工程硕士论文开题报告范文――以动力工程专业为例

日期 2019-11-04 论文相关 作者 论文辅导员 共0评论

论文题目:通信基站分布式冷却系统研究
   
    1、选题意义和背景
   
    随着我国信息化建设的加速推进,以及云计算、物联网、移动互联网、大数据、高性能计算等热点信息通信技术(Information Communication Technology,ICT)的发展,通信网络规模快速扩张。截至2013年,中国移动有100万个GSM室外基站和45万个TD-SCDMA基站,中国联通有40万个GSM基站和45万个WCDMA基站,中国电信有35万个CDMA基站和10万个PHS基站。目前三大运营商正在积极部署4G网络的建设,前瞻产业研究院发布的《2014-2018年中国铁塔行业市场前景与投资战略分析报告》指出,由于未来三年中国正处于4G网络建设的高潮期,仅中国移动,就规划在2014年底前建设50万个4G基站,中国电信今年订购的基站将多达25万座。到2014年底,中国4G基站数量可能会由目前的近30万座增至多达100万座。通信网络规模的快速护张,使得通信业能源消耗呈现快速增长态势,其能源消耗占全国能源消耗的比重和对全社会的影响逐年增加。
    中国政府向世界做出了 2020年单位GDP碳排放比2005年减少40%?45%的承诺,并实现在“十二五”期间单位GDP能耗降低16%、减排17%等约束性目标⑴。通信业作为ICT推进节能减排的中坚力量,节能减排任务艰巨、责任重大。工信部在《通信业“十二五”发展规划》中提出2015年单位电信业务总量综合能耗要比2010年下降10%,还要求新建大型云计算数据中心PUE值要达到1.5以下,改造IDC的PUE值要降到2.0以下。推进绿色IDC和绿色基站建设,积极采用新技术对己建基站进行节能改造[2].
    2009年国内基站的年总耗电量达到130亿度,占整个通信行业能耗的一半左右[3],基站的节能己经成为通信行业的热点问题。近年来,国内外的相关专家学者从基站主设备、建筑、空调及电气等各方面对基站节能问题进行了大量研究,其中,基站空调系统能耗是基站能耗的一个主要组成,在2009年基站空调设备能耗占基站总能耗的40%-46%[3],具有很大的节能潜力。目前主要的节能技术包括:空调变频节能技术、空调变设定控制系统、智能通风技术、智能换热技术、相变材料节能等。自然冷源利用是基站节能技术的研究热点之一,通风冷却技术、空-空换热器、乙二醇换热系统及热管换热系统等利用自然冷源的方法,在国内的一些基站内已有应用。
   
   
    2、论文综述/研究基础
   
    基站是基站子系统(Base Station Subsystem,BSS)的简称,是指在一定的、无线电覆盖区域中,通过移动通信交换中心,与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。说得更通俗一点,基站之间主要负责手机信号的接收和发送,把收集到的信号简单处理之后再传送到移动交换中心,通过交换机等设备的处理,再传送给终端用户,从而实现无线用户的通信功能。
    目前,国内通信基站空调系统的节能主要从以下几个方面进行:提高空调系统的运行效率、合理选择基站围护结构的保温性能、充分利用自然冷源以及优化气流组织等。
   
    3、参考文献
   
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    4、论文提纲
   
    第一章 绪论
    1.1研究背景及意义
    1.2基站概述
    1.3基站空调系统主要的节能技术
    1.4本文主要工作
    第二章分布式冷却系统及其性能测试
    2.1分布式冷却系统介绍
    2.2分布式冷却系统设计
    2.3分布式冷却系统性能测试
    2.4本章小结
    第三章基于TRNSYS的基站空调系统的能耗模拟
    3.1 TRNSYS软件介绍
    3.2基站和其DCS的模型建立
    3.3基站和其原空调系统的模型建立
    3.4模拟结果及分析
    3.5本章小结
    第四章基站节电率测试及其影响因素分析
    4.1基站节电率测试方法
    4.2典型基站的测试结果
    4.3全国基站测试结果及节电率影响因素分析
    4.4本章小结
    第五章基站气流组织模拟分析
    5.1基站数值模型的建立
    5.2模型合理性验证
    5.3基站内气流组织分析
    5.4本章小结
    第六章全文总结和展望
    6.1全文总结
    6.2本文主要创新点
    6.3展望
   
