通信基站能耗綜合管理系統(tǒng)

　　1、通信基站能耗現(xiàn)狀分析

　　通信運(yùn)營商的蜂窩網(wǎng)基站數(shù)量大，分布面廣，安裝位置分散且情況復(fù)雜。基站大多是租用民房，有些電表由電網(wǎng)公司安裝，有些電表為業(yè)主安裝，表的類型非常多，既有感應(yīng)式電度表，也有電子式電度表，還有 IC 卡電表。由于點(diǎn)多面廣，情況復(fù)雜，通信公司需要派專人或委托代維公司抄表、維護(hù)，以滿足基站的電量核算、用電分析等能耗日常管理。特別是近年來，隨著基站數(shù)量迅速增加，用電成本已經(jīng)成為運(yùn)營商的主要成本，而且比例還在逐年增加，節(jié)能降耗已成為公司重點(diǎn)工作之一。但目前基站用電管理缺乏有效手段：柴油機(jī)發(fā)電管理混亂、用電信息分析統(tǒng)計失真。節(jié)能目標(biāo)缺乏科學(xué)依據(jù)。

　　目前通信基站能源監(jiān)控和管理中有如下幾個問題特別突出：

　　1)、出現(xiàn)供電故障無法及時得知。

　　基站內(nèi)采用三相供電，有時會出現(xiàn)缺相、三相不平衡、電壓偏差超標(biāo)甚至停電等各種各樣的供電故障。這些故障的出現(xiàn)會嚴(yán)重影響基站內(nèi)設(shè)備的正常運(yùn)行，如不能及時發(fā)現(xiàn)搶修就有可能使基站設(shè)備停機(jī)造成通訊故障甚至損壞設(shè)備，導(dǎo)致嚴(yán)重的損失。靠人工監(jiān)控根本就無法及時發(fā)現(xiàn)上述的故障。

　　2)、非電力供電基站電費(fèi)失真。

　　除電力供電基站外，有很大一部分基站都是采用出租房屋方提供的電源，因場地條件限制，許多電表安裝無法規(guī)范，可人為私自改動電表或私接電源竊電的機(jī)會很多。由于沒有先進(jìn)的技術(shù)手段對此行為進(jìn)行監(jiān)督管理，光靠現(xiàn)有的管理手段，既使有人改電表或竊電，我們的工作人員也無法知道。

　　3)、人工發(fā)電時長統(tǒng)計管理混亂。

　　過去，每個基站的常規(guī)用電數(shù)量、基站突發(fā)性斷電人工發(fā)電時長及電費(fèi)等數(shù)據(jù)都靠人工進(jìn)行統(tǒng)計，其最大的弊病是方法落后、統(tǒng)計隨意性大和數(shù)據(jù)不精確。 隨著基站代維方式的引進(jìn)，代維單位到基站發(fā)電的次數(shù)、發(fā)電起始時間、人工發(fā)電總時長及該支付給代維單位的路費(fèi)、人工發(fā)電費(fèi)等數(shù)據(jù)無法核實(shí)，造成很大浪費(fèi)。

　　4)、私接基站電源竊電

　　現(xiàn)在所有機(jī)房都是無人值守機(jī)房，正好給竊電分子有機(jī)可乘。加之大多數(shù)人對竊電行為的嚴(yán)重性意識不足，認(rèn)為竊電不是違法犯罪，移動有錢對這點(diǎn)小錢不在乎。另外竊電者的竊電手段普遍都比較高明，不通過技術(shù)的手段是很難抓到竊電者的。利用私接電線的手段進(jìn)行竊電的現(xiàn)象相當(dāng)普遍。這樣的問題基站現(xiàn)場電表讀數(shù)是無法真實(shí)反映基站實(shí)際用電情況的。

　　5)、對于基站的能耗狀況缺乏系統(tǒng)的統(tǒng)計資料

　　由于人工抄表時間不固定，不能進(jìn)行日抄表，因此很難建立起系統(tǒng)的用電統(tǒng)計資料。這對于移動公司選擇節(jié)約基站用電方案，監(jiān)測能耗異常變化、測試節(jié)能效果缺乏有效依據(jù)。

