電節能問題研究（4篇）范文

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第一篇：火電廠汽輪機輔機系統節能應用

摘要：近幾年來，華電國際系統多個300/600MW級機組大型火電廠，實施了多項深度節能的新技術及改造方案，其中幾項為：涼水塔噴濺裝置由濺碟式更換為旋轉式；凝汽器補水采用真空法；真空泵組采用低電流節能型；軸封溢流改接至#7（8）低加入口；除氧器連續排汽回收；開式水泵冬季運行時采用旁路或電機改雙速，實施后節能效果顯著，為其他電廠的節能改造提供了參考。

關鍵詞：旋轉式；真空補水；節能型；回收；旁路；雙速

0前言

火電廠是工業能源消耗大戶，隨著電力行業發電側形勢的變化及國家對節能的重視，并頒布了國家十三五電力能源節能目標，深度挖潛被提上了日程。華電國際所屬電廠不但重視汽機系統本體部分節能（大部分都已進行了改造），對輔助的設備及系統的節能改造和挖潛，也非常重視。除了大部分電廠都采用的循環水泵高效改造及電機高低速雙速改造、凝結水泵電機加裝變頻器等，還進行了其他深度節能改造。

1涼水塔噴濺裝置由濺碟式更換為旋轉式

涼水塔噴濺裝置在機組安裝時一般為濺碟式噴濺裝置，由于淋水面積偏小，裝置上存在重水區、輕水區及無水區，淋水均勻性較差，冷卻效果較差，導致冷卻塔出水溫度偏高。將冷卻塔噴濺裝置更換為節能型旋轉式噴濺裝置，應用后平均可降低冷卻塔出塔水溫1.1～2.8℃，提高了機組運行的經濟性。

旋轉式噴濺裝置工作原理：依靠水流自身壓力推動濺碟旋轉，旋轉速度與射流水速度有關，旋轉速度在60～250r/min。每個裝置具有自己的轉速，互相并不等同，更有利于交叉淋水的均勻性。該裝置采用了高耐磨、耐水腐蝕的輕型、密封性好的高分子材料軸承，具有終身免潤滑的功能，使用壽命可達十年以上。該裝置改變了傳統噴濺裝置濺水流向的單一狀態即線型自由落體運動，完成了既做自由落體運動的同時又作旋轉運動的二維過程，噴淋面積大，淋水均勻性好，水滴與空氣接觸充分，冷卻效果好。進行冷卻塔旋轉噴濺裝置實施后，按出塔水溫降低1℃計算，對300MW機組而言，煤耗率降低約0.96g/（kW•h）。

2凝汽器補水采用真空法

機組運行時凝結水會有一定的損耗，會反映在凝汽器水位的下降，一般都是采用從凝結水箱通過凝補泵來對凝汽器進行補水和備用，此方法凝補泵一直處于運行狀態，會導致廠用電率的增加。在凝補泵入口母管上加裝旁路管及旁路門，接至除鹽水出口母管上，機組運行時凝補泵停運，凝汽器需補水時，利用旁路來自動補水。工作原理就是通過除鹽水箱水位至凝汽器汽側負壓之間的壓差，將補水吸入凝汽器內，此法稱為真空補水法。在改造前，要論證凝結水箱的運行水位與出口母管接入點標高差值，是否有足夠的余量克服系統阻力并有一定的富裕量。比如300MW機組一臺凝補泵電機功率一般為30KW，改造后，按照年75%運行時間計算，年可節電19.71萬kw.h。

3真空泵組加裝低電流節能型

當前大型火力發電廠每臺機組大都設計2-3臺水環式真空泵組，采用降低工作水溫度的方法，可進一步提高凝汽器真空，提高機組運行的經濟性，但實踐證明，不適用于所有的機組，整體節能效果并不非常明顯；且機組正常運行時，也不管機組真空嚴密性如何，都采用設計一至兩臺真空泵連續運行的方式。300MW機組單臺真空泵電機功率一般為160MW，運行時抽空氣裕量較大。加裝一套由羅茨風機+小容量真空泵串聯的節能型高效真空泵組，電機功率分別為：羅茨風機電機功率18.5KW，小容量真空泵電機功率7.5KW，高效真空泵組電機功率合計26KW，運行后真空泵組能降低耗電率83%左右，節能效果非常明顯。

工作原理：由羅茨泵抽取凝汽器空氣和蒸汽混合物后，進入管式換熱器冷卻，剩余空氣由水環式真空泵抽出。因高效真空泵系統極限真空＜400Pa，能夠保證凝汽器極限真空需要。羅茨泵出口壓力達到12kPa，對應的飽和水溫度為50℃，可以避免小容量水環式真空泵汽蝕。 

高效真空泵組抽空氣量約為原真空泵組的90%左右，能滿足在凝汽器真空嚴密性合格情況下抽空氣的需求，一臺高效真空泵組運行即能滿足單臺機組對真空經濟性的要求。原設計水環式真空泵作為機組啟動時快速抽真空及正常運行時的備用。

