CN110895018A - 基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警方法与装置 - Google Patents

基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警方法与装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及通讯设备技术领域，提供一种基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警方法与装置，包括电表、电流互感器、多个温度传感器、多个湿度传感器、多个电量采集器、CPU、经验数据库、多个继电器，所述电表设于通信机房的供电进线处对通信机房的总供电量检测记录，所述电流互感器与电表的进线或出线套装连接检测电表的各个时刻总供电量及累计总供电量，电流互感器经电量采集器与CPU输入端相连接将电表的各个时刻总供电量及累计总供电量转换成耗电量输送至CPU，所述电量采集器分别设于通信机房内各类设备上实时采集通信机房内各类设备各个时刻的耗电量并发送至CPU。本发明解决通信机房防偷电检测告警成本高、检测效果不理想的问题。

Description

基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警方法与装置
技术领域
本发明涉及通讯设备技术领域，特别涉及一种基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警方法与装置。
背景技术
大多数通信基站机房都是无人值守机房，考虑到天线高度需要以及停电时临时应急发电方便的需要，机房往往在楼顶，而供电接电和电表在一楼，中间有较长的供电线路，很容易被盗电。据相关报道，这类盗电的平均比例高达8％。所以，能够对盗电现象做出正确和及时的发现并告警是机房节能的又一个重点。
如中国专利文献：CN201320596443.2公开了一种移动通讯基站防窃电系统，该专利涉及一种移动通讯基站防窃电系统，包括有安装在供电局电能仪表之后和窃电线路之前的防窃电主机，和安装在窃电线路之后的防窃电从机；且防窃电主机和防窃电从机均主要由MCU控制器、电流测量电路模块、人机接口、电源电路、通讯接口和无线通讯模块组成，电流测量电路模块、人机接口、电源电路、通讯接口均与MCU控制器导通连接，无线通讯模块连接在通讯接口上；防窃电主机和防窃电从机通过各自的无线通讯模块相互无线连接。这样，即可自动检测窃电行为和自动切断发生窃电的某相或多相电路，既保证基站设备的正常供电，又有效地遏制窃电行为，解决基站久治不止的窃电问题，且无需维护人员亲临现场，节约现场维护费用和用电运营成本。
又如中国专利文献：CN201210579663.4公开了一种智能能耗管理支撑系统，该专利发明了一种智能能耗管理支撑系统即SEMOS，包括自下向上依次设置的本地控制感应系统LCS、节能网关ESG和运行支撑系统OSS，其中：LCS，用于利用各种传感器或本地控制器，采集环境参数和基站主设备的工作参数并进行处理； ESG，用于实时或周期性地上报各种基站参数及各种告警信息到运行支撑系统 OSS中的远程后台或服务器；OSS，用于实时或周期性地查询或设置基站主设备或环境设备的各种参数设置；将所得数据做成各种报表或告警信息处理各种日志文件，分析得到能耗数据提供决策模型，启动远程的网关程序更新和新风逻辑更新。该SEMOS，可以实现人工劳动量小、远程监控性能好、温度调节能力好和节能效果好的优点。
再如中国专利文献：CN200420017491.2公开了一种多功能防窃电电力监测装置，包括电源电路和单片机，单片机的周边包括存储器和时钟电路以及对设备进行保护的开关电路等，其结构特点为采用电流互感器和电压互感器分别采集各相线的电流量和电压量，以及电流互感器采集零线G的电流量；上述所采集的电流量、电压量分别送给单片机内的模数转换器，由单片机依据数学运算模型进行处理，计算得到负荷的电压、电流、电流方向、电流不平衡度，判别出负荷的性质、状态、线路有无偷漏电状况，所判别出的负荷的性质、状态和有无偷漏电状况经显示电路的显示器显示和输出接口输出。该实用新型具有能记录分析实时、实际的窃电情况，可以实现远距离监测，对各种窃电方式基本监测到位等优点。
