专利名称：基站能耗计算系统及方法
技术领域：
本发明涉及通信行业的通信电源技术领域，尤其涉及一种基站能耗计算方法及系统。
背景技术：
建筑能耗的模拟分析使人们在对建筑物进行研究分析的时候获得了一个非常有力的辅助工具，这一工具使得反复的实验、多角度的分析成为相当容易实现的过程，丰富的数据结果为人们的分析工作提供有力的支持，人们只需设计模拟分析的模式和实例，借助模拟分析软件的帮助，就能获得极具价值的研究材料，这无疑大大缩短了研究成果的产生周期，也解除了实验对于科学研究的诸多限制。由于建筑本身的特点，建筑本体热特性的研究始终是非常重要的内容，然而由于建筑的复杂性，建筑热特性的实验研究和实测研究都是异常困难的，人们很难期望通过实测和实验获得十分准确并有普遍意义的结果。借助模拟分析方法，能够从本质上把握建筑本体的热特性，能够从多角度研究影响建筑热状况的各种因素，也能够在计算机上实验建筑物对于各种外界因素的响应特性，从而拓宽住宅建筑的研究视野并推动建筑的研究向纵深发展。近年来利用计算机模拟手段对建筑物能耗进行分析评价的研究工作越来越受到关注。在模拟软件的开发研究方面，国外主要有美国的D0E-2、EnergyPluS等，日本的HASP， 英国的ESP-r、Energy2等，瑞典的BKL，JUL0TTA，芬兰的TASE，法国的CLIM2000等。其中最有名的EnergyPlus是真正的动态模拟软件，运行每一个时间步长都同时计算系统中参数， 并且将计算的前一系统参数反馈迭代到下一个时间步长的计算，但Energyplus的模拟不稳定，容易不收敛，迭代误差常没办法收敛到5%内，且搭建系统需要太多的时间。D0E-2是解决大量的建筑体型、构造、设备性能甚至房间使用时间安排等输入的问题，并更新了 HVAC 系统分析模型，能耗计算、系统性能分析以及经济分析等的内核程序都比较成熟的软件，也是公认的建筑能耗分析结果最为准确的软件之一。在国内主要是清华大学的DeST (1995年前称BTP)模拟软件。到目前为止，从综合的角度出发，把围护结构热工特性设置、空调采暖设备的选择、自然冷源的利用等诸因素涵盖在内，针对通信基站的能耗问题进行系统的分析评价的研究尚未见到。基站耗电占全公司总耗电的70%以上，电能消耗巨大，推进基站节能措施意义重大。随着我公司“绿色行动计划”的逐步开展，在基站改造及新建基站中已采取多项节电措施，但各项节能措施推广前主要通过试点方式验证，由于地理环境、基站围护结构、基站配置等条件不同，试点数据缺乏全面性和科学性，而且，对基站节电措施的应用效果缺少科学预测及后评价管理环节。通信基站是通信系统的枢纽，其内部温湿度和洁净度等环境参数不仅直接影响着通信设备的可靠运行和使用寿命，更关系到通信的顺畅与安全。基站一般面积不大(大约 IOm2左右)，但内部散热强烈(一般在600-1200W)，属于全年不间断高负荷运行。因此，通信基站的空调降温及其运行管理始终是通信维护部门的工作重点之一。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术能耗分析方式中存在如下问题都不是专门针对通信基站能耗预测评价，软件涉及内容一般比较庞杂，一方面增加了操作的复杂性，不利于开展通信行业的节能工作；另一方面，与通信基站能耗相关的数据库不足，增加了操作的困难性。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术能耗分析方式中专业化程度低的问题，提出一种基站能耗计算系统及方法，从本质上把握基站本体的热特性，从多角度研究影响基站能耗的各种因素，科学分析基站能耗分布现状。为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种基站能耗计算系统，包括 数据采集模块，用于采集能耗参数；能耗计算模块用于根据所述能耗参数，计算基站内的热平衡，获得基站能耗的分布。本技术方案中，能耗参数包括基站体形参数、围护结构热工参数、基站设备能耗参数及气候特征参数。本技术方案中，系统还包括数据库模块，用于存储和分析数据采集模块收集的基站体形参数、围护结构热工参数、基站设备发热参数及气候特征参数。 本技术方案中，能耗计算模块具体还包括基站内热平衡计算子模块，用于根据基站设备发热量和壁表面热平衡计算基站内热平衡。其中，围护结构热工参数包括房间内的热容量、房间内部的发热量、室内空气与壁面之间的对流传热量，和/或通风时由其他房间或室外进入或排出的热量，基站内热平衡计算子模块，基站内热平衡计算子模块的热平衡关系式为
权利要求
1.一种基站能耗计算系统，其特征在于，包括数据采集模块，用于采集能耗参数；能耗计算模块，用于根据所述能耗参数，计算基站内的热平衡，获得基站能耗的分布。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述能耗参数包括基站体形参数、围护结构热工参数、基站设备能耗参数及气候特征参数。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括数据库模块，用于存储和分析数据采集模块收集的基站体形参数、围护结构热工参数、 基站设备能耗参数及气候特征参数。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，能耗计算模块包括基站内热平衡计算子模块，用于根据基站设备发热量和壁表面热平衡，计算基站内热平衡。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括设备发热量计算子模块，用于根据基站设备能耗参数，获取基站的发热量；和壁表面热平衡计算子模块，用于根据围护结构热工参数和气候特征参数，计算壁表面热平衡。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述基站内热平衡计算子模块中，所述围护结构热工参数包括房间内的热容量、房间内部的发热量、室内空气与壁面之间的对流传热量，和/或通风时由其他房间或室外进入或排出的热量，所述基站内热平衡计算子模块的热平衡关系式为
