本技術(shù)涉及基站節(jié)能，特別涉及一種基站空調(diào)能耗管理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著5g等通信業(yè)務(wù)快速發(fā)展，基站機(jī)房通信設(shè)備數(shù)量增加，發(fā)熱量增大，空調(diào)需要常年高負(fù)荷運(yùn)行，且缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)控。傳統(tǒng)機(jī)房空調(diào)不同廠家不同類型產(chǎn)品繁多，空調(diào)運(yùn)行主要由運(yùn)維人員管理，存在空調(diào)使用不合理、空調(diào)老化等故障難感知、無法實(shí)時(shí)高效調(diào)度空調(diào)制冷資源等問題，造成嚴(yán)重的制冷過剩及故障產(chǎn)生無效能耗等問題。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用紅外控制方式來遠(yuǎn)程開關(guān)空調(diào)，通過定期檢修以發(fā)現(xiàn)空調(diào)可能存在的故障隱患，通過機(jī)器學(xué)習(xí)模型或深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行空調(diào)效率控制以進(jìn)行能耗控制。但是紅外控制信號(hào)容易受到機(jī)房中其他光源、電磁輻射等信號(hào)干擾，導(dǎo)致控制失敗、模式切換錯(cuò)誤問題，控制不穩(wěn)定；基站定期檢修則由于基站分散且偏遠(yuǎn)，耗費(fèi)人力物力大，且難以全面并及時(shí)得檢修空調(diào)出現(xiàn)的問題；機(jī)器學(xué)習(xí)模型或深度學(xué)習(xí)模型則由于復(fù)雜度高，容易出現(xiàn)過擬合現(xiàn)象，即模型在訓(xùn)練數(shù)據(jù)上表現(xiàn)良好，但在實(shí)際應(yīng)用中卻無法有效應(yīng)對(duì)新的、未見過的數(shù)據(jù)，在基站通信設(shè)備和空調(diào)設(shè)備出現(xiàn)變化或溫度改變導(dǎo)致需要的制冷量變化時(shí)難以快速適應(yīng)并作出合理控制，而且需要大量的計(jì)算資源，運(yùn)營(yíng)成本高，難以更新和維護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)是鑒于上述課題而進(jìn)行的，其目的在于，提供一種基站空調(diào)能耗管理系統(tǒng)及方法，通過物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行空調(diào)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，通過fsu（facility?status?unit，設(shè)施狀態(tài)單元）動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基站環(huán)境參數(shù)和空調(diào)的工作數(shù)據(jù)并進(jìn)行故障告警，通過各個(gè)空調(diào)的eer（energy?efficiency?ratio，制冷性能系數(shù)）值計(jì)算和基站的實(shí)時(shí)冷量需求計(jì)算，開啟合適數(shù)量的空調(diào)且開啟的各個(gè)空調(diào)的eer值之和在所有空調(diào)的同空調(diào)數(shù)量分配方案中最大，達(dá)到節(jié)能效果，降低了空調(diào)的無效能耗；使用動(dòng)態(tài)輪詢算法對(duì)空調(diào)的輸出功率進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，使空調(diào)組達(dá)到負(fù)載均衡，避免空調(diào)長(zhǎng)時(shí)間滿負(fù)荷工作造成損傷，延長(zhǎng)了空調(diào)的使用壽命。

2、具體如下，本技術(shù)的第一方面提供了一種基站空調(diào)能耗管理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、fsu動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、智能管控模塊、基站空調(diào)組；

3、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)空調(diào)的工作數(shù)據(jù)和異常故障數(shù)據(jù)，與智能管控模塊電性連接；

4、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊采用云數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲(chǔ)，提供了靈活、可擴(kuò)展、高可用的數(shù)據(jù)庫解決方案，無需關(guān)心數(shù)據(jù)庫的底層配置和維護(hù)，大大簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)庫的部署和運(yùn)維工作。用于存儲(chǔ)fsu動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)采集的基站環(huán)境參數(shù)和空調(diào)的工作數(shù)據(jù)，以及異常問題告警數(shù)據(jù)。

5、所述fsu動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基站環(huán)境參數(shù)和空調(diào)的工作數(shù)據(jù)，并進(jìn)行異常問題告警，與智能管控模塊電性連接；

6、fsu動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)集成了多個(gè)傳感器和控制器，應(yīng)用于通信基站的管理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)，包括通信設(shè)備、空調(diào)和環(huán)境數(shù)據(jù)，通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的異常來及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并進(jìn)行告警，保障基站設(shè)備和空調(diào)的穩(wěn)定運(yùn)行；

7、所述物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)用于遠(yuǎn)程連接并控制空調(diào)組設(shè)備，與智能管控模塊電性連接；