　　6)、效率低下、效果不好、勞動強(qiáng)度大

　　由于基站的分布特別分散，不集中，而且都在樓宇頂層上，特別是在郊區(qū)更加分散，抄表的效率極其低下。一個抄表員平均每天僅能夠抄15只表，每個抄表員每月以22天計算僅能抄錄330個表。4000多個基站至少需要15名抄表員。正常情況下，監(jiān)控人員不可能這樣滿負(fù)荷地工作，因此至少需要 20~25 名工作人員。

　　即使如此每個月每個基站也只能檢查一次，對于突發(fā)的供電不正常等情況完全不能應(yīng)對。除了要抄表之外抄表員還要負(fù)責(zé)檢查IC卡表是否余額不足、IC卡充值、是否有偷電情況發(fā)生、是否供電不正常等等。這些工作有些技術(shù)性很強(qiáng)，不是一般的抄表員能夠完成的。

　　7)、用電管理手段落后，導(dǎo)致非主營業(yè)務(wù)管理成本增加

　　由于沒有有效的科學(xué)管理手段，主要依靠人工采集數(shù)據(jù)，運(yùn)營商必須投入大量的人員對基站市電供電單位或個人進(jìn)行電費(fèi)核對結(jié)算工作。調(diào)解用電糾紛，這樣增加了過多的人力資源與管理成本在非主營業(yè)務(wù)上的耗費(fèi)。

　　2. 通信基站尋求能耗綜合管理建設(shè)方案

　　通信基站能耗綜合管理系統(tǒng)平臺是一種軟、硬件結(jié)合的平臺，通過能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測采集、基于能效的指標(biāo)量化管理和分析應(yīng)用三個體系的建設(shè)，對通信基站、接入網(wǎng)點(diǎn)、模塊局、中心機(jī)房內(nèi)的各類設(shè)備能耗(含主設(shè)備、電源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、監(jiān)控設(shè)備、 配套系統(tǒng)等)、環(huán)境參數(shù)(濕度、溫度等)進(jìn)行精細(xì)化監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對能耗數(shù)據(jù)的匯總、對比和分析，建立適合通信企業(yè)的各類能效評估指標(biāo)和管理流程，為進(jìn)一步開展節(jié)能措施提供依據(jù)。

　　系統(tǒng)通過監(jiān)控單元監(jiān)測通信基站市電的電參數(shù)和每一支路的用電量，可對以上各電量 數(shù)據(jù)進(jìn)行每小時、天、月、年等分時段的統(tǒng)計、管理及分析，能夠呈現(xiàn)某個時間段、某個機(jī)房、某類設(shè)備的用電量數(shù)據(jù)及所有設(shè)備的總用電量數(shù)據(jù)，并可對其橫向比較、同比、環(huán)比，結(jié)合基礎(chǔ)信息計算得出基站或者設(shè)備用電標(biāo)桿，通過智能決策分析系統(tǒng)對于用電異常基站或設(shè)備及時以短信、語音、工單的方式通知維護(hù)人員，并提出整改意見。

　　3. 通信基站能耗綜合管理系統(tǒng)在烏蘭察布聯(lián)通公司中的應(yīng)用

　　3.1、案例分析

　　烏蘭察布聯(lián)通公司隸屬于中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司內(nèi)蒙古分公司，是由原中國聯(lián)通和中國網(wǎng)通于2008年10月15日合并后成立的特大型國有電信企業(yè)，擁有固定資產(chǎn)13億元，下轄十個旗縣市分公司，員工2000余人，主要經(jīng)營GSM移動通信、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、國內(nèi)、國際各類固定電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施及相關(guān)電信服務(wù)，擁有GSM手機(jī)用戶25萬戶，固話、寬帶、小靈通等各類用戶總數(shù)35萬戶。