    5、论文的理论依据、研究方法、研究内容
   
    通信基站分布式冷却系统是一种新型的基站高效冷却系统,本文通过理论分析、数值模拟和实际测试等方法,对分布式冷却系统的全年能耗和气流组织等进行研宄。
   
    6、研究条件和可能存在的问题
   
    (1)基于通信基站分布式冷却系统的概念及其性能测试的结果,利用瞬时系统模拟程序TRNSYS软件建立了基站和其空调系统的模拟系统,利用该模拟系统可以较为准确地计算出基站空调系统的全年能耗以及节电率。在模型中输入基站所在城市的气象参数,和基站的物理模型信息,就可以计算出基站空调系统的全年能耗,对其节电效果进行分析。
   
    (2)采用同站对比的测试方法,对位于全国10省市的近30个标杆站进行基站节电测试,所测试基站的讳度范围为我国北绎18°~北讳38°。利用基站能源与环境监测系统SinoEES记录基站的测试数据,并可以实现基站和其空调系统运行情况的实时监控。全国多个基站内的测试数据表明,分布式冷却系统具有显着的节能效果,并根据不同基站的测试数据,分析了基站节电率的影响因素。
   
    7、预期的结果
   
    (1)针对杭州市的一个典型基站,设计了一套分布式冷却系统,采用恰差测试法对该分布式冷却系统进行了性能测试,将室外温度分成10个温度范围,基站的分布式冷却系统有五种不同运行模式,测试得到单制冷循环、双制冷循环和载冷循环的制冷量和耗电量。根据测试结果预测该基站的DCS全年的节电量可达7224kWh,节电率为30.1%.
   
    (2)以中国联通位于杭州市滨江区的四桥转盘基站为例,利用TRNSYS软件分别建立了基站和其DCS系统的模型以及基站和其原空调系统的模型,通过对相同时间段机柜逐时温度的模拟结果和测试结果进行对比,两者基本一致,验证了模型的合理性。利用两个模型分别计算出了基站两套空调系统的全年能耗,该基站的DCS的年耗电量为2594.68kWh,全年节电率达62.5%.
   
    (3)采用同站对比的测试方法,对位于浙江、江苏、上海、广东、海南等10省市的近30个标杆站进行基站节电测试。杭州市滨江区的四桥转I;基站的测试结果显示,基站DCS年耗电量是2594.7kW,与实测值的误差仅为1.0%,年节电率为69.4%,进一步验证了 TRNSYS模型的合理性和准确性。全国基站的测试结果表明,分布式冷却系统在通信基站中的节能效果显着。并根据全国基站的测试结果分析了基站节电率的影响因素,得出结论:在所测试的基站范围内,地域对基站节电率的影响较小;基站的类型和负荷对基站节电效果有影响,基站单位面积负荷越小,年节电率越大;基站围护结构对基站节电效果也略有影响,彩钢结构的基站比砖混结构的基站节电效果更明显。
   
    (4)建立了原空调系统和DCS系统下的基站数值模型,利用FLUENT软件对基站的气流组织进行研宄。数值模型的计算结果,可以得出原空调系统和DCS系统分别运行时基站内的温度场和速度场的分布情况,对比两个模型的速度场分布表明,原空调系统的送风先用于冷却基站室内环境,再依靠环境去冷却机柜,造成冷量的浪费,导致空调冷量的利用率很低;而DCS系统送出的冷空气直接对机柜进行冷却,提高了冷风的利用率。对比两个模型的温度场分布发现,DCS系统下基站室内整体温度比原空调系统明显降低,高温区域面积显着减小,机柜内部整体温度也低于原空调系统下的机柜整体温度。
   
    8、论文写作进度安排(略) 附件下载:


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