又如中国专利文献：CN201810604295.1该专利发明了一种基于半监督学习的异常用电用户检测方法，属于检测技术领域，包括以下步骤：数据预处理；基于聚类分析的一级灰名单生成；基于离群度计算的二级灰名单生成；基于行为相似度计算的三级灰名单生成。本发明提出的基于半监督学习的异常用电用户检测模型，旨在形成用户可疑度排序列表，为现场人工检测提供重点检测名单，提高了现场检测的准确率及效率。
还有中国专利文献：CN201110458464.3，公开了一种通信基站防偷电检测系统及方法，其系统包括设于电表端的检测器A、设于基站房端的检测器B、信息接收机和监控管理平台，检测器A与检测器B之间通过电力电缆连接，检测器B 通过通信线路与信息接收机连接，信息接收机与监控管理平台连接。本发明提供一种通信基站防偷电检测系统及方法，具有及时发现某省市地区某基站是否有人偷电，若有人偷电，则将基站地理位置和偷电情况告知管理部门，便于及时制止非法行为等优点。
但是以上各种通信机房供电防偷电的检测和告警存在以下问题：1、基本上需要在电表输入端加装电子系统，存在安装、取电、维护等诸多复杂工程，不利推广应用；2、没有用电模式模型的建模和分析。在电表侧安装设备困难的场合就失去用武之地；3、需独立建立系统，造价成本高。
发明内容
因此，针对上述的问题，本发明提出一种基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警方法与装置，使得通信机房空调节能效果显著、温度调控性能好、可根据预测机房内部各个区域的温度动态变化趋势基于热能平衡的原则实施空调的主动式控制，有效达到高效节能的目的，同时还精确保障了机房内部环境需求温度，并且在无需独立建立防偷电系统，充分利用通信机房的节能控制系统实现供电漏洞的诊断和告警，有效地大幅降低防盗电检测与告警实现的造价成本。
为解决此技术问题，本发明采取以下方案：一种基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警方法，包括以下步骤：
S1、在通信机房内各类设备上分别安装电量采集器实时检测通信机房内各类设备各个时刻的耗电量并计算出通信机房内各类设备在各个时刻的总发热量，得出热源Q1；
S2、在通信机房外分别设置多个温度传感器和多个湿度传感器实时动态检测通信机房室外的温度和湿度，并结合通信机房所在位置和建筑结构得出的热传导系数计算出通信机房外部环境对通信机房室内影响的各个时刻的热量动态值，得出热源Q2；
S3、在通信机房内分别设置多个温度传感器和多个湿度传感器实时检测机房内部各方位和核心设备区的温度及湿度，计算并分析温湿度相对时间的变化结合机房体积以及同时刻步骤S1的热源Q1和S2的热源Q2计算出各个时段机房热容量，得出机房热容量C*M；
S4、对通信机房内的各个空调实时检测空调的运行参数结合本通信机房内空调的能效参数EER和制冷运行时长计算出空调实际制冷量；
S5、将步骤S1-S4采集得出的各项数据存储并根据采集参数计算出的各项数据预测出通信机房内部各个区域的温度动态变化趋势，基于通信机房内部热能平衡的原则，实施空调的提前主动式控制，通过对通信机房内外各种冷热源的量化检测与计算正确预测通信机房操控空调运行的监控点温度的发展趋势，并根据空调的最佳效率运行状态主动提前做出对空调运行操控的控制命令，根据热能平衡原则提前对通信机房内将要达到监控点开启空调进行制冷或者制冷量已达到退出监控点需求提前关闭空调制冷以保障通信机房内部环境要求；
S6、建立通信机房用电数据库，结合步骤5对空调的主动式控制实时对通信机房内各个设备的耗电量进行各个时刻总耗电量的计算以及对各个时刻总耗电量进行累计并存储在通信机房空调节能控制系统的数据库中，以此同时通过对通信机构的供电进线进行各个时刻的供电总电量进行采集并对各个时刻供电总电量累计后输送至通信机房空调节能控制系统的CPU中，由通信机房空调节能控制系统的CPU对各个时刻供电总电量及其累计与空调主动式控制通信机房各个时刻总耗电量及其累计进行比对若两者不匹配则得到盗电分析结果并发出告警。
进一步的，步骤S6中对通信机构的供电进线进行供电量采集可通过在通信机房的供电进线上安装电表，可在电表进线或者出线套装电流互感器并将电流互感器的线引进机房接入通信机房空调节能控制系统的电能采集端口采集后输送至通信机房空调节能控制系统的CPU完成对比分析，亦可运用电表的用电量抄表数据通过无线通讯传输方式将用电量输送至通信机房空调节能控制系统的 CPU完成对比分析。
进一步的，所述步骤S5中空调制冷根据预测温度动态变化需求结合通信机房内部热能平衡的原则主动提前操控，该通信机房的监控点温度是指在确保通信机房温度在要求的控制范围内，当预测到要超出通信机房的监控点温度设定空调提前开启制冷，达到空调连续制冷时间大于效率曲线得到的最短高效运行时间，并在预测制冷量满足通信机房内部热能平衡达到退出通信机房的监控点温度时关闭空调制冷，而空调的实际制冷量P是根据连续采集几次通信机房室内外温度进行计算：
