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。
对于海量站点的通信网络来说,站点供电质量差,应急发电频繁,发电能耗不但不可
忽略,而且比例很高,如四类电网区域经常使用油机发电,发电环节能耗比例超过
70%。
站点数量众多,除站点动环监控设备有一定能耗外,下站巡检、维护、应急发电时均有燃油
消耗,相比数据中心,维护管理能耗也不可忽略。
因此,
PUE 不能用来表征通信网络全网能效。
网络能源效率
NEE 真实反映全网能源效率
在六环节能耗模型中,负载能耗在总输入能量中所占的比例,可以表征全网能源效率,
用
NEE(Network Energy Efficiency)表示。负载能耗占比越高,NEE 越大,表明有效能源
占比高,能源效率也高。
不同于
PUE 模型中所有能耗都可用电耗 kWh 直接表示,NEE 模型中能耗包括有柴油、
汽油等能源消耗,需要统一单位。最合适表示能量的单位是焦耳(
J),如 1kg 柴油的热量
为
46MJ,1kWh 电能为 3.6MJ。由于燃油效率有高有低,在计算总能耗时,需要按热量换算,
能耗的单位仍以最广泛使用的电能单位
kWh 为佳。
为了比较站点或机房能源效率,将不包含应急发电、下站巡检等非常态情况下的能源效
率定义为静态
NEE,事实上,静态 NEE 基本与 PUE 倒数一致。例如,三个总交流输入功率
都是
2kW、主设备 1kW 的站点,常规情况下分别采用市电、油机和太阳能逆变供电,约油机
燃油效率为
10%,则一个小时总能耗分别是 7.2MJ、72MJ(1.84L 柴油)、3.6MJ,NEE 分别
为
50%、5%、∞。可以看出,无市电区域油机供电能效非常低,如果采用混合供电系统改造,
可将燃油效率提升至
30%或以上,NEE 可由 5%提升至 15%。采用太阳能等可再生能源,
可以显著提高能源效率。因而,
NEE 越高,网络能源效率越高,越绿色。
典型网络全网
NEE 与六环节节能措施影响
采用传统供电模式,全网
NEE 与电网质量直接相关,根据六环节能源能耗模型与全网
NEE 分析,一至四类电网的无线运营商典型 NEE 分别为 57%、51%、29%、20%。对于四类
电网,如果所有站点采用油电混合供电,
NEE 可由 20%提升至 31%;如果所有站点采用太
阳能方式供电,全网
NEE 高达 84%。
针对不同网络类型、电网质量和供电模式,站点、机房六环节能耗都会有所区别。针对其
中某一个环节进行节能优化,都将对全网
NEE 产生影响。为了说明通信网各环节对 NEE 的
影响,我们以每周平均停电
5 小时的二类电网区域综合运营商为例,现网 NEE 为 50.9%,
通过单一对某一环节进行改造,
NEE 变化如下表所示。