　　本項目是針對聯(lián)通烏蘭察布分局通訊基站所設(shè)計的通信基站能耗綜合管理系統(tǒng)。通訊基站在通信中的地位非常重要，通信信號主要通過基站傳輸，基站將從手機(jī)收到的信號傳給服務(wù)器，服務(wù)器經(jīng)過處理再發(fā)送給基站，基站再發(fā)送給目標(biāo)手機(jī)，就完成了一次通信。如果沒有基站，就無法完成通信，包括固定電話也是這樣。本系統(tǒng)正是通過對通訊基站的供電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測來確保其供電正常，從而使通訊基站不至于因供電系統(tǒng)的故障導(dǎo)致影響其運(yùn)行，并且無法讓管理人員及時得到故障信息。

　　3.2、軟件設(shè)計參照的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)

　　GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

　　GB/T13730 《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

　　DL/T630 《交流采樣遠(yuǎn)動終端通用技術(shù)條件》

　　GB/T13729 《遠(yuǎn)動終端通用技術(shù)條件》

　　GB2887 《計算站場地技術(shù)要求》

　　3.3、系統(tǒng)架構(gòu)

　　通訊網(wǎng)絡(luò)：通訊網(wǎng)絡(luò)集聯(lián)包括現(xiàn)場設(shè)備的連接和通訊網(wǎng)路的組建。現(xiàn)場智能儀表之間的連接，各電表通過屏蔽雙絞線，并且以現(xiàn)場總線方式進(jìn)行傳輸接入動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng);由于聯(lián)通的基站分布廣，基站與局站之間相隔很遠(yuǎn)達(dá)到數(shù)千米級別，我們可以考慮應(yīng)用光纖來組網(wǎng)傳輸。

　　通訊設(shè)備：主要由通訊管理機(jī)、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。

　　通訊管理機(jī)：是系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和智能通訊管理中心。它具備了數(shù)據(jù)采集與處理、通訊控制器、前置機(jī)等功能。以太網(wǎng)設(shè)備：包括工業(yè)級以太網(wǎng)交換機(jī)。

　　通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線、光纖以及無線通訊等。

　　聯(lián)通監(jiān)控平臺要通過主站來監(jiān)測查詢各個基站的能耗數(shù)據(jù)并且從局站能耗管理服務(wù)器對基站監(jiān)控中心獲取的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行后臺統(tǒng)計分析，并對生成能耗管理報表的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，從而構(gòu)造一套綜合組網(wǎng)的能耗管理系統(tǒng)，將局站基礎(chǔ)信息存儲到能耗管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中;統(tǒng)計分析所生成的能耗匯總數(shù)據(jù)、能耗同比數(shù)據(jù)、能耗環(huán)比數(shù)據(jù)、單位能耗分析數(shù)據(jù)、能耗效率數(shù)據(jù)等。

　　3.4、設(shè)備參數(shù)列表

　　　　3.5、系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)

　　遙測正確率：≥99.9%

　　模擬量測量綜合誤差：<0.5%

　　遙測更新周期： 15min(最小分辨率1min可調(diào))

　　調(diào)用畫面響應(yīng)時間：<2S

　　事故推畫面時間： <2S

　　網(wǎng)絡(luò)速率： 10M/100M

　　工作環(huán)境溫度范圍：-20℃~+55℃

　　相對溫度：≤95%(25℃)

　　歷史曲線日報，月報儲存時間≥1年

　　系統(tǒng)使用壽命： ≥5年

　　系統(tǒng)平均無故障時間MTBF：≥30000小時

　　3.6、現(xiàn)場設(shè)備層可安裝電力儀表種類

　　以某一配電箱為例，如下圖所示：市電、油機(jī)進(jìn)線投切點(diǎn)與出線配電柜距離較遠(yuǎn)，在A0處配儀表DTSD1352并加裝電流互感器(鑒于是改造項目，推薦使用開口式互感器)，在A1～A5處配儀表AMC16MA并加裝電流互感器;在B0～B12處配AMC16MD儀表并加裝霍爾傳感器。

　　3.6.1 DTSD1352電能計量儀表

　　●功能

　　檢測三相線路中的電壓、電流、功率、四象限電能,并實(shí)現(xiàn)當(dāng)市電與油機(jī)之間切換時，由開關(guān)量輸入信號進(jìn)行判斷，從而實(shí)現(xiàn)市電與油機(jī)的分項計量。