P＝C*M*(T(t1)-T(t2))+[(Q1(t2)-Q1(t1))+(Q2(t2)-Q2(t1))]；
其中T(t)：表示在时刻t机房内部的绝对温度值；Q1(t1)、Q1(t2)分别表示在时刻t1和t2热源Q1的值；Q2(t1)、Q2(t2)分别表示在时刻t1和t2热源Q2 的值。
进一步的，所述步骤S1中热源Q1的计算公式为：
Figure BDA0002347844560000061
其中β是通信设备的热量转化系数，P内是进通信机房内部设备的总电能；P 外是通向通信机房外部以48V直流供电的拉远单元的电能；Va、Vb、Vc是三相电的三个瞬间相电压值，Ia、Ib、Ic是三相电的三个瞬间相电流值；T是分析比较的积分区间，V直是机房48V直流供电的瞬间电压值；I直是机房48V直流供电的瞬间电流值。
进一步的，所述步骤S2中热源Q2的计算公式：
Q2＝S1*[K*(t1-t2)+K*q]+S2*K*(t1-t3)kcal/h，
其中K是围护结构的热导系数kcal/m2h℃，1kcal＝4.184kj，S1是直接与外界空气接触围护结构面积，S2是与障碍物有遮挡接触的围护结构面积单位，k 是太阳辐射热的透入系数，透入系数k值取决于机房的楼层位置以及围护结构的种类；q是透过围护结构进入的太阳辐射热强度，q单位为kcal/m2h，t1是机房内温度，t2是与外界空气直接接触的室外温度，t3是与障碍物有遮挡接触的室外温度。
更进一步的，太阳辐射热强度q以通信机房所处现场当地气象资料来计算。
进一步的，所述步骤S3中机房热容量C*M的计算公式C*M＝Q/ΔT；其中：Q 是对机房施加的热量，M是机房综合等效质量，ΔT是机房在施加Q1和Q2热量之后两个时刻t1、t2的绝对温度值变化差；即
C*M＝[(Q1(t2)+Q2(t2))-(Q1(t1)+Q2(t1))]/(T(t2)-T(t1))；
其中：Q1(t1)、Q1(t2)分别表示在时刻t1和t2热源Q1的值；Q2(t1)、Q2(t2) 分别表示在时刻t1和t2热源Q2的值。
一种基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警装置，包括电表、电流互感器、多个温度传感器、多个湿度传感器、多个电量采集器、CPU、经验数据库、多个继电器，所述电表设于通信机房的供电进线处对通信机房的总供电量检测记录，所述电流互感器与电表的进线或出线套装连接检测电表的各个时刻总供电量及累计总供电量，电流互感器经电量采集器与CPU输入端相连接将电表的各个时刻总供电量及累计总供电量转换成耗电量输送至CPU，所述电量采集器分别设于通信机房内各类设备上实时采集通信机房内各类设备各个时刻的耗电量并发送至CPU，各个温度传感器分别均布设于通信机房室内、室外多处区域实时采集通信机房室内、室外各处区域温度并发送至CPU，各个湿度传感器分别均布设于通信机房室内、室外多处区域实时采集通信机房室内、室外各处区域湿度并发送至CPU，多个温度传感器还分别与通信机房内各个空调的入风口和出风口处采集各个空调的入风口温度和出风口温度并发送至CPU，CPU与经验数据库通讯连接，所述CPU输出端分别经继电器与通信机房内各个空调控制端相连接控制各个空调启闭。
进一步的，还包括通信模块和服务器，所述CPU经通信模块与服务器通信连接。
进一步的，所述服务器为云服务器。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：通过采用多个电量采集器分别设于通信机房内各类设备上实时采集通信机房内各类设备的耗能，并用温度传感器分别均布设于通信机房室内、室外多处区域实时采集通信机房室内、室外各处区域温度，同时各个湿度传感器分别均布设于通信机房室内、室外多处区域实时采集通信机房室内、室外各处区域湿度，以及采用多个温度传感器还分别与通信机房内各个空调的入风口和出风口处采集各个空调的入风口温度和出风口温度，将采集得出的各项数据存储并根据经验数据库采集参数计算出的各项数据结合预测出通信机房内部各个区域的温度动态变化趋势，基于通信机房内部热能平衡的原则，实施空调的提前主动式控制，该主动式控制是通过对通信机房内外各种冷热源的量化检测与计算正确预测通信机房操控空调运行的监控点温度的发展趋势并根据空调的最佳效率运行状态主动提前做出对空调运行操控的控制命令，根据热能平衡原则提前