安科瑞 徐浩竣

江蘇安科瑞電器制造有限公司

1.通信基站能耗現(xiàn)狀分析

對于聯(lián)通公司來說，基站要做到精細(xì)化能源管理，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)進行監(jiān)控，自動讀取相關(guān)數(shù)據(jù)并加以分析，還可進一步進行遠(yuǎn)程控制或設(shè)備維護，可減少人力資源、縮短修護時間并節(jié)省專線建設(shè)成本。

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)備的正常運行，如不能及時發(fā)現(xiàn)搶修就有可能使基站設(shè)備停機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會很多。由于沒有先進的技術(shù)手段對此行為進行監(jiān)督管理，光靠現(xiàn)有的管理手段，即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)電時長及電費等數(shù)據(jù)都靠人工進行統(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，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、人工發(fā)電費等數(shù)據(jù)無法核實，造成很大浪費。

4）、私接基站電源竊電

現(xiàn)在所有機房都是無人值守機房，正好給竊電分子有機可乘。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)是無法真實反映基站實際用電情況的。

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，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)，運營商必須投入大量的人員對基站市電供電單位或個人進行電費核對結(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。

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、模塊局、中心機房內(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）進行精細(xì)化監(jiān)測，實現(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人員，并提出整改意見。

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、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)信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達(dá)上位機對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。

通訊管理機：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、前置機等功能。以太網(wǎng)設(shè)備：包括工業(yè)級以太網(wǎng)交換機。

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)進行后臺統(tǒng)計分析，并對生成能耗管理報表的數(shù)據(jù)進行預(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。

4.系統(tǒng)功能

4.1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，實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。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)備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

4.2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。

4.3歷史數(shù)據(jù)及實時數(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)的運行狀況，包括相關(guān)設(shè)備的運行狀況。

4.4運行信息與保護信息采集

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。

4.5人機操作界面

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)實時運行參數(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、測控及保護單元運行工況顯示等電力運行狀況；畫面顯示響應(yīng)時間1s。

4.6統(tǒng)計分析、報表、打印

數(shù)據(jù)庫實時和歷史記錄保留3年以上；

對各電氣設(shè)備和系統(tǒng)運行參數(shù)進行匯總統(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；

4.7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)記錄可進行各參數(shù)的年度、月度和日度變化和實時數(shù)據(jù)趨勢分析，進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)。

4.8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行帶時標(biāo)事件記錄，可建立良好的反事故措施。

4.9故障分析與設(shè)備維護管理

系統(tǒng)依據(jù)帶時標(biāo)的事件記錄和波形記錄可進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)備維護預(yù)告；

4.10其他功能

其它日常管理，如運行記錄及交接班記錄管理，設(shè)備運行狀態(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，實用、方便、資源共享。各種文檔能存儲、檢索、編輯、顯示、打印。

5.結(jié)束語

通信運營商的蜂窩網(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，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工作之一。但目前基站用電管理缺乏有效手段：柴油機發(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)。