要为移动基站电费。
在生产用电中，分为通信设备用电以及空调用电，在中心机房，空调用电占比为40-50%，在基站及末端机房，空调用电约占30-45%。全省空调用电全年约为3亿多元。
在通信服务领域，节能降耗已成为企业可持续发展的重要工作。
机房的能耗，通常包括以下几部分：
1） 机房通信设备用电。通信设备消耗的电能，大部分又通过热量损耗方式排放到机房中。
2） 机房环境用电，包括机房空调用电、照明用电等。空调设备耗电约占总用电量的50%左右。
通过分析**联通通信局站能耗状况，其能源费用支出数额较大，其中生产用电占总耗能费用的绝大部分，是节能减排工作的重点，而每年3亿多元的空调用电将是节电工作的重中之重，具有较大节约空间。
为此，中国联通集团**省分公司积极响应国家、集团公司的号召，积极开展节能减排工作。目前主要的节能减排措施如下：
（1） 机房（基站）内增设新风系统；
（2） 机房（基站）内增设热交换系统；
（3） 旧空调的冷凝器改造；
（4） 热管一体化空调；
（5） 基站内增加电池温控柜。
以上节能减排方式，理论效果都非常好。但由于目前**联通机房和基站内没有能耗计量系统，无法对各个站点能耗进行实时的监测及管理，难以判断节能减排效果的真实性。
同时，集团公司要开展合同能源管理工作，该工作要求乙方投资通过节能分成的方式实现节能的目标，同时降低联通公司的初期建设成本。但该工作的实施，首要前提是建立一套完善的能源管理系统，掌握需要节能的各个站点的实际运行能耗和节能减排实施后的实际运行能耗，从而，分析出节能效果，与乙方投资分成。
**作为集团公司合同能源管理工作的试点省市，该项工作完成的好坏，决定着集团公司的下一步推广，具有重要意义。
4. 主要结论和建议
本项目是节能减排工程的有效支撑，是机房精细化管理的必要条件，实施的必要性非常强。由于节能减排任务重、时间紧，建议尽快立项实施。
二、 项目建设必要性和迫切性
（1） 集团公司节能降耗工作要求
国资委已将集团公司纳入2011年节能减排指标关注类企业，集团公司公司对此高度重视，对节能减排提出了明确要去，制定了严格的考核办法。集团公司要求，必须加大电费精细化管理力度，通过电费管理系统的建立，加大通信局站的详细耗电检测管理力度，并通过电费管理系统，进行局站电量的采集及上报（按月上报集团公司），集团公司制定的部分节能减排考核内容必须通过电费管理系统才能实现。
（2） 电费精细化管理的需要
目前全省通信局站用电管理工作存在较多困难：由于点多面广，缺乏有效支撑手段，巡检抄表间隔时间较长，在基站、模块局存在偷漏电现象，相同规格的局站，用电量相差较多，部分超过10%。
**联通截止2010年上半年，移动基站15432个，中心局、模块局及接入网点约31236个。由于缺少系统支撑，难以实现机房、基站能耗的精细化管理，管理效益难以得到有效实现。
（3）合同能源管理工作的需要
中国联通集团公司要开展合同能源管理工作，该工作要求乙方投资通过节能分成的方式实现节能的目标，同时降低联通公司的初期建设成本。但该工作的实施，首要前提是建立一套完善的能源管理系统，掌握需要节能的各个站点的实际运行能耗和实施节能减排措施后的实际运行能耗，从而，分析出节能效果，与乙方投资分成。
没有能源管理系统予以支撑，该项工作也难以开展。
三、 建设原则与方案
1. 建设原则
由于**联通网点多，且网络规模还在不断扩张，全部对每个网点实现计量监测是不现实的，因此本项目遵循分期、分批实施，重点实施的原则。
2. 动环监控系统现状
**联通约95%的基站内设置了动力环境监控系统，20%的固网机房内设置了动力监控系统。因此，本项目的实施不能完全依赖现有的动力环境系统。
**联通公司的动力及环境监控系统采用逐级汇接的结构，共三级，即省级监控中心、区域级监控中心、局站监控中心。
现基站动环监控系统是通过监测模块进行数据采集，然后监控单元通过两种途径上传至地市监控中心，一是通过传输2M，借助传输SDH设备上传至监控中心；二是通过G703-2协议，借助基站主设备从语音2M中划分1个时隙传至核心机房BSC，数据重新通过2M汇总至监控中心。
中心机房动环监控系统是通过监测模块进行数据采集，然后监控单元相互级联，通过传输2M传至地市监控中心。接入网点动环监控系统通过moderm拨号实现传输。
现基站动环监控系统只监测了输入电压，没有采集电流值，无法对能耗情况进行分析。中心机房监控系统主要监测空调和UPS的状态，没有计量功能，且监测面较小。
3. 建设方案
3.1 组网方案及功能要求
能源管理系统能够监测、计算、对比分析通信基站、接入网点、模块局、中心机房内的交直流用电设备的各类电气参数。
根据本工程实际情况，采用3级组网结构，设1个集中监控中心。
第1级为监控单元，主要作用是将机房总用电量、空调设备用电量、通信设备用电量、电压、电流、功率因数等实时数据进行采集并经传输网传送到地市数据汇聚层。
第2级为地市数据汇聚层，具有数据缓存功能，接收各监控单元上传的数据，进行分类、压缩打包，根据省级平台的设置要求，分类别、分时间段上传至省级监控平台。
第3级为省级监控中心，监控平台对上传来的数据进行统计、报表管理、分析，产生各种类型的日统计报表、月统计报表、季统计报表和年统计报表，这些报表将成为指导节能决策、挖掘节能潜力、优化节能管理流程制度等的有力依据，以实现能耗数据的精确化、具体化管理。
网络拓扑见下图：

