通信基站节能减排解决方案.doc

通信基站节能减排方案

中国通信公司
二一一年十月

目录

1、 概述---------------------------------------------------------------------- 1页

2、 基站建设---------------------------------------------------------------- 4页

3、 空调温度设置及节能------------------------------------------------- 5页

4、 设备利旧和更新------------------------------------------------------- 6页

4.1、蓄电池维护及利旧------------------------------------------------------ 6页
4.2、淘汰高能耗设备---------------------------------------------------------- 7页
5、 太阳能系统建设-------------------------------------------------------------7页
6、 结束-------------------------------------------------------------------------- 9页

1、 概述
什么是节能减排？节能减排是什么意思？节能，就是节约能耗，包括电、煤、油等；减排，就是减少污染物排放；所谓节能减排，就是降低能源消耗、减少污染排放。
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低２０％左右，主要污染物排放总量减少１０％的约束性指标。这是贯彻落实科学发展观，构建社会主义和谐社会的重大举措；是实现资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是促进经济结构调整，转变各方面增长方式的必由之路；是提高人民生活质量，维护中华民族长远利益的必然要求。
当前，实现节能减排目标面临的形势十分严峻。去年以来，全国上下加强了节能减排工作，国务院发布了加强节能工作的决定，制定了促进节能减排的一系列政策措施，各地区、各部门相继做出了工作部署，节能减排工作取得了积极进展。但是，去年全国没有实现年初确定的节能降耗和污染减排的目标，加大了“十一五”后四年节能减排工作的难度。更为严峻的是，今年一季度，工业特别是高耗能、高污染行业增长过快，占全国工业能耗和二氧化硫排放近７０％的电力、钢铁、有色、建材、石油加工、化工等六大行业增长２０．６％，同比加快６．６个百分点。与此同时，各方面工作仍存在认识不到位、责任不明确、措施不配套、政策不完善、投入不落实、协调不得力等问题。这种状况如不及时扭转，不仅今年节能减排工作难以取得明显进展，“十一五”节能减排的总体目标也将难以实现。
近年来，由于我国通信行业的迅速发展，通信业已经成为推动国民经济增长的主要行业。同时，作为拥有世界上规模最大的通信网络国家，其运营维护的能源消耗也非常巨大。能源成本在运营企业经营开支中所占的比例不断增长，已经影响到企业的效益和发展。从2005年开始，国务院在针对节能减排工作方面推出了一系列政策，并对相关企业的节能降耗工作提出了具体的要求。节约能源成本已成为网络运营和维护的重要工作。