对通信机房内将要达到监控点开启空调进行制冷或者制冷量已达到退出监控点需求提前关闭空调制冷以保障通信机房内部环境要求，同时让空调工作在最高效率状态，通过准确预测通信机房内部监控点温度实现主动控制，同时通过预先检测的历史经验的经验数据库以及对热量与温度预测算法实现准确的预测，避免现有空调节能方式存在由于通信机房、通信机房空间、通信机房内设备、设备运行等均存在较大热容量使得被动式节能控制存在温度调控的高低门限过冲问题进而使得冷热量不能很好的平衡影响节能效果的问题，通过可根据预测机房内部各个区域的温度动态变化趋势基于热能平衡的原则实施空调的主动式控制精确保障了机房内部环境需求温度，达到空调连续制冷时间大于效率曲线得到的最短高效运行时间，使得通信机房空调节能效果显著、温度调控性能好，有效达到高效节能的目的，并且本发明还通过结合对空调的主动式控制实时对通信机房内各个设备的耗电量进行各个时刻总耗电量的计算以及对各个时刻总耗电量进行累计并存储在通信机房空调节能控制系统的数据库中，以此同时通过对通信机构的供电进线进行各个时刻的供电总电量进行采集并对各个时刻供电总电量累计后输送至通信机房空调节能控制系统的CPU中，由通信机房空调节能控制系统的CPU对各个时刻供电总电量及其累计与空调主动式控制通信机房各个时刻总耗电量及其累计进行比对若两者不匹配则得到盗电分析结果并发出告警，充分利用结合通信机房空调节能控制系统对通信机房的供电进线准确的检测和对比分析，在无需独立建立防偷电系统的情况下充分利用通信机房的节能控制系统实现通信机房供电漏洞的诊断和告警，有效地大幅降低防盗电检测与告警实现的造价成本，同时防盗电检测精准，实现了通信机房的空调大幅度节能和通信机房供电漏洞的诊断和告警的双重系统合一，大幅度降低通信机房的防盗电和空调节能的造价成本，可广泛推广应用。
附图说明
图1是本发明实施例的原理框图；
图2是本发明实施例中通讯机房设备布局示意图；
图3是本发明实施例中三个通信机房第一阶段采用现有被动式节能运行的空调耗电量示意图；
图4是本发明实施例中鲤城海信通信机房采用本发明主动式节能运行的空调耗电量以及日节能比例示意图；
图5是本发明实施例中北峰拒洪通信机房采用本发明主动式节能运行的空调耗电量以及日节能比例示意图；
图6是本发明实施例中刺桐邮政通信机房采用本发明主动式节能运行的空调耗电量以及日节能比例示意图；
图7是本发明实施例中鲤城海信通信机房采用本发明主动式节能运行的空调耗电量以及日节能比例示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
优选的本发明的基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警方法，包括以下步骤：
S1、在通信机房内各类设备上分别安装电量采集器实时检测通信机房内各类设备各个时刻的耗电量并计算出通信机房内各类设备在各个时刻的总发热量，得出热源Q1，热源Q1的计算公式为：
Figure BDA0002347844560000101
其中β是通信设备的热量转化系数，P内是进机房内部设备的总电能；P外是通向机房外部以48V直流供电的拉远单元的电能；Va、Vb、Vc是三相电的三个瞬间相电压值，Ia、Ib、Ic是三相电的三个瞬间相电流值；T是分析比较的积分区间，V直是机房48V直流供电的瞬间电压值；I直是机房48V直流供电的瞬间电流值；
S2、在通信机房外分别设置多个温度传感器和多个湿度传感器实时动态检测通信机房室外的温度和湿度，并结合通信机房所在位置和建筑结构得出的热传导系数计算出通信机房外部环境对通信机房室内影响的各个时刻的热量动态值，得出热源Q2，热源Q2的计算公式：
Q2＝S1*[K*(t1-t2)+K*q]+S2*K*(t1-t3)kcal/h，
其中K是围护结构的热导系数kcal/m2h℃，1kcal＝4.184kj，S1是直接与外界空气接触围护结构面积，S2是与障碍物有遮挡接触的围护结构面积单位，k 是太阳辐射热的透入系数，透入系数k值取决于机房的楼层位置以及围护结构的种类；q是透过围护结构进入的太阳辐射热强度，q单位为kcal/m2h，太阳辐射热强度q以通信机房所处现场当地气象资料来计算，t1是机房内温度，t2 是与外界空气直接接触的室外温度，t3是与障碍物有遮挡接触的室外温度；常用材料导热系数如下表：
材料 材料导热系数(kcal/m<sup>2</sup>h℃)
普通混凝土 1.4～1.5
轻型混凝土 0.5～0.7
砂浆 1.3
砖 1.1
镀锌钢板 38
铝板 180