8、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)用于將基站的空調(diào)設(shè)備連接起來，通過wifi、藍(lán)牙等通信方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備與平臺(tái)的連接，對(duì)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，用戶通過手機(jī)app、電腦網(wǎng)頁等方式對(duì)對(duì)應(yīng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程啟?？刂?。

9、所述智能管控模塊用于通過所述物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)所述基站空調(diào)組進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并通過計(jì)算基站的實(shí)時(shí)冷量需求和各個(gè)空調(diào)的eer值，使用動(dòng)態(tài)輪詢算法對(duì)空調(diào)的輸出功率進(jìn)行智能調(diào)節(jié)；

10、基站的冷量需求計(jì)算公式如下：

11、；

12、；

13、；

14、；

15、其中：為基站的制冷需求；為室內(nèi)設(shè)備負(fù)荷；

16、為人員散熱負(fù)荷；為基站熱傳導(dǎo)量；

17、為設(shè)備總功率；為基站內(nèi)人數(shù)；為群集系數(shù)；

18、為顯熱散熱量；為材料的導(dǎo)熱系數(shù)；

19、為基站面積；為室內(nèi)外溫差；

20、空調(diào)的eer值計(jì)算公式如下：;

21、其中：為空調(diào)的eer值；

22、為空調(diào)的制冷量；

23、為空調(diào)制冷過程中消耗的功率。

24、室內(nèi)設(shè)備負(fù)荷是基站內(nèi)的主要熱量來源之一，熱負(fù)荷以設(shè)備的總功率乘以0.8進(jìn)行估算，因?yàn)樵O(shè)備實(shí)際使用時(shí)會(huì)存在一定的余量。

25、群集系數(shù)是以成年男子散熱量和散濕量為基準(zhǔn)，根據(jù)人員的年齡、性別構(gòu)成以及密集程度等情況不同而考慮的折減系數(shù)，相同環(huán)境下，成年女子的散熱量、散濕量約為成年男子散熱量的85%，兒童散熱量、散濕量約為成年男子散熱量的75%。

26、使用動(dòng)態(tài)輪詢算法對(duì)空調(diào)的輸出功率進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，具體包括：

27、plc使用動(dòng)態(tài)輪詢算法通過對(duì)各個(gè)空調(diào)進(jìn)行循環(huán)訪問，來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)空調(diào)負(fù)載的變化以及實(shí)時(shí)控制各個(gè)空調(diào)的輸出功率，以便在檢測(cè)到空調(diào)負(fù)載不均衡或基站的冷量需求變化時(shí)迅速調(diào)整空調(diào)的輸出功率，空調(diào)的負(fù)載為輸出功率與額定功率的比值。

28、在通過動(dòng)態(tài)輪詢算法檢測(cè)到某空調(diào)的負(fù)載超過90%或者低于40%時(shí)，通過空調(diào)的變頻器控制該空調(diào)的輸出功率，使該空調(diào)的負(fù)載回到已開啟的空調(diào)的平均負(fù)載，如已開啟的空調(diào)的平均負(fù)載超過80%或者低于50%，則重新調(diào)控需要開啟的空調(diào)數(shù)量。

29、進(jìn)一步地，所述基站環(huán)境參數(shù)和空調(diào)的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，具體包括：

30、室內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)、室外溫濕度數(shù)據(jù)、壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間、壓縮機(jī)吸排氣溫度、工作電壓及電流、空調(diào)風(fēng)速、空調(diào)組啟停數(shù)據(jù)。

31、監(jiān)測(cè)上述數(shù)據(jù)一方面用于冷量需求計(jì)算，另一方面用于實(shí)時(shí)監(jiān)控基站內(nèi)各設(shè)備的運(yùn)行狀況，出現(xiàn)問題時(shí)進(jìn)行告警。

32、進(jìn)一步地，所述異常問題告警，具體包括：

33、斷開連接、溫度過高、空調(diào)不制冷、能電不開機(jī)、冷媒不足。

34、斷開連接指空調(diào)與電源斷開連接，工作電流為0時(shí)告警；溫度過高在室內(nèi)溫度傳感器高于30度時(shí)告警；空調(diào)不制冷在壓縮機(jī)吸排氣溫度相隔1度之內(nèi)時(shí)告警；能電不開機(jī)指電流電壓無異常的情況下，空調(diào)未正常開啟；冷媒不足指空調(diào)內(nèi)的制冷劑不足導(dǎo)致無法正常制冷。

35、進(jìn)一步地，所述通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)所述基站空調(diào)組進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，具體包括：