4軸封溢流疏水改接至#7（8）低加入口

各大型火電廠汽輪機軸封母管都或多或少存在不同程度的溢流，除改造軸封減少漏汽量外，原設計一般都是將溢流蒸汽至凝汽器，增加了凝汽器熱負荷，還導致高參數工質的浪費。將軸封溢流的蒸汽接至#7（8）低加入口蒸汽管道（根據#7、8低加進汽參數，原則上為參數接近），可提高熱力系統的熱效率，平均可降低煤耗率約0.2g/（kW•h）。

5除氧器連續排汽回收

為了排除凝結水中的不凝結氣體，除氧器都設有連續排汽，這必然會造成工質和熱量浪費。可在除氧器排大氣門前加裝管道、閥門，將除氧器排汽引至軸加汽側（軸加疏水管徑要進行核算，根據疏水量更換合適管徑的管道），正常運行中關閉除氧器排大氣門，開啟除氧器排汽至軸加門，不凝結氣體被軸加風機抽走，改造方案詳見圖，此方案改造后平均可降低煤耗率約0.12g/（kW•h）。

6開式冷卻水泵冬季運行時采用旁路或電機改雙速

在華中以及北方地區，開式冷卻水的大用戶如大、小機冷油器及發電機氫（空）冷器，在冬季運行期間，其調閥開度一般在5—20%，節流現象非常嚴重，節流損失較大，因開式水泵電機功率較大，以300MW機組為例，電機功率為180KW，能耗損失較大。

有兩種改造方案：一：在開式泵入口母管上加裝旁路門及旁路管，接至開式水泵出口母管上，為增加系統壓差，保證開式冷卻水的流量，將開式水回水管路接至吸水井或循環水前池。在冬季機組運行時，停運開式水泵，開式冷卻水采用旁路系統運行。二：將一臺開式冷卻水泵的電機改為高低雙速電機，冬季改為一臺低速開式水泵或并聯組合運行的方式。此兩種方法在改造前，都應當對改造后的開式水壓力是否滿足發電機氫（空）冷器揚程需求進行論證。兩種方案改造實施后，都能起到非常明顯的節能效果。

7結束語

上述汽輪機輔助系統節能技術及改造方案，均在華電國際多個電廠實施并應用，從運行情況來看，對提高機組經濟性及降低廠用電率方面，均達到了預期節能效果。

參考文獻：

[1]孔瓏.工程流體力學（第四版）[M].中國電力出版社.

[2]東北電力集團公司.電力工程師手冊（動力卷）[S].2001.

作者：谷嘯威1；宗緒東2 單位：1.華電集團公司山東萊城發電廠,2.華電國際公司技術服務中心

第二篇：電廠節能環保問題與對策

【摘要】眾所周知，在科學發展觀理念下，堅持可持續發展，節約能源，保護環境具有重要作用，不僅能夠促進經濟發展，還能夠實現經濟的可持續發展，因此，通過節能環保，能夠實現經濟與環境的可持續發展，緩解經濟與社會矛盾，符合當前國情。

【關鍵詞】電廠；節能環保；問題；技術；改造措施

1前言

隨著我國經濟的快速發展，工業化進程不斷加快，電廠發展迅速，在社會發展過程中發揮了重要的作用，但同時，也存在一些問題，阻礙了電廠的發展，對環境產生了影響，基于此，研究電廠節能環保存在的問題，分析問題產生的原因，影響電廠發展的因素等，有利于提出有效的解決方案，促進電廠發展，保護環境，節約能源。

2電廠節能環保存在的問題

2．1節能減排運行系統尚待完善

節能減排運行系統不健全是電廠節能環保存在的主要問題之一，由于節能減排系統不完善，會影響節能減排工作的順利實施，無法提供系統支持，節能環保工作在實施過程中會遇到較多困難與阻礙，缺乏相關制度的輔助與支撐，困難與阻礙難以跨越，不利于節能環保工作的開展，因而，節能減排運行系統尚待完善是電廠節能環保存在的主要問題。

2．2電廠鍋爐燃燒效率不高

鍋爐燃燒效率不高，不僅會影響資源的利用率，還會由于燃燒不充分產生大量有害氣體，在污染環境的同時影響電廠效益，不利于電廠的發展，還對環境造成了一定的影響，因此，電廠鍋爐燃燒效率不高，也是電廠節能環保存在的主要問題。由于電廠鍋爐的構造，鍋爐燃燒人員的操作以及其他因素的影響，都會產生電廠鍋爐燃燒率，產生電廠鍋爐燃燒率不高的問題，影響燃燒效果，污染環境，浪費人力、物力，資金資源，不利于企業的效益最大化，不利于電廠節能環保措施的開展。