　　●外形尺寸及安裝方式

　　●接線示意：互感器接入

　　3.6.2 AMC16MA交流多路電能表

　　●功能

　　Ø 計量正反向有功、無功電能

　　Ø 測量三相總進(jìn)線的母線U 、2路三相進(jìn)線的I、P、Q、PF、36路單相出線(12路三相)的I、P、Q、PF

　　Ø 1路開關(guān)量輸出

　　Ø 1路RS485通訊

　　●外形尺寸及安裝方式

　　3.7、系統(tǒng)功能

　　3.7.1數(shù)據(jù)采集與處理

　　數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集主要由現(xiàn)場測控層儀表采集完成，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度EPI、遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

　　3.7.2數(shù)據(jù)庫建立與查詢

　　主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數(shù)據(jù)庫，每隔一定時間將所采集到的實(shí)時數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中，供客戶自行根據(jù)時間查詢。

　　3.7.3歷史數(shù)據(jù)及實(shí)時數(shù)據(jù)輸出

　　當(dāng)客戶查詢數(shù)據(jù)時，可以選擇將報表輸出為一個excel文檔或者直接打印以供存檔。

　　后臺工控機(jī)通過現(xiàn)場設(shè)備和通信系統(tǒng)提供的傳輸通道，完成對各回路電力參數(shù)的數(shù)據(jù)采集，信息經(jīng)分析、處理，以報表等多種形式供值班員參考，使值班員能夠便捷的掌握供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，包括相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀況。

　　3.7.4運(yùn)行信息與保護(hù)信息采集

　　系統(tǒng)采集來自智能測控單元裝置送來的參數(shù)，低壓主進(jìn)線、母聯(lián)和出線的遙測信號。包括每個回路的電壓、電流、有功功率 、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電能、無功電能和各種報警信息等。

　　3.7.5人機(jī)操作界面

　　系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。可按照配電所顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時運(yùn)行參數(shù)。

　　系統(tǒng)軟件提供功能齊全的圖形編輯軟件，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況和以往習(xí)慣自行定各種圖元圖形及設(shè)備在各種狀態(tài)下的顯示方式。

　　包括如下功能特征：

　　全圖形方式編輯的圖形畫面具有多種顯示特性，用戶可以非常直觀、方便地編輯、定位、查看有關(guān)信息和內(nèi)容。

　　提供畫面管理工具，可聯(lián)想相關(guān)調(diào)用、重要畫面快速調(diào)用、畫面文件索引選擇、事故自動調(diào)用畫面。

　　提供多種數(shù)值顯示手段，數(shù)值可用棒圖顯示、曲線顯示，并可根據(jù)數(shù)值狀態(tài)和系統(tǒng)狀態(tài)由用戶根據(jù)需要和習(xí)慣自行定義閃爍、變色及置上特殊符號以便區(qū)分包括遙測在內(nèi)的各種數(shù)據(jù)的正常、越上限、越下限等情況。

　　屏幕顯示：中文液晶顯示，可選擇圖形顏色、閃爍、動畫等手段充分表示工況圖及操作畫面、配電系統(tǒng)實(shí)用參數(shù)表格、各類操作票及報表、事故及故障報警顯示、測控及保護(hù)單元運(yùn)行工況顯示等電力運(yùn)行狀況;畫面顯示響應(yīng)時間1s。

　　3.7.6統(tǒng)計分析、報表、打印

　　數(shù)據(jù)庫實(shí)時和歷史記錄保留3年以上;

　　對各電氣設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計，并根據(jù)用戶要求生成各類報表，包括：

　　n 分時、日、月、季度和年度報表;

　　n 各設(shè)備參數(shù)和最值統(tǒng)計報表;

　　n 全系統(tǒng)運(yùn)行統(tǒng)計報表等;

　　n 對于事件記錄、報警和數(shù)據(jù)報表，可設(shè)置為定時打印;

　　3.7.7歷史記錄與趨勢分析

　　系統(tǒng)收集各監(jiān)測控制與管理裝置的實(shí)時數(shù)據(jù)并存儲在一個開放式數(shù)據(jù)庫中予以保存，系統(tǒng)可保存長時段(多年)的歷史記錄。根據(jù)歷史數(shù)據(jù)記錄可進(jìn)行各參數(shù)的年度、月度和日變化和實(shí)時數(shù)據(jù)趨勢分析，進(jìn)行分類和綜合比較分析，為業(yè)務(wù)流程優(yōu)化和設(shè)備設(shè)施使用優(yōu)化提供依據(jù)。