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括通风计算模块当基站本身已经包括了强制通风系统时，根据所述通风系统的风量进行基站能耗计算；或当基站本身不包含强制通风系统时，根据用户输入基站气密性参数和基站通风的实测统计结果，计算自然通风值；通风与室温耦合模块，用于结合通风计算模块的结果与室温值进行耦合计算。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其特征在于，还包括函数回归分析模块，用于根据自动多元函数回归分析，得到基站能耗与各影响因素之间的多元函数回归方程H = O. 05+0. 24 Φ -0. 04 Φ 2+0. 029 ( Φ · V) _0· 078 (Tw/T*) +0. 01 (Ts/T*) +0. 044 (Hw)其中，复相关系数R = 0. 979、决定系数R2 = 0. 958、标准误差=0. 042 ；自由度df = 6、离差平方和SS = 0. 453、均方MS = 0. 075、F值=42. 317、F值对应的显著性水平= 5. 71X10"；标准回归 Pl = 2. 33、P2 = 2. 37、P3 = 0. 11、P4 = 0. 24、P5 = 0. 87、P6 = 0. 02 ；式中H为基站全年总能耗(X103kWh) #为综合反映基站体形系数和围护结构相关的参数；V为基站内部通风换气次数OT1) ;Tw和Ts分别为基站空调采暖和制冷设定温度 (°C ) ;HW为基站内单位面积散热量(W/m2) ；Τ*为反映当地气候条件的特征温度(V)。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其特征在于，还包括自学习模块，用于存储能耗计算模块的计算结果和配置优化模块的优化配置结果，供下次计算和配置及进行参考。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其特征在于，还包括配置优化模块用于根据所述各部门能耗的分布，优化围护结构热工参数，配置最佳通风量。
11.一种基站能耗计算方法，其特征在于，包括采集基站能耗参数；根据所述能耗参数，计算基站内的热平衡，获得基站能耗的分布。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述能耗参数包括基站体形参数、围护结构热工参数、基站设备发热参数及气候特征参数。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，采集基站能耗参数的步骤之后还包括存储和分析基站体形参数、围护结构热工参数、基站设备能耗参数及气候特征参数。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据能耗参数，计算基站内的热平衡的步骤包括根据基站设备发热量和壁表面热平衡，计算基站内热平衡。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述根据基站设备发热量和壁表面热平衡计算基站内热平衡的步骤之前还包括根据基站设备能耗参数，获取基站的发热量；根据围护结构热工参数和气候特征参数，计算壁表面热平衡。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述计算基站内的热平衡步骤具体包括所述围护结构热工参数包括房间内的热容量、房间内部的发热量、室内空气与壁面之间的对流传热量，和/或通风时由其他房间或室外进入或排出的热量，所述基站内空气的热平衡关系式为
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述计算基站内热平衡的步骤之前还包括当基站本身已经包括了强制通风系统时，根据所述通风系统的风量进行基站能耗计算；或当基站本身不包含强制通风系统时，根据用户输入基站气密性参数和基站通风的实测统计结果，计算自然通风值；通风与室温耦合模块，用于结合通风计算模块的结果与室温值进行耦合计算。
18.根据权利要求11-17中任一项所述的方法，其特征在于，还包括根据自动多元函数回归分析，得到基站能耗与各影响因素之间的多元函数回归方程 H = O. 05+0. 24 Φ -0. 04 Φ 2+0. 029 ( Φ · V) _0· 078 (Tw/T*) +0. 01 (Ts/T*) +0. 044 (Hw) 该式中复相关系数R = 0. 979、决定系数R2 = 0. 958、标准误差=0. 042 ；自由度df =6、离差平方和SS = 0. 453、均方MS = 0. 075、F值=42. 317、F值对应的显著性水平= 5. 71X10"；标准回归 Pl = 2. 33、P2 = 2. 37、P3 = 0. 11、P4 = 0. 24、P5 = 0. 87、P6 = 0. 02 ； 式中H为基站全年总能耗(X103kWh) #为综合反映基站体形系数和围护结构相关的参数；V为基站内部通风换气次数OT1) ;Tw和Ts分别为基站空调采暖和制冷设定温度 (°C ) ;HW为基站内单位面积散热量(W/m2) ；Τ*为反映当地气候条件的特征温度(V)。
19.根据权利要求11-17中任一项所述的方法，其特征在于，还包括存储能耗计算模块的计算结果和配置优化模块的优化配置结果，供下次计算和配置及进行参考。
20.根据权利要求11-17中任一项所述的方法，其特征在于，还包括 根据所述各部门能耗的分布，优化围护结构热工参数，配置最佳通风量。
全文摘要
本发明公开了一种基站能耗计算系统及方法。该系统包括数据采集模块，用于采集能耗参数；能耗计算模块，用于根据能耗参数，计算基站内的热平衡，获得基站能耗的分布。本发明将基站围护结构热工特性与基站内热源分布、空调采暖设备的选择、自然冷源的利用等诸因素涵盖在内，针对基站能耗问题进行系统分析评价，从多角度研究影响基站能耗的各种因素，可以达到了节能减排的目的。
文档编号H04W88/08GK102238763SQ20101015848
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者刘京, 刘刚, 刘晓宇, 孙志杰, 张肖璞, 蓝康荣, 金太洙, 陈志东, 魏巍 申请人:中国移动通信集团黑龙江有限公司