2．3煙氣處理技術有待改進

當前電廠煙氣處理技術不佳的主要原因有兩點，第一，技術落后，煙氣處理技術落后的原因就是技術落后，煙氣中的一些有害物質與污染物質無法處理，煙氣處理技術不過關，煙氣處理效果不佳。第二，煙氣處理設備不夠完善，存在問題，煙氣處理設備不佳，也是煙氣處理技術不佳的主要體現，由于設備落后，未結合先進技術，因此，煙氣處理效果極差，甚至出現設備出現故障等問題，影響煙氣處理工作的順利實施，影響節能工作的開展。

2．4電廠鍋爐燃煤質量尚未合格

燃煤質量不合格是電廠節能效果不佳的主要誘因之一，電廠鍋爐燃煤質量不合格的原因主要在于以下幾點，第一，未從正規廠家購入煤炭，未了解煤炭的質量，在購入時也未檢查煤炭的質量合格證，燃煤質量得不到保證。第二，貪圖便宜，為節省資金，選購一些價格便宜的燃煤，致使燃煤質量不佳，無法保證燃煤質量，從而影響電廠鍋爐燃燒效果，產生一系列問題，反而造成資源的浪費，影響效益，污染環境。

3電廠節能環保技術改造措施

3．1采用脫硫、脫硝工藝，減小污染氣體排放量

通過采用脫硫、脫硝工藝，能夠減少燃煤中的雜質，從而對煙氣進行有效處理，將煙氣中的顆粒、污染物質、有害物質等控制在規定范圍內，從而達到減少污染氣體排放量的目的。采用脫硫、脫硝工藝，減少污染氣體排放量需要做到以下幾點，第一，選擇恰當的脫硫脫硝方法，傳統脫硫脫硝方法脫硝脫硫效果較差，技術極其不過關，存在較大疏漏，易腐蝕脫硫脫硝設備，因此，革新脫硫，脫硝方法，選擇恰當的方法極其重要，不僅能夠提高處理效果，還能夠降低設備損耗，減少污染氣體排放量。當前，較為有效的脫硫、脫硝方法為干法脫硫、脫硝，效果顯著，能夠有效脫、硫脫硝。第二，具體問題具體分析，根據實際情況選擇脫硫脫硝方法，其中較為主要的方法主要包括以下四種，分別是氣/固催化脫硫脫硝技術，固相再生法，電子活化氧化法以及吸收劑噴射法，這四種方法各具優勢，也各具缺點，通過具體情況具體分析，可以選用恰當的脫硝脫硫工藝，減小污染，保護環境，達到理想的效果。

3．2降低電廠鍋爐燃煤、燃油用電消耗

降低電廠鍋爐燃煤、燃油用電消耗，可以實現資源的合理配置，有效利用電力資源。降低電廠鍋爐燃煤、燃油用電消耗需要做到以下幾點，第一，改造鍋爐設備，提高鍋爐質量，通過改造鍋爐設備，可以提高設備的功能，降低設備的電消耗。第二，選擇恰當的燃煤、燃油資源，保證燃煤燃油質量，在燃煤、燃油質量不佳的情況下，會出現燃燒不充分，二次燃燒等問題，增加耗電量，浪費資源，因而，為降低電耗，需要選擇恰當的燃煤與燃油資源，保證燃油、燃煤質量。第三，革新技術，通過革新技術，研發新技術，可以提高電廠鍋爐燃煤、燃油的效果，降低電消耗，有效節約能源，保護環境，堅持可持續發展路線，樹立科學發展觀。第四，電廠制定合理的節能技術措施，例如廣東紅海灣發電有限公司運行部制定了機組啟、停機的節能技術措施，明確規定了機組在啟、停過程中各個輔機什么時候啟、停，因為在這個過程中有的輔機不一定要一直運行，這樣能有效地降低了機組輔機的電耗，對機組的節能環保起到了一定的作用。

3．3應用MGGH系統，降低煙氣排放危害

MGGH系統又名低溫煙氣處理系統，其具有提高除塵率，克服傳統煙氣處理堵塞以及一氧化硫泄露等問題，具有顯著優勢，除此之外，還能夠消除煙羽，具有環保，節能等優勢，不僅符合我國經濟發展需求，還能夠獲得較高的經濟效益與環境效益，發揮了重要的作用，受到環保企業、發電廠的重視與關注，因此，應用MGGH系統，降低煙氣排放危害十分重要。應用MGGH系統，降低煙氣排放危害需要做到以下幾點，第一，合理利用MGGH系統，進行煙氣治理，保證煙氣處理的有效性，降低煙氣排放危害，達到理想的效果。第二，控制關鍵點，通過控制關鍵點，可以實現熱量轉移過程，將煙溫降低，水溫升高，通過熱媒體工質轉移至煙氣再熱器，形成一個閉式循環系統，從而降低煙氣排放危害。廣東紅海灣發電有限公司于2016年底完成了1、2號機超低排放改造，在原來脫硫、脫硝的基礎上增加了MGGH系統，不僅有效降低了排煙溫度，降低排煙損失，提高鍋爐給水溫度，同時大大降低了一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、粉塵等污染物的排放，對環保節能有顯著的效果。