第1级 监控单元
监控单元选用具有显示功能的采集上传装置，具有交/直流电流、电压、功率因数、电度等相关数据的采集功能（智能电表功能），并具有上传功能，支持以太网、RS485、2M线、GPRS等多种传输方式，方便灵活。监控单元还宜具备监测照明、水浸、门禁、视频、消防及其他智能设备等的能力。
基站、接入网点、模块局的监控单元暂按3路380V或220V交流，1路220V交流，2路48V直流功能考虑，应具有后期增加检测回路的扩容能力。中心机房内监控单元根据中心机房的实际情况应具备20-100回路的监测能力，应具备监测照明、水浸、门禁、视频、消防及其他智能设备等的能力。
监控装置安装在机房内现有综合机柜上或单独挂墙安装，需要供电的装置，宜支持双路供电模式。
第2级 地市数据汇聚层
地市数据汇聚中心主要由操作员工作站、交换机、前置通信屏、前置软件等组成。主要接收各监控单元上传的数据，进行统计、分类、打包压缩处理，有一定的数据分析功能；在未上传至省级监控平台数据之前，数据进入缓存区，按照省级监控平台设置的时间，分时间段将数据上传至省级监控中心，暂定每1小时上传1次数据。
地市数据汇聚中心管理人员可以通过WEB网页方式登录浏览、管理所在地市机房的能耗、设备用电情况。
地市数据汇聚中心能够接收现有机房动力环境监控单元及其他监控单元采集的数据，第三方监控单元采集的数据需满足地市汇聚中心规定的格式、精度，并需满足地市监控中心采用的传输方式。
地市数据采集及上传管理系统安装在现有各地市监控中心内。
地市数据汇聚中心设备能够接收来自以太网、2M（155M）线等的数据，将地市的机房和移动网基站数据通过DCN网上传至省级监控中心。
第3级 省级监控中心
省级监控中心主要由存储设备、服务器、操作员工作站、能源管理系统软件、数据库软件等组成。省级监控中心设备能够与DCN网连接，可以接收各地市监控中心上传的数据，并根据数据做存储、计算、对比分析，生成报表，为节能减排及设备运营维护提供参考数据。
通过省级监控平台可以授予各地市数据汇聚中心管理人员的权限，即各地市的管理人员只能看到和管理所负载地市机房的信息，其他地市的机房情况是看不到的；或者只能浏览无法删改。
省级监控中心操作系统安装在现有省集中监控中心内，存储、服务器等设备安装在省集中监控机房内。建议数据存储时间为3年。
3.2 软件功能要求
能源管理监控软件除具有方案必须的功能以外，还应具有自行填写报表上报至省级平台的功能，如水、油等数据报表。
系统必须为开放式，能够实现与其他软件的对接，如资源管理系统、ERP、电费管理系统等。同时，方便第三方监控单元的接入，但第三方的监控单元需满足软件数据采集的规定格式、精度。
软件具备后期升级、扩容、再开发功能，能够实现新旧版本的平稳过渡，不影响系统的正常运行。
系统软件应能够实现数据、图形、模拟图、柱状图等多种图形的相互对比、标杆对比、与历史数据对比，并能够通过地图的方式，实现站点的定位管理。还应具有告警功能，能够灵活设定参数，对站点分类，设定标杆，将超过标杆指标的站点实施告警，方便实施节能措施。
操作系统宜采用UNIX系统，方便实现后期超大系统的操作。
4. 建设规模
4.1 监测点规模
本项目按济南、青岛、临沂、滨州四个地市考虑。
通信局房根据专业划分为5大类。