节约能源，不仅是企业降低成本，实现更好收益的有力手段，也是社会赋予的历时责任和使命。我国各电信运营企业十分重视节能的管理和实践，结合各自实际情况积累了许多管理经验与行之有效的举措。为了增进通信运营企业之间节能减排工作的交流，优秀节能技术和解决方案的推广应用，中国通信运维网在各运营企业的支持和协助下，在北京南粤苑宾馆举办“首届中国通信网络节能论坛”，论坛的主题为“建设节约型网络·营造绿色通信·促进通信业可持续发展”。作为国内及世界上规模最大的通信运营商，我们中国通信公司要在此次节能减排行动中起到楷模作用，要塑造“以低成本打造精品网络”的典范，这也是公司核心价值观“正德厚生，臻于至善”的一种体现。我们庞大的网络规模，每一个细节上的节约都会给企业带来较大的利益空间。
南方地处热带地区，为使移动通信设备工作于一个良好的温度环境下，电能消耗的成本是很大的，已占网络运营支出的很大一部分，按目前移动1800个基站计算，一年的电费开支高达6000万，节能减排直接影响到企业成本的降低，成本下降就意味着企业的盈利上升。近几年来，我公司十分重视节能减排工作的开展，一直把节能减排的当前工作和长远目标结合起来，不管在规划建设上还是在维护工作中都考虑到节能减排的问题，并采取了一些有力的措施，通过推出机房标准化建设、太阳能应用、废旧设备更新利用、空调温度调整等节能创新方案，努力做到低消耗、少排放、高增长，实现节约发展、清洁发展、安全发展和可持续发展，下面就就节能减排工作的一些经验向各位同行做简单的介绍。
2、 基站建设
在基站建设上，我们一直在探索如何进行标准化的建设以降低建设成本，同时达到节能减排。早期，我公司的基站建设，不管是自建站还是租房站，面积均比较大，个别面积甚至达到近200平方米，能电消耗可想而知。最近几年，我们一方面加快这部分机房的密封、割断改造，合理规范基站的空间，在此同时对新建机房提出了标准化的建设要求，租用避免在窗户过多的房间建站，以免太阳直射造成空调压缩机工作时间过多，达到节约用电，对空间较大的机房，则采取了实体墙、玻璃隔墙等把空闲空间隔开。而自建基站机房根据设备数量、设备大小、排列等具体情况，经过成分的实践，对机房的结构、面积、长宽等都提出了具体的建设要求。在网络设备的安装上，在满足网络覆盖需要的基础上，尽量采取一些低能耗的设备。
这两年来，我公司在基站土建浪费问题上严格把关，从设计阶段、施工阶段、竣工阶段一路跟踪把关，且收到了很好成效。由于受地理环境的影响，气温普遍偏高，这对保持机房恒定的温度是一个很大的挑战，基站空调的工作负荷也相对加大。针对基站较大耗能问题上，采取了一些有效措施，特别是空间较大的基站。为了解决一些空间较大的基站的温度问题，我们采取缩小有效空间的方法，即用玻璃隔墙把基站闲置的空间同有效利用的空间隔开，这样可以有效的缩小机房空间，之前要两部空调同时工作，改造之后只要开通一部空调就可达到制冷效果，有效地减少了空调的工作压力。大家知道，我们基站所用的空调不但要制冷，还有除湿功能，我的空气湿度一般都很大，所以基站的空间大了，空调花在除湿这一环节上的能耗也加大。有效缩小机房空间后，在节能方面成效显著，每站每月可节约1000多度用电。
近年来，各运营商投入大量精力进行下一代网络技术、协议和标准的研究，希望能够更多地采用开放、统一、标准的技术来实现各种功能，减少各种私有标准的应用，也可以帮助减少初始的网络投资，降低风险。合理基站的总体发展趋势是更低成本、更灵活的架构、更高的性能和集成度；总的来说，开放式模块化使基站建设可以以“搭积木”的方式进行，能够快速响应，缩短建设时间，同时使维护设备种类减少，降低运维难度，节省运维成本。更多的采用一体化简易基站，小体积低功耗，可以有效降低维护成本，系统有较强的可靠性。体积小、布网灵活的新型基站将得到较为广泛的应用，实现基站具有更高的功率效率和节能环保。
最近我公司建造一批一体化简易基站，小体积低功耗，避免大规模的土建工作，建设时间短，建设成本也大大减少。跟配置相同的宏蜂窝基站相比较，节能效果得到完全的体现，系统稳定，维护也方便。
3、 空调温度设置及节能