3．4采用高質量燃煤，提高燃料利用率

采用高質量燃煤，能夠提高燃料利用率，是節約能源，減少環境污染的有效措施，因此，采用高質量燃煤，提高燃料利用率十分重要。采用高質量燃煤，提高燃料利用率需要做到以下幾點，第一，從正規廠家購入，在購入燃煤時需要查看燃煤的生產許可證等證件，保證燃煤質量，盡量采購鍋爐設計的標準燃煤。第二，做好市場調查，通過市場調查，了解燃煤質量情況，選擇質量較好的，信譽較好的購買渠道，選擇信譽良好的廠家進行合作，選擇性價比高的燃煤，實現電廠綜合效益的最大化。

4結語

電廠發展的重點在于解決電廠節能環保存在的問題，提高企業的綜合效益，因此，在電廠發展過程中，需要具有整體的全局觀，不能片面的只看當下，需要注重環境與經濟的協調發展，立足于科學發展觀，堅持可持續發展，因地制宜，應用新型技術與系統，提高燃料燃燒率與利用率，以此達到解決電廠節能環保存在的問題，節約能源，保護環境的目的。

參考文獻:

［1］薛慧慧．淺談燃煤鍋爐的節能環保改造措施［J］．中國新技術新產品，2015(15)．

作者：劉土芳 單位：廣東紅海灣發電有限公司

第三篇：供配電設計中的節能方法與措施

【摘要】供配電的節能設計應該從多方面入手，因為供配電工程是一個系統工程，其中包括供配電線路的節能設計、電氣設備的選型以及補償方式的確定等，任何一個環節的節能效果都可能影響到整個供配電系統的節能水平。本文分析了供配電設計節能方法與措施。

【關鍵詞】供配電設計；節能方法；措施

1供電與配電線路的節能設計

配電線路通常包括以下兩大組成部分:電纜線路與架空線，任何一種線路的設計都要本著節能的原則，金屬導線是線路電能傳遞的主體材料，然而，實際的電能傳輸中難免發生損耗，所謂的功率損耗則可能帶來線損問題，對此需要科學設計供電與配電線路，根據已有的科學技術原理總結出:電路負荷功率穩定時，線損則同功率因數以及線路電壓等呈負相關關系，相反，同電阻阻值呈正比，對此可以通過控制電阻來減少線損，這其中需要明確影響電阻阻值大小的因素，例如:導線長度、截面面積、電阻量等，具體可以從以下方面進行線路節能設計:

1．1控制電路導線長度

為了減少線損應該盡可能地控制電路導線的長度，縮小導線間的距離，對此則要科學布局變電站，可以從整體上分析，根據線路的分布讓變電站設計于一個中心地帶，采用直線架設拉伸線路，低壓配電操作施工中優先選擇不需要回路的設備，控制導線長度，從而有效確保供配電線路的高效傳輸電能。

1．2控制導線電阻

優選電阻值較小，低電阻的導線，其中銅芯材質的導線為最佳選擇，因為其導電性較好，能夠有效控制能量的損耗。同時，也要適度地擴大導線截面，以此來減少電阻，這其中要集中確保熱量處于穩定狀態，電流負荷也相對穩定，這樣才能有效控制電阻值。

2科學選型電氣設備

電氣設備是供配電系統中非常重要的設備，能否高效節能地運行也關系到整個供電、配電系統的節能效果，對此必須做好電氣設備的選配與選型工作。

2．1變壓器的選配

變壓器是電力系統內部最為廣泛應用的變電裝置，主要發揮著電能傳輸作用，可以妥善調整電能級別，其繞線組主要通過電源來吸收有功功率，電能轉換過程中，其內部一部分有功損耗主要為電阻鋼損耗，部分有功損耗在鐵芯上出現了鐵損耗。鐵損大體包括:渦流損耗、漏磁損耗，實際的鐵損數據主要同鐵芯材料、制作技術、工藝等密切關聯，為了達到節能的目標就必須做好變壓器的選配，優選節能型變壓器，常見的型號包括:S9，S10，SC10等，因為這些型號的變壓器重要采用了冷軋晶粒沙鋼片作為鐵芯材料，這一材料能夠有效控制鐵芯的功率損耗。變壓器主線圈、副線圈等的電阻以及流經的電流等都會影響到損耗問題，優選低電阻繞組線圈。

2．2電動設備的選配

電動設備屬于高能耗設備，對此必須做好電動設備的選配與選型工作，有效控制電動設備的工作效率，達到能源節約目標。可以通過提高電動設備的運行速率、功率系數等來控制電動設備能量，通常在載荷較低狀態下運轉時，其功率系數較小，對此優選運行效率較高、能耗較低的電動設備，同時，參照電量載荷的數量、運行速度等來綜合選配電動設備，選配出一個型號適宜的電動設備，使之能夠適合配網系統，從而達到節能設計的目標。

