合同能源項目改造通信局點空調節能量計量探討

李開蕊

（中國電信股份有限公司廣州分公司，廣東 廣州 510660）

0 引 言

應用社會各種渠道資金，通過合同能源項目，實施節能改造，是較流行的解決企業資金不足的有效節能模式。一個通信局點，空調用能場景包括通信機房、辦公區、營業網點等，環境相當復雜，節能量計算非常龐雜，有必要找出一個參與節能項目雙方都可以接受的節能計量模式[1]。

1 影響節能計量因素

影響項目節能計量的因素包括地區氣候因素，局點用能環境因素。

1.1 地區氣候因素

局點空調用電，與地區氣候因素有關。相同通信能力的局點，處在不同區域地點，能耗存在差別，甚至差別相當大；中國南方局點用能比北方就大得多。同一個省的不同地區，相同通信能力的局點用能也存在差異。地區氣候的用能差異，自然影響到項目的節能差異[2]。

1.2 局點用能環境因素

局點空調用電量,與局點內用電因素有關。目前，通信局點種類有機樓、接入局點、移動基站、一體化局點等。用能場景，機樓最復雜，接入局點、基站相對簡單，一體化最簡單。機樓，除有通信機房外，還可能有辦公區、營業點、出租區、飯堂區等，用能環境相當復雜；接入網局點、移動基站，只有機房用能；一體化局點，是機柜用能[3]。

如果解決了機樓場景節能計量，其他類型局點就仍刃而解。

2 機樓空調合同能源項目節能量計量

節能計量，首先要明確節能項目實施前用能，建立沒有采取節能措施時用能基準，才能保證采取措施后節能計量準確。

2.1 用能基準

節能項目實施前空調設備用能，一方面與氣候有關，另一方面與局點的用能場景有關。用能基準確立，也必須考慮此兩個方面。機樓各用能場景，因業務發展而變化，如機房舊設備退網或新設備增加。

機樓不同場景，用能方式不同，應根據各類場景建立用能基準。用能基準必須有利于用能負荷變化下的節能量計算。

2.1.1 非機房場景用能基準

非機房場景包括辦公區、營業點等，涉及項目空調供冷，必需確定它們的空調用能基準。非機房區域，按使用空調面積及使用時間確定。非機房區域，不同地區空調用能不同，需根據實際計算。廣州地區，辦公區、營業廳基準，按公式（1）計算。

式中，B為月用電量kW·h；S為使用空調區域面積m2；K為月用系數，1月—2月為0，3月為0.5，4月為0.8，5月—11月為1，12月為0.6。K是根據使用統計的結果。

如中央空調供冷辦公場地面積300 m2，1月份辦公空調用電量0（廣州通常1—2月不開空調），3月空調用電量=300×29.768×0.5=4 465 kW·h，6月用電量=300×29.768×1=8 930 kW·h。

2.1.2 機房場景用能基準

機房通信設備數量，根據業務需求而變化。業務需求旺盛，通信設備快速增加；業務縮減，通信設備縮減。機房通信設備變化，導致熱負荷變化；同時，氣溫變化，也會影響機房熱負荷變化。機房熱負荷變化，供冷需求量也變化。機房用能基準確定，必須有效解決熱負荷變化下節能的計算問題[4]。

（1）基準選定

空調節能項目，考慮通信設備負荷變化、氣溫變化對節能量影響，為降低節能量計算復雜程度，以月度計算節能量，選取M=[空調用月用電量-供冷非機房場地空調月用電量]÷[機房通信設備月用電量]作為月計算基準。

（2）2月基準測量推算

根據使用電費按月繳交，以月用能建立基準。用能基準，以測量加計算方法確定。

基準確定，必須考慮氣溫變化影響，一年不同月份氣溫影響[5]。

機房設備的熱負荷，與設備的用電量有關，設備用電量按實際測量確定。節能項目實施前一個月，掛表測量被改造空調月用電量、機房通信設備月用電量（如圖1所示），合同能源項目雙方確認通信設備用電量、機房空調總用電量，計算機樓測試月M值,定為Mc。其他各月M值，按公式（2）推算。

圖1 改造前空調設備、通信設備用電量測量

式中，Mn為第n月基準值；Mc為測試月基準值；Kn為第n月系數；Kc為測試月系數。

各月系數Kn，不同的地區不同，通過在用機樓統計確定。根據統計，通信設備負荷不變情況下，廣州地區，1月份空調用電量最少，7月份用電量最大，統計結果如表1所示。

表1 廣州地區某機樓的月系數表

如廣州某機樓，節能項目實施前的5月份，測試出機樓空調用電量38萬kW·h，通信設備用電量40萬kW·h，與機房同一空調供冷的辦公室面積335.93 m2,根據公式（1）計算出辦公空調用電量1萬kW·h，則5月份[空調用電量-供冷非機房場地空調用電量]÷[機房通信設備用電量]基準Mc=（38-1）/40=0.925； 根 據 公 式（2），推 算出 6月 基 準 值 =0.925×（1+1.239-1.172）=0.987，7月基準值=0.925×（1+1.4-1.254）=1.015 7。通過測量計算，得出此機樓各月的基準Mn值如表2所示。表2合同能源項目甲乙雙方簽名確認。