36、步驟一：將基站wifi模塊配置為airlink模式；

37、步驟二：將基站的空調(diào)組設(shè)備通過wifi接入到物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上；

38、步驟三：在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)添加空調(diào)設(shè)備信息，確保正常連接；

39、步驟四：通過遠(yuǎn)程終端發(fā)送控制指令到物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)；

40、步驟五：物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)根據(jù)控制指令對(duì)相應(yīng)空調(diào)設(shè)備進(jìn)行控制。

41、進(jìn)一步地，所述智能管控模塊包括智能網(wǎng)關(guān)和plc。

42、智能網(wǎng)關(guān)是一種將設(shè)備連接到云端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用于遠(yuǎn)程控制空調(diào)設(shè)備的啟停；plc是可編程邏輯控制器，一種具有微處理器的用于自動(dòng)化控制的數(shù)字運(yùn)算控制器，可以將控制指令隨時(shí)載入內(nèi)存進(jìn)行儲(chǔ)存與執(zhí)行，用于系統(tǒng)的邏輯控制。

43、進(jìn)一步地，一種基站空調(diào)能耗管理方法，包括以下步驟：

44、步驟一：通過fsu動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集基站環(huán)境參數(shù)和空調(diào)的工作數(shù)據(jù)；

45、步驟二：基于基站環(huán)境參數(shù)和空調(diào)的工作數(shù)據(jù)計(jì)算基站實(shí)時(shí)冷量需求和空調(diào)eer值；

46、步驟三：通過智能網(wǎng)關(guān)根據(jù)制冷需求量、空調(diào)額定制冷量和空調(diào)eer值，通過物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)遠(yuǎn)程控制基站空調(diào)組中的空調(diào)啟停；

47、根據(jù)制冷需求量的計(jì)算結(jié)果，依次選取未開啟的空調(diào)中eer值最高的一個(gè)空調(diào)進(jìn)行開啟，當(dāng)選取的空調(diào)的總額定制冷量的80%首次大于制冷需求量時(shí)，通過智能網(wǎng)關(guān)控制選取的空調(diào)進(jìn)行開啟，對(duì)其他的未選取空調(diào)進(jìn)行關(guān)閉。

48、步驟四：plc應(yīng)用動(dòng)態(tài)輪詢算法，根據(jù)開啟的每個(gè)空調(diào)的處理能力和負(fù)載情況動(dòng)態(tài)分配制冷需求，使空調(diào)的冷卻負(fù)荷相對(duì)均衡；

49、plc應(yīng)用動(dòng)態(tài)輪詢算法會(huì)持續(xù)監(jiān)控各個(gè)空調(diào)的負(fù)載情況，并根據(jù)這些信息動(dòng)態(tài)調(diào)整制冷量的分配策略。這意味著如果某個(gè)空調(diào)滿負(fù)荷運(yùn)行，更多的制冷量需求會(huì)被分發(fā)到其他負(fù)載較輕的空調(diào)上，從而避免單一空調(diào)長(zhǎng)時(shí)間滿負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致的空調(diào)壓縮機(jī)磨損，減少使用壽命。

50、根據(jù)開啟的每個(gè)空調(diào)的處理能力和負(fù)載情況動(dòng)態(tài)分配制冷需求，具體包括：

51、plc根據(jù)基站的總制冷需求，應(yīng)用動(dòng)態(tài)輪詢算法通過對(duì)各個(gè)空調(diào)進(jìn)行循環(huán)訪問，以開啟了的各個(gè)空調(diào)的額定功率與開啟了的所有空調(diào)的額定功率之和的比值作為制冷需求分配的權(quán)重，使制冷需求的分配適配各個(gè)空調(diào)的制冷能力，再根據(jù)獲取的各個(gè)空調(diào)的負(fù)載情況調(diào)整輸出功率以達(dá)到分配到的制冷需求，使開啟了的各個(gè)空調(diào)的冷卻負(fù)荷相對(duì)均衡。

52、步驟五：通過fsu動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控各空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)，在空調(diào)負(fù)載過高或過低時(shí)，及時(shí)進(jìn)行負(fù)載調(diào)整以維持整體平衡。

53、在空調(diào)負(fù)載超過90%或者低于40%并持續(xù)5分鐘時(shí)，重新調(diào)用plc的動(dòng)態(tài)輪詢算法進(jìn)行負(fù)載調(diào)整，如仍然未能使負(fù)載回到正常范圍，plc的顯示屏顯示輪詢運(yùn)行錯(cuò)誤。