S3、在通信机房内分别设置多个温度传感器和多个湿度传感器实时检测机房内部各方位和核心设备区的温度及湿度，计算并分析温湿度相对时间的变化结合机房体积以及同时刻步骤S1的热源Q1和S2的热源Q2计算出各个时段机房热容量及温度变化梯度，得出机房热容量C*M，机房热容量C*M的计算公式 C*M＝Q/ΔT；其中：Q是对机房施加的热量，M是机房综合等效质量，ΔT是机房在施加Q1和Q2热量之后两个时刻t1、t2的绝对温度值变化差，绝对温度值是根据机房室内多个温度传感器检测值加权平均计算出的机房室内等效温度值；即
C*M＝[(Q1(t2)+Q2(t2))-(Q1(t1)+Q2(t1))]/(T(t2)-T(t1))，
其中：Q1(t1)、Q1(t2)分别表示在时刻t1和t2热源Q1的值；Q2(t1)、Q2(t2) 分别表示在时刻t1和t2热源Q2的值；
S4、对通信机房内的各个空调实时检测空调的运行参数工况、入风口温度、出风口温度结合本通信机房内空调的能效参数EER和制冷运行时长计算出空调实际制冷量P；
S5、将步骤S1-S4采集得出的各项数据存储并根据采集参数计算出的各项数据预测出通信机房内部各个区域的温度动态变化趋势，基于通信机房内部热能平衡的原则，实施空调的提前主动式控制，通过对通信机房内外各种冷热源的量化检测与计算正确预测通信机房操控空调运行的监控点温度的发展趋势，并根据空调的最佳效率运行状态主动提前做出对空调运行操控的控制命令，根据热能平衡原则提前对通信机房内将要达到监控点开启空调进行制冷或者制冷量已达到退出监控点需求提前关闭空调制冷以保障通信机房内部环境要求，空调制冷根据预测温度动态变化需求结合通信机房内部热能平衡的原则主动提前操控，该通信机房的监控点温度是指在确保通信机房温度在要求的控制范围内，当预测到要超出通信机房的监控点温度设定空调提前开启制冷，达到空调连续制冷时间大于效率曲线得到的最短高效运行时间，并在预测制冷量满足通信机房内部热能平衡达到退出通信机房的监控点温度时关闭空调制冷，而空调的实际制冷量P是根据连续采集几次通信机房室内外温度进行计算：
P＝C*M*(T(t1)-T(t2))+[(Q1(t2)-Q1(t1))+(Q2(t2)-Q2(t1))]；
其中T(t)：表示在时刻t机房内部的绝对温度值，绝对温度值是根据机房室内多个温度传感器检测值加权平均计算出的机房室内等效温度值；Q1(t1)、Q1(t2) 分别表示在时刻t1和t2热源Q1的值；Q2(t1)、Q2(t2)分别表示在时刻t1和 t2热源Q2的值；
S6、建立通信机房用电数据库，结合步骤5对空调的主动式控制实时对通信机房内各个设备的耗电量进行各个时刻总耗电量的计算以及对各个时刻总耗电量进行累计并存储在通信机房空调节能控制系统的数据库中，以此同时通过对通信机构的供电进线进行各个时刻的供电总电量进行采集并对各个时刻供电总电量累计后输送至通信机房空调节能控制系统的CPU中，由通信机房空调节能控制系统的CPU对各个时刻供电总电量及其累计与空调主动式控制通信机房各个时刻总耗电量及其累计进行比对若两者不匹配则得到盗电分析结果并发出告警，其中对通信机构的供电进线进行供电量采集可通过在通信机房的供电进线上安装电表，在电表进线或者出线套装电流互感器并将电流互感器的线引进机房接入通信机房空调节能控制系统的电能采集端口采集后输送至通信机房空调节能控制系统的CPU完成对比分析。
本发明步骤S6中对通信机构的供电进线进行供电量采集还可通过在通信机房的供电进线上安装电表，运用电表的用电量抄表数据通过无线通讯传输方式将用电量输送至通信机房空调节能控制系统的CPU完成对比分析，即将电表的用电量数据上传至服务器(或云服务器)再由服务器(或云服务器)通过通信模块传输至通信机房空调节能控制系统的CPU。
参考图1和图2，优选的本发明的基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警装置，包括多个温度传感器1、多个湿度传感器2、多个电量采集器3、CPU4、经验数据库5、多个继电器6、通信模块7、服务器8、电表10和电流互感器11，所述电表10设于通信机房的供电进线处对通信机房的总供电量检测记录，所述电流互感器11与电表10的出线套装连接检测电表的各个时刻总供电量及累计总供电量，电流互感器11经电量采集器3与CPU4输入端相连接将电表10的各个时刻总供电量及累计总供电量转换成耗电量输送至CPU4，各个所述电量采集器3分别设于通信机房内各类设备上实时采集通信机房内各类设备各个时刻的耗电量并发送至CPU4，各个温度传感器1分别均布设于通信机房室内、室外多处区域实时采集通信机房室内、室外各处区域温度并发送至CPU4，各个湿度传感器2分别均布设于通信机房室内、室外多处区域实时采集通信机房室内、室外各处区域湿度并发送至CPU，多个温度传感器1还分别与通信机房内各个空调 