2．3照明設備的配置

照明設備作為電能消耗的主體設備，應該成為供配電節能設計重點考慮因素之一，最關鍵是要把握好以下方面:第一，客觀照明需求電量調查。得出明確的需求數據，并科學地計算與分析，再參照國家關于照明燈使用的相關規范，根據照明設備所需的功率，統一計算、分析后最終設計出一個具有節能作用的照明系統。第二，載重的科學分配。照明系統的設計應該遵從三相載重平均分配的原則，載重分配中應該重點考慮到線路運行中所造成的線損，而且要控制變壓系統電壓上升等問題。

3無功補償的優化

供電與配電設計中，要想能夠最大程度地控制配網系統電能傳輸中的能量損耗就要優化無功補償。首先應該深入調查并了解變壓器、電動機等必需的負載電量，負載電量大小應該成為無功補償的一大參考數據，優選能夠有效適合供電、配電系統的電氣設備，以此來提升無功功率因數。也要做好人工補償，具體措施和方法為:配置無功功率補償設施，用來提升功率因數，其他的感性負載人工無功補償通常適合通過并聯電力電容器。可以嘗試就地平衡補償的方法來控制線損問題，并保護電壓安全，也就是說根據電容器所處的位置就近補償，例如:低壓線路的補償應該來自于低壓電容器，或者參照實際情況來優選獨立的就地補償方式，也可以借助其他補償方式，例如:分散與集中補償穿插分布，手動投切等，為了達到節能的目標，可以選擇無功自動補償，但是最好選用無功參數調節的方法。如果選擇并聯電容器來實現無功補償，電容器有著自身的弱點和缺陷，體現在:易于吸收諧波電流，從而導致過載發熱問題，這是因為電容器具有容性阻抗特征，而且阻抗與頻率之間呈反比，如果容性阻抗和電力系統內部的感性阻抗之間契合一致，則可能帶來諧波諧振問題，最終電容器的溫度升高，出現絕緣擊穿故障，對此可以選擇并聯電容器人工補償時，應該選擇諧波治理的方法積極預防絕緣擊穿問題。

4供配電系統的整體規劃設計

供配電系統的節能設計要有一套科學的設計方案，其中主要涉及到電壓級別的設定、傳輸距離的把握、電路運輸量等，電壓等級的高低都可能影響線路電壓的傳輸能力。

5結語

供配電系統是主要的電力傳輸服務系統，電力傳輸中可能存在多種影響因素，影響著系統電能的傳輸，帶來嚴重的線損問題，嚴重的線損問題不僅會影響資源的高效利用，還可能影響供電企業的經濟效益，必須加強供配電系統的節能設計，從各個關鍵環節入手，分析各個環節可能出現的線損問題，對應采取節能設計方法來優化系統設計，全面提高供配電系統的節能設計水平。

參考文獻:

［1］任元會．工業與民用配電設計手冊［M］．北京:中國電力出版社，2005．

［2］王文清．10kV配電線路標準設計圖集［M］．北京:中國電力出版社，2009．

［3］趙剛印，任艷，秦澎濤，王海榮．10kV配電網降損節能措施探討［J］．機電信息，2012(21)．

作者：李潔敏 單位：鶴山市電力設計有限公司

第四篇：移動基站電耗評估與節能

摘要:隨著我國信息化建設的不斷發展進步，我國移動通信行業不斷加速轉型升級，積極開展3G、4G網絡建設及業務應用來滿足市場的需求。日益增長的市場需求催生了電信行業基站的建設，隨著基站數量的增加，導致基站電耗使用量也大大增加，同時也給基站的日常維護和管理增加了負擔。如何控制基站能耗利用量，減少電信公司成本問題，對電信企業來說是個迫不及待要解決的問題。因此，圍繞基站節能與管理的需求，分析討論基站電耗產生的主要原因，分析基站設備耗電情況，找出了基站內的空調設備是形成基站電耗量使用大的主要原因，文中提出使用智能風控管理，利用控制系統對基站室內外溫濕度進行識別、判斷，從而來控制空調的起停，已到達節能的目的，從而降低成本，極大提高移動公司競爭力。

關鍵詞:基站電耗;智能管理;節能

0引言

據工信部的《2014年通信運營業統計公報》，隨著4G業務的發展，2014年三大電信運營商加快了移動網絡建設，新增移動通信基站98．8萬個，是2013年同期凈增數的2．9倍，總數達339．7萬個。其中3G基站新增19．1萬個，總數達到128.4萬個，移動網絡服務質量和覆蓋范圍繼續提升。據統計，截至2014年，三大運營商的通信基站數量分別約為:中國移動180萬個;中國聯通56．5萬個;中國電信63．5萬個。通信行業的基站數量超過300萬個，如此龐大的網絡規模分布在廣闊的土地上，使得通信行業的能源消耗呈現迅速增長的趨勢，通信基站的能源消耗比例占全國能源消耗的比重日益增加。據統計，2009年我國通信行業耗電量接近290億度，其中通信基站耗電量已占其45%［1］。由于基站數量眾多，地理位置分散，給工作人員帶來了極大的不便。缺乏具體的監測手段，基站用電較難管理，也無法對基站的用電量進行科學系統地監測管理。因此，找出造成電耗量過大的原因，研究并建設能適應大規模基站系統需要的智能化能耗控制管理系統，對于移動基站控制電耗使用并實現智能化管理具有重要的意義。

