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通信网络六环节能耗模型与能效基线

2013-11-15  来源:中国信息产业网  作者:华为技术有限公司 章异辉

网络能源设备提供商不断提升产品能源效率,而运营商关注全网能效提升。建立网络能效基线,有利于评价全网能源效率;建立能耗模型,可以据此分析网络能源系统耗能环节,选择合理的能效改进方案,并引导设备效率提升的方向。

设备商和运营商对能源效率关注点有显著差别

可靠性和经济性是运营商对网络能源的基本要求,能源效率是设备的关键指标之一。设备商为了增强产品竞争力,贴合用户需求,不断提高能源效率,以通信电源为例,从线性电源、相控电源、开关电源发展到第四代全数字高效电源,高效电源整流效率达到96%以上,华为2013年发布业界首款效率高达98%的整流模块,表明设备能源效率正在逼近极限。

随着通信网络不断演进,运营商能耗快速增长,能源成本增长速度远高于收入增长速度,节能成为运营商当前重要课题,能源效率成为设备标书中的重点指标,如欧洲运营商从2011年起,采购的电源整流模块效率均要求96%以上。电源自身能耗仅占运营商全网能耗的3~8%,更多的能源消耗发生在其它环节,运营商更加关注在有限的投资条件下提升全网能源效率的途径。

网络能耗可以归纳到六个环节

从网络供电与环境保障全流程来看,可以分为发电、配电、变换、负载、温控和维护管理六个部分。油机、电池、风能与太阳能系统等属于发电部分,在市电差的区域,由于柴油发电机能源效率低,发电环节成为能耗的最大组成部分。对于电网质量较好的一类电网区域,如果站点平均每月停电达到5小时,发电能耗超过3%,也是值得关注的节能环节。

变压器、配电柜、电缆、补偿器、滤波器、防雷器等属于配电部分,电力变压器多存在于核心机房,少数站点也可能配置。变压器效率一般在98%左右,加上配电柜、电缆等损耗,配电部分能耗可能超过4%。电源、UPS、逆变器、DC/DC二次电源等属于电能变换环节,在网设备多已老旧且负载率低,通信电源效率平均不超过90%,UPS和逆变器效率仅为80%左右,在电网质量较好的区域,变换环节能耗最高可超过8%。

负载包括主设备、传输、网管、服务器等通信网络必要组织部分,能耗占通信网络总能耗的比例接近50%。温控系统包括空调、通风、热交换等,如果不考虑差市电区域发电环节能耗,温控部分能耗仅次于主设备,约占35~50%,是节能减排的重点。维护管理部分能耗包括动力环境监控系统耗电、机房照明耗电、下站维护车辆耗油、消防设备耗电等,占比不超过总能耗的3%。为了比较和评价网络能源效率,不宜将占比约15%的办公、生活等能耗计入通信网络能耗。由于全网能源消耗发生在这六个环节,各环节能耗的比例,就是网络能耗模型。针对单个站点或机房中六个环节能耗的比例,就是站点或机房的能耗模型。

数据中心能效指标PUE未包含发电与维护管理环节能耗

PUE是数据中心能源效率指标,其值是数据中心总能耗与主设备能耗的比值,PUE越低,表示能源效率越高。数据中心多建设在市电供电稳定的地方,鲜有应急发电事件产生,发电环节能耗基本忽略不计。由于有人值守,维护工作本身很少存在能源消耗,监控系统能耗所占比例很小,维护管理能耗被忽略。

关键词:通信网络 节能 华为