机房温度的设置就像一把双刃剑，设置过低，会加大基站用电能耗；设置过高，又会影响设备的正常运行及蓄电池的寿命；不管是前者还是后者，都是造成能源消耗及增加维护成本的途径。25℃时，蓄电池的容量为100%；在25℃以上时，每升高10℃蓄电池的容量会减少一半；而在25℃以下时，温度与容量的关系如下：
表1 在25℃以下时，温度与容量的关系
温度（℃）
当前容量（%）
25
100
20
95
15
90
10
84
5
76
0
76
所以对基站空调温度的设置，是处理各种利益关系的关键所在。对基站的节能处理，一般都在空调节能上下手，合理的设置基站空调温度，不但可以保证设备运行正常，还实现更好的节能。合理设置基站机房温度、湿度值及精度控制范围，提倡在满足机房要求的前提下经济运行（在制冷工况下，室内温度设定值每升高1°C ，可节能10%—20%）。从04年就开始探索机房空调温度设置及设备安全运行方面的平衡问题，经过一年的测试，我们提出基站温度从 22°C设置改为24°C设置建议，通过提高空调的工作温度，使基站耗电量减少了30%左右，为公司节约了不少维护成本。同时要做好基站的密封和隔热，避免室外热负荷的侵入。做好设备的日常维护和保养，使设备在良好的运行状态下发挥出最佳效能。
现在生产的空调节能设备还不能从根本上解决基站的节能问题，我们曾经采用某一厂家的空调节能设备对基站进行节能测试，用电量微小下降，但机房温度却没有得到更好的改善，反而升高了，所以，空调节能设备还不能从实际上解决节能问题。现在我们还继续探讨基站机房的最佳工作温度，以得到更好的节能效果。
4、 设备利旧和更新
4．1、 蓄电池维护及利旧
基站蓄电池也是影响的节能减排的主要组成部分，所以加强对蓄电池的维护和管理，也是节能减排的主要途径。通过专业维护人员以及专业设备的投入，提高蓄电池设备的管理水平，提高蓄电池维护水平，通过蓄电池活化等专业设备以及技术手段的完善，延长蓄电池使用寿命，避免大量蓄电池的废弃。通过增加一些专业的检测设备，提高维护人员的专业技术水平，建立详细的设备管理档案，将做到“对症下药”的模式，改变为积极主动管理。
目前，基站电源配套的蓄电池大多是先进的阀控式密封铅酸蓄电池，这种电池的每节单体电压一般有２Ｖ、６Ｖ和１２Ｖ三种，在使用时将多节单体串连，组成４８Ｖ的蓄电池组。在对电源系统可靠性要求较高的场合，一般采用两组蓄电池并联运行的方式。因为各个厂家、各种型号、各个批次的蓄电池生产时的条件不尽相同，导致其内部参数都会有一定的差异，在开始的时候，就要求蓄电池组的单体必须是同厂家同型号同批次的，这样才能保证其参数基本一致，可以长时间稳定使用。如果其中一节的参数与其他的不同，那么它很快就会出故障，甚至导致系统故障。
当蓄电池组经过长时间运行后，由于其内部产生的电子漂移现象，会使其中一节或者几节单体的内电阻增大，在严重的情况下，这节单体就变成落后电池了。常用的预防和解决这个问题的方法是均充法，即定期采用较高的电压对电池组进行充电，使内部重新活化。某些情况下，会出现反复均充后，某节单体仍不能得到有效活化，那么这节单体就不能再继续使用，需要更换。
在实际应用中，蓄电池往往在使用一年后就开始出现劣化，使用超过5年的蓄电池劣化程度非常严重，不能够达到标称容量。这其中存在两个方面的问题：其一，蓄电池厂家对于蓄电池的使用年限是在较为理想的状态下预测的，而我省农用电网改造频繁，基站经常掉电，造成蓄电池使用年限明显低于理论值；其二，在对蓄电池的使用中，在蓄电池组劣化前期没有及时发现落后蓄电池，致使蓄电池组劣化积累、加剧，导致整组蓄电池过早报废。但在报废的蓄电池中，还是存在相当数量的性能良好的个体，合理利用这些蓄电池，可以节约的维护成本，达到减少废弃排放的目的。对于旧蓄电池的处理，可以建立蓄电池检测房，活化利旧蓄电池。盘活资源、利旧仓储资源节约维护成本。公司在32个基站安装了厂家配合活化利旧的蓄电池，大大节约了维护成本。