1移動基站電耗管理現狀分析

近年來，移動集團公司大力提倡綠色節能減排，故如何控制基站費用支出成為了通信行業各公司的重要任務。起初部分基站月電費忽高忽低，結算周期較長，電業局估算電費等現象普遍，各區縣上報電費臺賬遺漏混亂，同時動環監控提取的基站月耗電量無法與繳費電量吻合。以往的解決方式要耗費大量人力，每月利用2～3天時間進行電費管理工作，而且準確率存在誤差。這種模式浪費大量的人力，不僅給工作人員帶來了工作負擔，并且降低了工作效率，而且準確率一直存在偏差。如何減少維護人員繁瑣的工作負擔又提高生產率，降低設備運行成本，提高基站設備的可靠性和經濟性，這些問題需要對基站中運行的設備和周圍環境進行科學化的管理和控制。智能電耗管理系統的開發實現了對基站進行遠程管理，既保證了基站通信設備能夠在安全、穩定和可靠的環境中使用，同時利用先進的基站內部自動監控系統，做到無人職守和對內部環境和設備的自動監控。

1．1移動基站電耗構成

通信基站主要耗電設備，消耗電量最大的設備為基站的主設備和對基站環境控制設備(空調用電)，其他的比較少的用電設備為電源耗電和其他的照明用電等。基站主設備耗電:基站的主要通信設備一般分為以下幾個系統:傳輸系統，包括SDH設備，PTN設備，PDH設備，光纜，電纜等等;動力系統:包括蓄電池，UPS系統，市電等等;動環監控系統;天饋系統;BTS主設備，其中BTS為主要電耗設備。傳輸系統設備的功耗有一定的使用標準，一般的耗電量在250W以下，耗電量比較小。BTS(BaseTransceiverStation)，中文為基站收發臺，介于用戶手機和BSC(基站控制器)之間。BTS一般在機房里，它通過饋線將信號送到塔頂的填寫，通過空中接口發送至手機。另一方面，BTS將手機發送過來的信號通過本地網的接入傳輸設備傳送至BSC，再傳送至MSC(移動交換中心)就完成了不同用戶之間的通話任務。

BTS主設備一般根據不同的設備廠家(華為、愛立信、摩托羅拉、中心)推出的不同設備的類型，BTS的功耗也不完全相同，一般基站所采用華為提供的型號BTS3002C，工作溫度范圍寬，在－40℃～+55℃(環境溫度)范圍內可正常工作;電源適應范圍寬:在150VAC～300VAC范圍內可正常工作。最大發射功率可達20W，并支持雙時隙廣覆蓋功能，提高覆蓋距離。功耗在2．5kW左右。基站主設備耗電一般占基站總耗電量的43%左右。基站電源設備耗電:基站電源設備是為基站主要運行設備及傳輸設備來提供電源，系統基站機房為保證良好運行，各基站通常會安裝有電源設備(組合開關電源PS、蓄電池組)，用于將380V/220V的交流市電轉換為－48V的直流電，電源設備耗電主要為電源設備在整流過程中引起的電能損失和模塊休眠功耗。現有電源設備廠家均宣稱單個整流模塊休眠時所產生的功耗在5W以內，所以電源設備耗電主要為整流模塊在整流過程中所損失的電能。現有電源設備廠家整流模塊的工作效率均在90%以上，高效整流模塊的工作效率通常在95%以上，故電源設備的耗電可按實際用電的10%進行估算。

組合開關電源的功耗損耗比較小，一般在50W以下，而蓄電池組只是在充電放電的過程中才會產生能量的損耗，所以可以忽略不計。基站空調耗電:為了保持通信基站內部各運行設備良好的運行環境，空調設備是基站必不可少的，一般每個通信基站安裝的空調是1臺或2臺3P的空調。空調設備是基站中電耗的主要組成部分。基站內部要求室溫不得超過28℃，一般空調設置在23℃～24℃。平均每臺空調的耗電量為3kW左右。以5P空調為例，日電耗量平均在50kWh左右。空調設備是基站中主要的電耗設備，空調電耗量占基站電耗量的46%左右。基站維護及其他用電:主要為基站的照明設備、檢修或施工用電、交流配電箱和蓄電池組的維護用電。蓄電池的作用是將有限的電能存儲起來，作為基站停電時的后備電源。單個電池標稱電源有2V和12VA，電耗量比較小。

1．2基站電耗評估的目的

電耗評估的目的是對各區縣基站耗電量情況進行統計和分析，找出基站電耗大產生的主要依據，通過對基站電耗構成進行基本的評估可以得出基站電耗量大產生的主要原因為基站的空調用電和基站的通信設備用電。基站通信設備用電是維持整個基站運行的基礎，降低設備用電會影響整個基站的運行，所以本文主要從減少空調的電耗量來降低基站總體的電耗水平。