　　趨勢分析：

　　3.7.8系統(tǒng)安全

　　本系統(tǒng)軟件設(shè)置多達(dá)幾百種密碼分區(qū)和密級設(shè)置，為系統(tǒng)管理員、工程師、值長、一般值班操作人員等提供分級密碼，并對所有操作自動進(jìn)行帶時標(biāo)事件記錄，可建立良好的反事故措施。

　　用戶權(quán)限管理：

　　3.7.9故障分析與設(shè)備維護(hù)管理

　　系統(tǒng)依據(jù)帶時標(biāo)的事件記錄和波形記錄可進(jìn)行故障和事件的成因分析;另外，系統(tǒng)統(tǒng)計開關(guān)等設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)和累積壽命參數(shù)，可據(jù)此提出設(shè)備維護(hù)預(yù)告;

　　事件記錄：

　　3.7.10其他功能

　　其它日常管理，如運(yùn)行記錄及交接班記錄管理，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、缺陷、維修記錄管理、規(guī)章制度等。管理功能滿足用戶要求，適用、方便、資源共享。各種文檔能存儲、檢索、編輯、顯示、打印。

　　4、總結(jié)

　　對于聯(lián)通公司來說，基站要做到精細(xì)能源管理，以目前的現(xiàn)狀，需投入大量的人力、物力和財力。因為數(shù)量眾多，地理位置分散，給工作人員帶來極大的不便。 利用 Acrel-5000能耗綜合管理系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，自動讀取相關(guān)數(shù)據(jù)并加以分析，還可進(jìn)一步進(jìn)行遠(yuǎn)程控制或設(shè)備維護(hù)，可減少人力資源、縮短修護(hù)時間并節(jié)省專線建設(shè)成本。

　　【參考文獻(xiàn)】

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　　[2]朱立泉 變配電系統(tǒng)的智能管理系統(tǒng)分析 智能建筑電氣技術(shù) 2007年第1卷第4期

　　[3]上海安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊.2013.01.版

　　作者簡介：戴金花，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能配電網(wǎng)供配電，手機(jī)：15052183915  0510-86179967，QQ：2880157871　　

     《建筑能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用圖集》(圖集號：ACR12CDX301)由安科瑞電氣股份有限公司及山東省建筑電氣技術(shù)情報網(wǎng)主編，本圖集結(jié)合安科瑞Acrel-5000能耗監(jiān)測系統(tǒng)，依據(jù)電氣設(shè)計規(guī)范，滿足國家機(jī)關(guān)辦公建筑和公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系建設(shè)的要求，達(dá)到綠色建筑用能管理科學(xué)化、數(shù)據(jù)化，實(shí)現(xiàn)綠色建筑節(jié)能降耗的目的。該圖集的編制得到了中國建筑學(xué)會建筑電氣分會、全國建筑電氣設(shè)計技術(shù)協(xié)作及情報交流網(wǎng)的許多專家的關(guān)心和支持，參加審閱的專家有丁杰、王東林、王金元、王勇、孫成群、孫勝進(jìn)、張文才、李炳華、李蔚、楊德才、沈育祥、邵民杰、陳漢民、陳眾勵、陳建飚、周名嘉、俞志敏、洪偉、夏林、郭曉巖、熊江。圖集適用于新建或改擴(kuò)建的國家機(jī)關(guān)辦公建筑和公共建筑的能耗監(jiān)測與管理的系統(tǒng)設(shè)計、施工和運(yùn)行維護(hù)。凡需要規(guī)程的設(shè)計、使用、生產(chǎn)、安裝與施工單位，請?zhí)峁┵F單位名稱、部門、地址、郵編、聯(lián)系人、聯(lián)系電話郵箱等信息傳真0510-86179835郵件2880157871@qq.com或QQ2880157871至安科瑞戴金花工程師收，安科瑞電氣免費(fèi)贈送。