9的入风口和出风口处采集各个空调的入风口温度和出风口温度并发送至CPU4， CPU4与经验数据库5通讯连接，所述CPU4输出端分别经继电器6与通信机房内各个空调9控制端相连接控制各个空调9启闭，所述CPU4经通信模块7与服务器8通信连接，所述服务器8为云服务器，CPU4通过温度传感器1、湿度传感器2、电量采集器3对通信机房内外各种冷热源的量化检测以及经验数据库5存储的通信机房本身所在位置和建筑结构得出的热传导系数计算出正确预测通信机房操控空调9运行的监控点温度的发展趋势，并根据空调9的最佳效率运行状态结合预测通信机房操控空调9运行的监控点温度的发展趋势主动提前做出对空调9运行操控的控制命令，CPU4根据热能平衡原则通过继电器6提前对通信机房内将要达到监控点温度开启空调9进行制冷或者制冷量已达到退出监控点温度需求提前关闭空调9制冷以保障通信机房内部环境要求，空调9制冷根据预测温度动态变化需求结合通信机房内部热能平衡的原则由CPU4主动提前操控，CPU4对各个时刻供电总电量及其累计与空调主动式控制通信机房各个时刻总耗电量及其累计进行比对若两者不匹配则得到盗电分析结果并发出告警。
以下是通过对实际通信机房安装本发明装置后进行三各阶段的不同测试验证本发明装置在实际应用中实现的效果，该实际安装站点进行实际测试分别是北峰拒洪机房、鲤城海信机房、刺桐邮政机房三个通信机房。
参考图3，第一阶段进行现有的被动式节能空调能耗的基础比例测试，时间是6月21日至7月6日，得到不节能时各个机房的能耗比例关系。
Figure BDA0002347844560000151
参考图4、图5，第二阶段(7.9-7.24)刺桐邮政机房不节能运行做参照，北峰拒洪和鲤城海信机房开启节能措施。第一阶段得到的能耗比例关系，北峰拒洪日能耗为刺桐邮政的89.66％，鲤城海信日能耗为刺桐邮政的58.87％，三个机房中一个按不节能运行作为不节能能耗参照，以此来消除天气变化的影响。
Figure BDA0002347844560000152
Figure BDA0002347844560000161
参考图6、图7，第三阶段(7.25-8.6)改成北峰拒洪机房不节能运行做参照，刺桐邮政和鲤城海信机房开启节能措施。依据第一阶段得到的能耗比例关系进行换算可知：刺桐邮政日能耗应为北峰拒洪的111.53％，鲤城海信每日能耗应为北峰拒洪的65.66％，更换参照机房观测到的节能效果。
Figure BDA0002347844560000162
由以上三个阶段对分别对北峰拒洪机房、鲤城海信机房、刺桐邮政机房三个通信机房进行对比测试后可明显得出本发明采用通过可根据预测机房内部各个区域的温度动态变化趋势基于热能平衡的原则实施空调的主动式控制精确保障了机房内部环境需求温度，达到空调连续制冷时间大于效率曲线得到的最短高效运行时间，使得通信机房空调节能效果显著，实现主动式控制比现有被动式控制有效节能提高近40％-50％，有效达到高效节能的目的。
本发明通过采用多个电量采集器分别设于通信机房内各类设备上实时采集通信机房内各类设备的耗能，并用温度传感器分别均布设于通信机房室内、室外多处区域实时采集通信机房室内、室外各处区域温度，同时各个湿度传感器分别均布设于通信机房室内、室外多处区域实时采集通信机房室内、室外各处区域湿度，以及采用多个温度传感器还分别与通信机房内各个空调的入风口和出风口处采集各个空调的入风口温度和出风口温度，将采集得出的各项数据存储并根据经验数据库采集参数计算出的各项数据结合预测出通信机房内部各个区域的温度动态变化趋势，基于通信机房内部热能平衡的原则，实施空调的提前主动式控制，该主动式控制是通过对通信机房内外各种冷热源的量化检测与计算正确预测通信机房操控空调运行的监控点温度的发展趋势并根据空调的最佳效率运行状态主动提前做出对空调运行操控的控制命令，根据热能平衡原则提前对通信机房内将要达到监控点开启空调进行制冷或者制冷量已达到退出监控点需求提前关闭空调制冷以保障通信机房内部环境要求，同时让空调工作在最高效率状态，通过准确预测通信机房内部监控点温度实现主动控制，同时通过预先检测的历史经验的经验数据库以及对热量与温度预测算法实现准确的预测，避免现有空调节能方式存在由于通信机房、通信机房空间、通信机房内设备、设备运行等均存在较大热容量使得被动式节能控制存在温度调控的高低门