2基站節能現狀分析

現在的基站節能技術主要分為對通信設備的節能計算和對通信設備的維護設備的節能技術。對通信設備的節能技術包括對從通信算法上來提高通信設備的能量效率，也可以從軟硬件方面來降低基站設備電耗的方法。目前，從硬件上來說，減低通信設備電耗的方法主要有以下幾個方面:對產品進行優化設計來降低能源消耗，如提高芯片以及光電器件集成，降低印刷電路板的厚度，優化電路分布格局，減小設備的面積;同時可以優化設備的子結構，減少通風散熱的阻力，加大散熱的效率;降低芯片和光電器件的功耗。從軟件上來說，華為公司提出了載頻關斷，時隙關斷，通道關斷等技術降低通信設備的靜態功耗，采用多載波和射頻寬帶技術，使得在通信容量不變的情況下大大減小基站體積和能量消耗。現在的技能技術，在網絡和基礎的基站設施方面來說，是通過對核心網TDM設備進行替換、對軟交換交換機進行IP化改造，實現核心網設備的節能與節地;通過對基站內部主設備采取載頻關斷和時隙關斷，實現基站內部載頻節電;通過在數據網絡上引人ATCA架構的設備以及虛擬化等技術，有效降低了系統功耗，減少了機房的使用面積;通過安裝智能電表，實現了精確監控基站內部電耗情況;通過對基站空調采取智能通風、智能換熱以及對空調添加劑等方法進行改造，對機房采用空調室外機水噴淋、水循環降溫系統和機房用乙二醇雙冷源空調機，有效地降低了空調電耗;通過對基站開關電源采用冗余模塊自動休眠和自控控制模塊輪換休眠技術，減少了基站內部模塊同時運行的數量，從而降低了模塊運行時產生的無功功耗;通過對基站機房進行保溫改造，間接實現節能電耗;通過在傳送網上引入相關新技術、實施電口改光口改造，在適宜地區建設太陽能和風光互補基站，實施局房標準化，實施照明改造，實現了各種網絡設備電耗的下降。對通信設備的維護設備節能技術主要包括基站空調的節能技術和電池恒溫箱的節能技術。如今通信基站內部常用的空調節能方式主要分為基站節能型系統、智能新風系統、地源熱泵節能系統，和空調添加劑制冷節能系統。綜合進行對比考慮可以看出，智能系統節能技術具有投入少，節能效果好和可靠性強等特點。

3基站節能基本原則

基站是一個特殊的應用環境，需要在溫度、濕度等方面滿足特殊的要求。引進節能技術必須要滿足以下的基本原則。保證機房的安全。應用的智能節能技術不能影響機房的正常工作環境，必須保障安全的生成環境和保證基站內部設備安全、穩定的運行，滿足日常工作的基本要求和環境要求。節能技術要可行、高效。節能技術有很多，每一種節能技術都有自己的優缺點，在實際的應用中選擇適合基站設備現狀和可行的節能技術，來滿足節能效果的最大化。要滿足周圍的環境需求。基站內部的各個通信設備都是由大量的集成電路及電子組件構成，對工作環境有特別的要求，不然會影響設備的使用壽命和穩定性。評測機制切實可行。使用節能技術后是否能夠節能、可以節約多少成本都必須有一套健全、可行、有效的評測機制，跟蹤測試以后要做出綜合評估。

4智能監控管理系統的工作原理

4．1基本工作原理

智能管理系統的結構圖，其中核心部分是中央控制器、進風單元和出風單元還有數據服務中心。智能系統在基站的內外都安置了數據采集點，利用數據采集點來采集基站內外的溫濕度的實時數據。這些數據將會通過中央控制中心進行處理和分析，并將數據及時地傳入數據服務中心。通過對這些數據的整理和分析，智能系統將會控制基站內部制冷空調的工作，接管控制基站溫度的任務。具體做法是當智能控制系統檢測到基站內外的溫度達到一定的差值，即基站外部的空氣溫度低于室內溫度并且具備良好的制冷能力時，智能控制系統中的中央控制中心將會停止基站內部空調的工作，同時控制進風單元和出風單元，控制基站內外空氣的循環流動，將基站外部溫度較低的空氣抽入到內部的，并將基站內部較高溫度的空氣排出到基站外部，形成空氣循環，從而降低基站內部的溫度同時也對基站內部的通信設備進行了降溫。通過這樣一個空氣內外循環的過程，將基站內部的溫度控制在了一個適合通信設備工作的溫度環境中。當基站中央控制中心檢測到基站外部的溫度升高到一定的程度時，智能系統將會關閉進風單元和出風單元，讓基站處于一個自然通風的過程來緩慢散熱。當基站外部的溫度升高到一定的程度并不具備降溫能力時，智能系統將會及時關閉進氣通道和排氣通道，同時恢復基站內部空調的工作，讓空調對基站內部的通信設備進行降溫，保障基站內部設備的正常工作。