在组合通信电源系统中，对蓄电池的使用和管理非常重要，要求电源系统的功能非常全面，如定时均充、二次下电、温度补偿、无级限流等功能，在一定程度上实现了对蓄电池的全面保护，节约了投资，也提高了运维效率。
4．2、淘汰高能耗设备
在通信网建设早期，利用有一部分高能耗的设备，随着网络建设的发展及环境的变化，这些高能耗的设备已不适合在网上运行，必须有计划的淘汰及更新。比如完成面积大的机房改造，原使用的近200部5P空调成了高能耗的设备；基站最早用于稳定电力电压的几十部上海达稳压器，其随着城市电力电网质量的提升逐暂完成它的历史使命，必须及时让其退出网络，提高网络的效能。
完成上海达稳压器、5P旧空调的更新淘汰只是我们低能耗设备应用工作的一部分，下一步，我们还要加快网络设备调整，通过优化促进节能减排，坚决淘汰一批“高耗能、高排放”的旧开关电源等装备，有步骤地实行“关、停、改”，推广普及一批节能降耗先进适用技术和设备。
5、 太阳能系统建设
太阳能，作为一种最清洁、环保、取之不竭的新能源，越来越得到人们的高度重视。太阳能的利用大致分为太阳能发热及太阳能光伏两种。太阳能发热早在国际上许多的国家得到广泛的应用，但是太阳能光伏产品的开发利用将是利用太阳能的更大，更有前景，我国有13亿人口，3．5亿个家庭，若每日每户供应 60°C热水100升，全年需6643亿度电，几乎用掉全国年发电量的一半，电费约为4000亿元，费用极大。如果利用太阳能为我们服务，那其中的利益关系可想而知。
我国陆地表面每年接受太阳能辐射相当于49000亿吨标准煤的燃烧量，全国2／3的国土面积日照在2200小时以上。如果将这些太阳能全都用于发电，约等于上万个三峡工程发电量的总和。丰富的太阳能资源，是中华民族赖以生存、永续繁衍的一笔最宝贵的财富。我地区光照时间长、强度高、空气清洁度好，阳光穿透性强，年日照时数在２４００小时以上，是名副其实的太阳能资源大省，太阳能资源利用前景广阔，在太阳能开发和应用上具有得天独厚的优势。
我公司在边远高山及海岛的某些基站启用了太阳能电源系统，由于我省农用电网很脆弱，频繁改造和限制用电给基站供电保障带来各种麻烦，太阳能电源系统给我们提供了一种好的选择。在有建立太阳能电源系统的基站，基站故障率比用水电工作的基站故障率低之又低。太阳能供电系统配置可达到的效果：在无市电、无日照的情况下，太阳能供电系统需能满足负载连续工作48小时；在连续多天无市电、有日照情况下，负载不会发生停电现象。公司在乡下基站建设的太阳能电源系统，花费6万多元，采用太阳能给UPS后备蓄电池充电的方案。如下是乡下基站太阳能电池方阵安装方案：
机房屋顶

3.6M

3M
机房门
4.6M

4M

蓄电池柜

铁塔

立柱 （4.8M ）
下乡基站安装俯视图

铁塔

机房

蓄电池柜

安装侧视图
地基 立柱 支架
其供电次序是太阳能---市电---蓄电池组，当上一级能量不足时，不足部分由下一级能源自动补足。本方案保证市电不中断时，基站负载也不会中断。若市电中断时，也能够完全避免晴天停电对负载的影响，保证在晴天时负载不会发生停电中断。在市电中断及阴雨天时，系统能够为负载提供不小于48个小时的电力供应，基站只有在：全阴天+市电连续停电48小时，才发生中断，基站的电力供应得到了良好的保障。不仅能够减少市电的使用量，降低基站的能耗，更能够提高系统的工作效率和可靠性，降低维护成本。所以基站安装太阳能系统，低成本的投资，高效益的回报。

6、 结束
节能减排是一项关系企业长期发展的一项战略工作，不能有所松懈。我公司在通信网络的节能减排工作上虽取得一点进展，但任道重远，我们还需加强节能技术跟踪、研究，积极采用高新技术和先进适用技术改造提升传统产业，把不断促进节能减排。
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