机房类别
专业分类
固网/2G共用、固网3G共用、固网2G/3G共用机房
A类机房
长途传输机房
长途交换机房
长途IP机房
长途数据机房
长途专业综合机房
本地核心交换机房
本地核心数据机房
本地核心专业综合机房
城域IP网核心机房
电力室
高级、低级信令转接点机房
IDC机房
B类机房
本地城域网传输机房（核心、汇聚、边缘）
本地城域网IP网汇聚层机房
本地交换端局机房
本地数据端局机房
本地专业综合机房
C1类机房（中继机房）
C2类机房（接入机房）
小灵通基站机房
交换模块局机房
PSTN接入网机房
综合接入网机房
其他接入网机房
室外有源接入点

移动网基站

第五类属于移动网基站。根据基站耗电量，以10A为单位，从“10A以下”至“100A以上”，共分为11类。由此共产生22种基站类型。见下表：
直流负荷
<10A
10A-20A
20A-30A
30A-40A
40A-50A
50A-60A
60A-70A
70A-80A
80A-90A
90A-100A
100A以上
砖混结构
类型1
类型2
类型3
类型4
类型5
类型6
类型7
类型8
类型9
类型10
类型11
彩钢板结构
类型12
类型13
类型14
类型15
类型16
类型17
类型18　
类型19
类型20
类型21
类型22

本工程地市监测标杆机房，每个地市对A类不同类别的机房各取1个；对B类不同类别的机房各取2个；对交换模块局机房、PSTN接入网机房，综合接入网机房，其他接入网机房各取5个；对室外有源接入点机房各取3个；对于移动网基站，每一地市、每一类选择5个做标杆机房。
标杆机房及监测回路数规模见下表：
机房类别
专业分类
标杆机房数量
监测回路数量
回路合计
A类机房
长途传输机房
1
110
110
长途交换机房
1
110
110
长途IP机房
1
86
86
长途数据机房
1
70
70
长途专业综合机房
1
120
120
本地核心交换机房
1
120
120
本地核心数据机房
1
110
110
本地核心专业综合机房
1
120
120
城域IP网核心机房
1
70
70
电力室
1
20
20
高级、低级信令转接点机房
1
70
70
IDC机房
1
120
120
B类机房
本地城域网传输机房（核心、汇聚、边缘）
2
50
100
本地城域网IP网汇聚层机房
2
26
52
本地交换端局机房
2
24
48
本地数据端局机房
2
24
48
本地专业综合机房
2
24
48
C1类机房（中继机房）

C2类机房（接入机房）
小灵通基站机房

交换模块局机房
5
10
50
PSTN接入网机房
5
10
50
综合接入网机房
5
10
50
其他接入网机房
5
10
50
室外有源接入点
3
6
18
移动网基站
110
6
660