表2 廣州地區某機樓的月基準值表

2.2 節能量計算

合同能源空調節能改造項目實施后，空調節能量，分別按機房區節能量與非機房區節能量計量，然后合計空調節能量。某月份空調節能量，按公式（3）計算。

式中，△Pn為某年第n月總節能量；△PJn為某年第n月機房節能量；△PFn為某年第n月非機房節能量。

2.2.1 機房節能量△PJn計算

項目實施后，通過掛表，如圖2所示，測量第n月空調用電量Pkn、機房通信設備用電量PIn，機房節能量計算如下：

圖2 改造后空調設備、通信設備用電量測量

[機房節能量]=[月基準-（現時月空調用電量-非機房空調用電量）/機房通信設備用電量]×[機房通信設備用電量]

其演變成公式（4）。

式中，△PJn為某年第n月機房節電量kW·h；Mn為第n月基準值；Pkn為某年第n月空調用電量kW·h；S為某年第n月非機房空調供冷面積 m2；K為第n月非機房月用系數。PIn為某年第n月通信設備用電量kW·h。

如廣州某機樓，6月份{[空調用電量-供冷非機房場地空調用電量]÷[機房通信設備用電量]}基準M6=1.239，采取節能措施后，次年6月份機樓空調總用電量378 000 kW·h，通信設備用電量410 000 kWh，空調供冷辦公場地面積300 m2，6月份K6=1。根據公式（4），計算出機房節電量△P6=47 379.186 kW·h。

2.2.2 非機房節能量△PFn計算

非機房區域供冷，來自同一冷站。因此，非機房區節能量與機房節能量，同空調用電量成正比，得出非機房區節電量計算如公式（5）。

式中，△PFn為某年第n月非機房節能量kW·h；S為非機房空調供冷面積m2；K為第n月非機房月用系數；Pkn為某年第n月空調用電量kW·h；△PJn為某年第n月機房節電量kW·h。

如供冷辦公場地面積300 m2，6月份機樓空調總用電量378 000 kW·h，機房空調節電量△PJn為47 379.186 kW·h，則6月份辦公場地節電量：

2.3 合同能源項目空調節能改造計算案例

中國電信廣州分公司某機樓，應用合同能源項目改造中央空調系統。機房中央空調，除供冷機房外，還供冷50 m2辦公室。機樓有8間通信機房，共5套-48 V直流系統、4套UPS系統為通信設備供電，每套直流系統、UPS系統輸入屏裝入電度表，空調用電總屏安裝電度計量表進行用電量計量。

2.3.1 用能基準確定

機樓中空調改造前的2020年4月份，測量出空調用電量477 657 kW·h，通信設備用電量501 512 kW·h，根據公式（1）計算出辦公空調用電量1 191 kW·h。計算出4月份的基準Mc。

Mc=[空調用電量-供冷非機房場地空調用電量]÷[機房通信設備用電量]=（477 657-1 191）÷501 512=0.950 1

按公式（2）及表1數據，計算其余各月基準如表3所示。

表3 機樓{[空調用月用電量-供冷非機房場地空調月用電量]÷[機房通信設備月用電量]}月基準值表

1月，基準M1= 0.950 1×（1+1-1.098）=0.857；

2月，基準M2=0.9501×（1+1.022-1.098）=0.877 6；

3月，基準M2=0.9501×（1+1.037-1.098）=0.892 5。

2.3.2 節能量計算

合同能源項目工程2020年12月完成，2021年1月正式投入運營。空調節能改造工程，對空調設備用電、通信設備用電，都安裝了固定的計量電度表。根據公式（4），公式（5），公式（3），計算出1至4月，通信機房節電量，辦公室節電量，以及總節電量如下文所述。

2021年1月，據電表讀數計量，空調設備用電量338 239 kW·h，通信設備用電量524 668 kW·h；經計算，機房節電量111 427 kW·h，辦公室節電量0 kW·h，總節電量111427 kW·h。

2021年2月，據電表讀數計量，空調設備用電量316 545 kW·h，通信設備用電量473 160 kW·h；經計算，機房節電量98 686 kW·h，辦公室節電量0 kW·h，總節電量98 686 kW·h。

2021年3月，據電表讀數計量，空調設備用電量306 909 kW·h，通信設備用電量522 338 kW·h；經計算，機房節電量105 805 kW·h，辦公室節電量219 kW·h，總節電量106 024 kW·h。

2021年4月，據電表讀數計量，空調設備用電量337 484 kW·h，通信設備用電量510 886 kW·h；經計算，機房節電量148 742 kW·h，辦公室節電量537 kW·h，總節電量149 269 kW·h。

從表4可以看出，機樓交供電局計費電量同比減少（含新增設備折算電量）與計算節電量相當接近，說明節能計算方法是可靠的，驗證了改造空調合同能源項目計算方案的可行性。

表4 機樓項目實施前后用電量同比減少與計算節電量對比

此節能計算方案，較好地解決了機樓業務設備負荷不斷變化下的節能量計量問題。

3 結 論

利用合同能源改造通信機樓空調節能項目，節能量計算較為復雜。統計建立地區氣候變化對機樓用能影響月系數，劃分機樓內機房用能及非機房用能，應用月計算基準參數，對比空調改造前后參數變化計算節能量，大大簡化節能量計算，保證了節能量計算準確性。此節能量計算方案，需要考慮當地氣候月變化對機樓用能影響，提前統計好氣候對機房用能及非機房用能的月變化，是保證計量準確的重要前提。