4．2空調制冷能效與氣溫關系根據能量守恒定律和空調制冷原理，為了保證基站室內的溫度為特定的某一定值。

4．3系統的軟件功能分析

監控系統的主要作用是對基站的數據進行實時接收、處理并將結果反饋給用戶，方便用戶對其進行操作。管理系統中心軟件分為7個模塊:分別為:初始化模塊、用戶管理模塊、接收模塊、處理模塊、存儲模塊、系統配置模塊和預警查詢模塊。初始化模塊:該模塊用來對系統參數配置的讀取，包括基站建設的地理位置，基站網絡數據傳輸發送數據的端口和地址，對系統存儲數據文件位置初始化等信息。用戶管理模塊:該模塊用來對用戶權限進行操作和管理。根據每個用戶的登錄優先級不同，給用戶設置的權限不同，一般用戶的權限是查看和添加等功能。接收模塊:該模塊主要負責讀取接收數據，將管理系統需要的數據傳給處理模塊。處理模塊:將接收到的數據，管理系統會根據一定的通信協議將數據進行自動解析，來識別出該數據屬于哪一個存儲模塊，是否有異常和預警的現象發生。存儲模塊:存儲接收警告處理過的有關數據，如果該數據內容超過系統設置的閾值范圍，則該數據信息判定為預警信息，將該信息記錄到相應的模塊中。系統配置模塊:該模塊負責對網絡接收和發送的數據端口進行IP地址和端口的配置，配置預警指示燈，設置空調和基站溫濕度參數等。預警查詢模塊:該模塊負責對遠程設備實時數據和歷史記錄和預警信息等進行查詢工作。

5通信基站智能管理系統節能驗證

5．1基站智能管理節能設計方案

智能化電耗管理系統主要功能是完成對基站內外環境的檢測，并對檢測結果做出相應的反應來控制進風、排風系統和空調的開關狀態。當室內的溫度超過了正常基站內部工作環境溫度，判斷基站外部溫濕度情況，當基站外部濕度條件滿足基站內部設備運行的濕度參數，并且外邊的溫度與基站內部溫度差值滿足智能系統設置的差值，系統將控制進風和排風單元，將打開基站進風通道和排風通道，將基站外部的冷空氣引進基站內部并同時將基站內外的高溫空氣引出到基站外邊，形成空氣冷熱循環，智能系統通過傳感器感應到基站內部工作環境溫濕度滿足基站內部設備正常運行溫度，停止基站空調工作;當基站內部溫度降低到一定程度，智能系統控制進風和排風單元，減小基站內外空氣循環，來控制基站內部溫度，穩定基站內部設備工作環境;當基站外邊的溫濕度不能滿足智能系統設置的基本參數情況，系統將關閉進風和排風系統，減少和控制基站外部溫濕度空氣進入基站，同時開啟空調來對基站內部環境溫度進行條件，保證基站內部設備的正常運行。

5．2智能系統節能方案

驗證以某市移動基站節能電耗項目為背景，利用智能化管理基站的思想，分析了錯綜復雜的基站電耗設備對電耗的影響，提出對空調進行智能調控來降低基站電耗量。根據智能風冷節能工作原理來控制基站空調的啟停時間，在某市四個區縣對該系統進行實施運用，效果分析對比如表2所示:節電率=(空調平均月用電量－智能管控平均月用電量)/空調平均月用電量*100%。

經實際測試運用，通過對智能電耗管理系統的實際運用進行對比分析，結果表明，智能節能系統對基站月耗電量的管理有顯著的效果，減少基站電耗的目的，降低了基站運行費用。智能系統運行穩定，數據交換效率高，響應迅速。系統開發建成后，提高移動公司的管理水平，降低了電費成本，極大提高了競爭力，從而帶來可觀的經濟效益。

6結束語

本文通過對基站內部主設備電耗量構成進行了分析和對比，得出基站電耗量大的主要原因。通過對各種節能手段進行對比分析，并利用基站周圍氣候條件，利用先進的移動通訊和互聯網技術，組成基站從中心點到對多點的監控系統，通過對環境數據的傳輸、自動化處理和智能化管理手段，對基站進行智能化管理，利用基站內外溫度差，對基站環境進行監控管理，利用智能新風系統，對基站周圍溫濕度進行監控和利用，通過控制基站內部進風系統和排風系統，將基站外部較低溫度空氣引入基站內部，對基站內部進行有效的降溫，當基站內部的溫度降低到有利于基站內部設備的工作環境溫度，利用智能系統來控制空調的使用，通過對基站內部空調的有效控制，減少了基站空調的使用和降低空調的電耗情況，從而減少了基站總體的電耗量，達到了基站節能的目的。

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作者：張方舟；李強；張皓；張文晶；孫瑞雪 單位：東北石油大學計算機與信息技術學院