限过冲问题进而使得冷热量不能很好的平衡影响节能效果的问题，通过可根据预测机房内部各个区域的温度动态变化趋势基于热能平衡的原则实施空调的主动式控制精确保障了机房内部环境需求温度，达到空调连续制冷时间大于效率曲线得到的最短高效运行时间，使得通信机房空调节能效果显著、温度调控性能好，有效达到高效节能的目的，并且本发明还通过结合对空调的主动式控制实时对通信机房内各个设备的耗电量进行各个时刻总耗电量的计算以及对各个时刻总耗电量进行累计并存储在通信机房空调节能控制系统的数据库中，以此同时通过对通信机构的供电进线进行各个时刻的供电总电量进行采集并对各个时刻供电总电量累计后输送至通信机房空调节能控制系统的CPU中，由通信机房空调节能控制系统的CPU对各个时刻供电总电量及其累计与空调主动式控制通信机房各个时刻总耗电量及其累计进行比对若两者不匹配则得到盗电分析结果并发出告警，充分利用结合通信机房空调节能控制系统对通信机房的供电进线准确的检测和对比分析，在无需独立建立防偷电系统的情况下充分利用通信机房的节能控制系统实现通信机房供电漏洞的诊断和告警，有效地大幅降低防盗电检测与告警实现的造价成本，同时防盗电检测精准，实现了通信机房的空调大幅度节能和通信机房供电漏洞的诊断和告警的双重系统合一，大幅度降低通信机房的防盗电和空调节能的造价成本，可广泛推广应用。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、在通信机房内各类设备上分别安装电量采集器实时检测通信机房内各类设备各个时刻的耗电量并计算出通信机房内各类设备在各个时刻的总发热量，得出热源Q1；
S2、在通信机房外分别设置多个温度传感器和多个湿度传感器实时动态检测通信机房室外的温度和湿度，并结合通信机房所在位置和建筑结构得出的热传导系数计算出通信机房外部环境对通信机房室内影响的各个时刻的热量动态值，得出热源Q2；
S3、在通信机房内分别设置多个温度传感器和多个湿度传感器实时检测机房内部各方位和核心设备区的温度及湿度，计算并分析温湿度相对时间的变化结合机房体积以及同时刻步骤S1的热源Q1和S2的热源Q2计算出各个时段机房热容量，得出机房热容量C*M；
S4、对通信机房内的各个空调实时检测空调的运行参数结合本通信机房内空调的能效参数EER和制冷运行时长计算出空调实际制冷量；
S5、将步骤S1-S4采集得出的各项数据存储并根据采集参数计算出的各项数据预测出通信机房内部各个区域的温度动态变化趋势，基于通信机房内部热能平衡的原则，实施空调的提前主动式控制，通过对通信机房内外各种冷热源的量化检测与计算正确预测通信机房操控空调运行的监控点温度的发展趋势，并根据空调的最佳效率运行状态主动提前做出对空调运行操控的控制命令，根据热能平衡原则提前对通信机房内将要达到监控点开启空调进行制冷或者制冷量已达到退出监控点需求提前关闭空调制冷以保障通信机房内部环境要求；
S6、建立通信机房用电数据库，结合步骤5对空调的主动式控制实时对通信机房内各个设备的耗电量进行各个时刻总耗电量的计算以及对各个时刻总耗电量进行累计并存储在通信机房空调节能控制系统的数据库中，以此同时通过对通信机构的供电进线进行各个时刻的供电总电量进行采集并对各个时刻供电总电量累计后输送至通信机房空调节能控制系统的CPU中，由通信机房空调节能控制系统的CPU对各个时刻供电总电量及其累计与空调主动式控制通信机房各个时刻总耗电量及其累计进行比对若两者不匹配则得到盗电分析结果并发出告警。
2.根据权利要求1所述的基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警方法，其特征在于：步骤S6中对通信机构的供电进线进行供电量采集可通过在通信机房的供电进线上安装电表，可在电表进线或者出线套装电流互感器并将电流互感器的线引进机房接入通信机房空调节能控制系统的电能采集端口采集后输送至通信机房空调节能控制系统的CPU完成对比分析，亦可运用电表的用电量抄表数据通过无线通讯传输方式将用电量输送至通信机房空调节能控制系统的CPU完成对比分析。
3.根据权利要求1所述的基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警方法，其特征在于：所述步骤S5中空调制冷根据预测温度动态变化需求结合通信机房内部热能平衡的原则主动提前操控，该通信机房的监控点温度是指在确保通信机房温度在要求的控制范围内，当预测到要超出通信机房的监控点温度设定空调提前开启制冷，达到空调连续制冷时间大于效率曲线得到的最短高效运行时间，并在预测制冷量满足通信机房内部热能平衡达到退出通信机房的监控点温度时关闭空调制冷，而空调的实际制冷量P是根据连续采集几次通信机房室内外温度进行计算：