济南、青岛、临沂、滨州4个地市各设置标杆机房155个（涉及45个机房、452个基站），各监测回路数2300路。针对不同的站点其监测的回路数有所区别，需要监测每一回路的电压、电流、功率因数、电度和电费量。
以上合计，本项目共有620个标杆机房，数据监测回路9200个。
4.2 监控中心规模
本项目共建设济南、青岛、临沂、滨州四个地市，地市中心按2300路汇聚能力考虑，后期根据需要相应扩容。地市汇聚数据的存储时间为1天。
省级监控中心本期按4个地市考虑，支持9200回路的数据处理能力（具备远期扩展到17地市的处理能力），数据存储时间按3年考虑。系统配置
系统配置规模见下表：
序号
项目
地市
名称
标杆机房
监测回路数
备注
1
监控单元
济南
带显示的监控装置（含智能电表）
45
1640
支持2M、以太网连接方式
2
带显示的监控装置（含智能电表）
110
660
支持2M、以太网连接方式
3
青岛
带显示的监控装置（含智能电表）
45
1640
支持2M、以太网连接方式
4
带显示的监控装置（含智能电表）
110
660
支持2M、以太网连接方式
5
临沂
带显示的监控装置（含智能电表）
45
1640
支持2M、以太网连接方式
6
带显示的监控装置（含智能电表）
110
660
支持2M、以太网连接方式
7
滨州
带显示的监控装置（含智能电表）
45
1640
支持2M、以太网连接方式
8
带显示的监控装置（含智能电表）
110
660
支持2M、以太网连接方式
9
地市汇聚层
济南、青岛、临沂、滨州 
操作员工作站
台
8
地市数据汇聚中心
10
交换机
台
8
11
E1转RS232
台
32
12
串口服务器
台
24
13
前置通信屏
台
8
14
前置软件
套
4
15
省级平台
济南
数据服务器
台
4
省级监控中心
16
磁盘阵列
套
1
17
操作员工作站
台
1
18
防火墙
台
1
19
交换机
台
2
20
4口KVM
台
1
21
服务器机柜
台
1
22
数据库软件
套
1
23
办公软件
套
1
24
网络防毒软件
套
1
25
能源管理监控软件
套
1

四、 工程建设进度
建设进度由省公司统一安排。
五、 投资估算
2010年中国联通**省分公司能源管理系统新建工程总投资为569万元人民币（本项目远期可覆盖全省，考虑公共设施的前期投入，远期覆盖全省，约需1040万元）。详见下表：
序号
项目
地市
名称
单位
监测回路数
单价
合计
1
监控单元
济南
监测装置（含45个机房）
个
1640
300
492000
2
监测装置（含110个基站）
个
660
300
198000
3
青岛
监测装置（含45个机房）
个
1640
300
492000
4
监测装置（含110个基站）
个
660
300
198000
5
临沂
监测装置（含45个机房）
个
1640
300
492000
6
监测装置（含110个基站）
个
660
300
198000
7
滨州
监测装置（含44个机房）
个
1640
300
492000
8
监测装置（含110个基站）
个
660
300
198000
9
地市数据汇聚层
济南、青岛、临沂、滨州 
操作员工作站
台
8
11000
88000
10
交换机
台
8
7520
60160
11
E1转RS232
台
32
8000
256000
12
串口服务器
台
24
8000
192000
13
前置通信屏
台
8
6000
48000
14
前置软件
套
4
78000
312000
15
省级平台
济南
数据服务器
台
4
150000
600000
16
磁盘阵列
套
1
150000
150000
17
操作员工作站
台
1
11000
11000
18
防火墙
台
1
15000
15000
19
交换机
台
2
7520
15040
20
4口KVM
台
1
9000
9000
21
服务器机柜
台
1
6900
6900
22
数据库软件
套
1
50000
50000
23
办公软件
套
1
5100
5100
24
网络防毒软件
套
1
6000
6000
25
能源管理监控软件
套
1
500000
500000
26
小计1

5084200
27
安装工程费

小计1×5%

254210
28
小计2

5338410
29
工程建设其他费

小计2×4%

213536.4
30
合计

5551946.4
31
建设期利息

合计×5%/2

138798.66
32
总计

5690745.06

六、 效益分析
（一）2010年全省电费预计将达到9亿多元，由于缺少系统支撑，局站用电以及电费支出管理难以做到准确及时，同样规模的局站，能耗相差可达10%以上，经过能源管理系统的建设，将使精细化管理得以实现，管理效益突出，经过测算，本次4个地市能源管理系统的建立，涉及机房用电1.95亿元，通过精细化管理后，每年节约电费至少1%，超过195万元，回收期2.92年以内。
（二）使集团公司节能减排工作考核内容顺利落实，较好地完成集团关于节能减排考核的相关指标。
（三）本项目的实施为合同能源电费管理提供必要的系统支撑手段， 本期4个地市项目的建立，将为4个地市提供节能技术计量检测支撑，使集团公司安排我省试点的合同能源管理工作得以顺利实施。
12