54、進(jìn)一步地，所述空調(diào)eer值為額定制冷量與消耗功率之比，即空調(diào)單位功率消耗所對(duì)應(yīng)的制冷量。

55、進(jìn)一步地，所述通過物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)遠(yuǎn)程控制基站空調(diào)組中的空調(diào)啟停，具體包括：選取eer值較高且總額定制冷量大于制冷需求量的空調(diào)組通過物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程啟動(dòng)，對(duì)其他空調(diào)組通過物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程關(guān)閉。

56、進(jìn)一步地，所述遠(yuǎn)程啟動(dòng)和所述遠(yuǎn)程關(guān)閉，其遠(yuǎn)程控制的方法具體包括：物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)控制、rs485通信協(xié)議控制、智能開關(guān)硬關(guān)斷。

57、rs485通信是一種基于差分信號(hào)傳輸?shù)拇型ㄐ艆f(xié)議，能夠有效抵抗共模干擾，提高了信號(hào)的穩(wěn)定性和傳輸距離。

58、遠(yuǎn)程控制時(shí)依次采用物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)控制、rs485通信協(xié)議控制、智能開關(guān)硬關(guān)斷三種方法，分別為遠(yuǎn)程信號(hào)控制、遠(yuǎn)程線路控制和遠(yuǎn)程開關(guān)控制，多種組合之下，與紅外遠(yuǎn)程控制相比大大提高了遠(yuǎn)程控制的成功率和穩(wěn)定性。

59、進(jìn)一步地，所述進(jìn)行負(fù)載調(diào)整以維持整體平衡，具體包括：

60、負(fù)載過低時(shí)，通過plc動(dòng)態(tài)分配制冷需求，提高此空調(diào)的負(fù)載，如多個(gè)空調(diào)負(fù)載均過低，則通過智能網(wǎng)關(guān)關(guān)閉當(dāng)前開啟的空調(diào)中eer最低的空調(diào)；

61、負(fù)載過高時(shí)，通過plc動(dòng)態(tài)分配制冷需求，降低此空調(diào)的負(fù)載，如多個(gè)空調(diào)負(fù)載均過高，則通過智能網(wǎng)關(guān)開啟當(dāng)前未開啟的空調(diào)中eer最高的空調(diào)。

62、多個(gè)空調(diào)負(fù)載均過高或過低，具體為負(fù)載過高或過低的空調(diào)數(shù)量大于等于開啟的空調(diào)總數(shù)的一半，則說明所需制冷量的變化導(dǎo)致當(dāng)前開啟的空調(diào)難以在合適的負(fù)載內(nèi)完成制冷需求，需要重新啟動(dòng)或關(guān)閉新的空調(diào)。

63、第二方面，本技術(shù)還提供了一種計(jì)算裝置，該計(jì)算裝置具有實(shí)現(xiàn)上述第一方面所描述的方法的功能，有益效果可以參見第一方面的描述，此處不再贅述。功能可以通過硬件實(shí)現(xiàn)，也可以通過硬件執(zhí)行相應(yīng)的軟件實(shí)現(xiàn)。硬件或軟件包括一個(gè)或多個(gè)與上述功能相對(duì)應(yīng)的模塊。在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，裝置的結(jié)構(gòu)中包括獲取模塊、訓(xùn)練模塊，可選的，還可包括構(gòu)建模塊。這些模塊可以實(shí)現(xiàn)上述第一方面方法示例中訓(xùn)練節(jié)點(diǎn)的功能，具體參見方法示例中的詳細(xì)描述，此處不做贅述。

64、第三方面，本技術(shù)還提供了一種計(jì)算設(shè)備，該計(jì)算設(shè)備用于實(shí)現(xiàn)上述第一方面描述的方法的功能，有益效果可以參見第一方面的描述此處不再贅述。該計(jì)算設(shè)備的結(jié)構(gòu)中包括處理器和存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)指令和/或數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器與處理器耦合，處理器執(zhí)行所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的程序指令時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)上述第一方面示例中訓(xùn)練節(jié)點(diǎn)的功能。計(jì)算設(shè)備的結(jié)構(gòu)中還包括通信接口，用于與其他設(shè)備進(jìn)行通信。

65、第四方面，本技術(shù)還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有指令，當(dāng)其在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述第一方面以及第一方面的各個(gè)可能的設(shè)計(jì)中的方法。

66、第五方面，本技術(shù)還提供一種包含指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)其在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述第一方面以及第一方面的各個(gè)可能的設(shè)計(jì)中的方法。

67、第六方面，本技術(shù)還提供一種計(jì)算芯片，芯片與存儲(chǔ)器相連，芯片用于讀取并執(zhí)行存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的軟件程序，執(zhí)行上述第一方面以及第一方面的各個(gè)可能的實(shí)現(xiàn)方式中的方法。