P＝C*M*(T(t1)-T(t2))+[(Q1(t2)-Q1(t1))+(Q2(t2)-Q2(t1))]；
其中T(t)：表示在时刻t机房内部的绝对温度值；Q1(t1)、Q1(t2)分别表示在时刻t1和t2热源Q1的值；Q2(t1)、Q2(t2)分别表示在时刻t1和t2热源Q2的值。
4.根据权利要求1所述的基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警方法，其特征在于：所述步骤S1中热源Q1的计算公式为：
Figure FDA0002347844550000031
其中β是通信设备的热量转化系数，P内是进通信机房内部设备的总电能；P外是通向通信机房外部以48V直流供电的拉远单元的电能；Va、Vb、Vc是三相电的三个瞬间相电压值，Ia、Ib、Ic是三相电的三个瞬间相电流值；T是分析比较的积分区间，V直是机房48V直流供电的瞬间电压值；I直是机房48V直流供电的瞬间电流值。
5.根据权利要求1所述的基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警方法，其特征在于：所述步骤S2中热源Q2的计算公式：
Q2＝S1*[K*(t1-t2)+K*q]+S2*K*(t1-t3)kcal/h，
其中K是围护结构的热导系数kcal/m2h℃，1kcal＝4.184kj，S1是直接与外界空气接触围护结构面积，S2是与障碍物有遮挡接触的围护结构面积单位，k是太阳辐射热的透入系数，透入系数k值取决于机房的楼层位置以及围护结构的种类；q是透过围护结构进入的太阳辐射热强度，q单位为kcal/m2h，t1是机房内温度，t2是与外界空气直接接触的室外温度，t3是与障碍物有遮挡接触的室外温度。
6.根据权利要求5所述的基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警方法，其特征在于：太阳辐射热强度q以通信机房所处现场当地气象资料来计算。
7.根据权利要求1所述的基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警方法，其特征在于：所述步骤S3中机房热容量C*M的计算公式C*M＝Q/ΔT；其中：Q是对机房施加的热量，M是机房综合等效质量，ΔT是机房在施加Q1和Q2热量之后两个时刻t1、t2的绝对温度值变化差；即
C*M＝[(Q1(t2)+Q2(t2))-(Q1(t1)+Q2(t1))]/(T(t2)-T(t1))；
其中：Q1(t1)、Q1(t2)分别表示在时刻t1和t2热源Q1的值；Q2(t1)、Q2(t2)分别表示在时刻t1和t2热源Q2的值。
8.一种基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警装置，包括电表、电流互感器、多个温度传感器、多个湿度传感器、多个电量采集器、CPU、经验数据库、多个继电器，其特征在于：所述电表设于通信机房的供电进线处对通信机房的总供电量检测记录，所述电流互感器与电表的进线或出线套装连接检测电表的各个时刻总供电量及累计总供电量，电流互感器经电量采集器与CPU输入端相连接将电表的各个时刻总供电量及累计总供电量转换成耗电量输送至CPU，所述电量采集器分别设于通信机房内各类设备上实时采集通信机房内各类设备各个时刻的耗电量并发送至CPU，各个温度传感器分别均布设于通信机房室内、室外多处区域实时采集通信机房室内、室外各处区域温度并发送至CPU，各个湿度传感器分别均布设于通信机房室内、室外多处区域实时采集通信机房室内、室外各处区域湿度并发送至CPU，多个温度传感器还分别与通信机房内各个空调的入风口和出风口处采集各个空调的入风口温度和出风口温度并发送至CPU，CPU与经验数据库通讯连接，所述CPU输出端分别经继电器与通信机房内各个空调控制端相连接控制各个空调启闭。
9.根据权利要求8所述的基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警装置，其特征在于：还包括通信模块和服务器，所述CPU经通信模块与服务器通信连接。
10.根据权利要求8所述的基于通信机房空调节能控制的供电诊断和告警装置，其特征在于：所述服务器为云服务器。
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