基站能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

刁錦輝

【摘要】本文詳細(xì)介紹了營(yíng)運(yùn)商基站能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、包括系統(tǒng)背景、組成、架構(gòu)、功能等，討論了基站能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在營(yíng)運(yùn)商用能管理中的實(shí)際意義，并對(duì)本系統(tǒng)所述的實(shí)際功能進(jìn)行詳細(xì)的描述，實(shí)現(xiàn)了國(guó)家能耗相關(guān)技術(shù)規(guī)范的相關(guān)要求，提高了用電信息統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確度和實(shí)效性，對(duì)營(yíng)運(yùn)商加強(qiáng)基站用能采集系統(tǒng)的建設(shè)具有重要的意義。

【關(guān)鍵詞】能耗；基站；采集；軟件；節(jié)能；通信

1、系統(tǒng)概述

隨著通信基站數(shù)量的迅速增加，移動(dòng)公司的基站數(shù)量大，分布面廣，安裝位置分散且情況復(fù)雜的特點(diǎn)編制。由于點(diǎn)多面廣，情況復(fù)雜，通信運(yùn)營(yíng)商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(lái)，隨著基站數(shù)量迅速增加，用電成本已經(jīng)成為運(yùn)營(yíng)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(jì)失真。節(jié)能目標(biāo)缺乏科學(xué)依據(jù)。

針對(duì)以上現(xiàn)狀，本文擬以信息化手段節(jié)能降耗，大力推廣企業(yè)內(nèi)部信息化應(yīng)用，采用基站能耗管理系統(tǒng)，提高用電信息統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確度和時(shí)效性；

本系統(tǒng)是符合國(guó)家相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則的高性價(jià)比軟硬件產(chǎn)品解決方案，對(duì)實(shí)現(xiàn)機(jī)房用能進(jìn)行能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)。為加強(qiáng)基站電能采集系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱電能采集系統(tǒng)）建設(shè)，提高電能采集系統(tǒng)對(duì)節(jié)能減排工作的支撐能力，促進(jìn)電能采集系統(tǒng)持續(xù)健康發(fā)展。

系統(tǒng)遵循的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范如下：

1.1 《中國(guó)移動(dòng)交流計(jì)量電能表技術(shù)規(guī)范》（QB-H-008-2011）

1.2 《中國(guó)移動(dòng)電能采集系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)要求》（V1.0）

1.3 《中國(guó)移動(dòng)能源管理電能采集建設(shè)工作指導(dǎo)意見》（V1.0）

1.4 《標(biāo)準(zhǔn)電能表》（GBT 17215.701-2011）

1.5 《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》GB17167-2006

1.6 《通信局（站）電源系統(tǒng)總技術(shù)要求》YD/T1051-2010

1.7 《通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》YD/T5027-2005

1.8 《通信局（站）節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范》YD5184-2009

2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1 數(shù)據(jù)采集層。通過(guò)安裝在基站中的能耗監(jiān)測(cè)儀表箱（柜）中的帶數(shù)字通信的智能電力儀表，實(shí)施對(duì)負(fù)荷用電量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

基站的市電監(jiān)控采用多功能智能電表（符合電力標(biāo)準(zhǔn)）。監(jiān)控市電的電能、電壓電流、功率因數(shù)等參數(shù)，基站空調(diào)、開關(guān)電源等用電設(shè)備可以選擇導(dǎo)軌安裝的簡(jiǎn)易智能電表（符合電力標(biāo)準(zhǔn)）。根據(jù)具體監(jiān)測(cè)需求和成本預(yù)算，監(jiān)控電能等參數(shù)。幾臺(tái)電表同時(shí)接入GPRS抄表終端，所有硬件設(shè)備 采用一體化掛墻安裝。并且預(yù)留其它環(huán)境、狀態(tài)、控制、告警接口。

本系統(tǒng)采用雅達(dá)電子四回路導(dǎo)軌式電能表，該儀表支持國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范協(xié)議，可分時(shí)計(jì)量，具有歷史能耗記錄功能，并可監(jiān)測(cè)4回路的電量監(jiān)測(cè)，具有2套費(fèi)率時(shí)段表，可方便進(jìn)行復(fù)費(fèi)率計(jì)算，進(jìn)行良好的電能計(jì)費(fèi)管理。

2.2 通信管理層。通過(guò)在能耗監(jiān)測(cè)儀表箱（柜）中安裝的能耗智能數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，實(shí)時(shí)采集能耗計(jì)量?jī)x表的數(shù)據(jù)，并且通過(guò) TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥芎谋O(jiān)控中心。無(wú)需遠(yuǎn)距離布線，施工簡(jiǎn)單可靠。數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)提供多種接入方式，目前支持 RS-485、RS-232總線、光纖、工業(yè)以太網(wǎng)、433M無(wú)線、GSM、GPRS、CDMA網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷喾N方式。

本能耗系統(tǒng)采用每個(gè)基站采用GPRS DTU 的方式進(jìn)行能耗數(shù)據(jù)的采集與傳輸。

2.3 系統(tǒng)管理層。完成數(shù)據(jù)采集、校驗(yàn)、分析、處理、輸出、系統(tǒng)維護(hù)、授權(quán)使用權(quán)限分級(jí)控制等；并可將現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的重要數(shù)據(jù)、報(bào)警信息、故障信息等傳送到企業(yè)決策人員。

本方案采用商用服務(wù)器作為數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)庫(kù)與web服務(wù)器，采用工控機(jī)做為能耗監(jiān)控工作站，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL SERVER 2008 或ORACLE 11，其他數(shù)據(jù)庫(kù)可根據(jù)用戶需求定制。

本系統(tǒng)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過(guò)任務(wù)管理器管理采集任務(wù)，保證能源原始數(shù)據(jù)不丟失，并支持周期定時(shí)數(shù)據(jù)采集、隨機(jī)采集數(shù)據(jù)、自動(dòng)數(shù)據(jù)補(bǔ)測(cè)、人工歷史數(shù)據(jù)補(bǔ)測(cè)，按照時(shí)段、區(qū)域、用戶性質(zhì)等多種費(fèi)率計(jì)算費(fèi)用。

以上系統(tǒng)管理層相關(guān)設(shè)備配置可根據(jù)用戶需求調(diào)整（在不影響系統(tǒng)性能與穩(wěn)定性的前提下）。

3、系統(tǒng)功能

3.1 數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)。電能采集系統(tǒng)的基本功能必須具備對(duì)連續(xù)變化的電能數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，遠(yuǎn)程獲取這些電能數(shù)據(jù)。并將其存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3.2 數(shù)據(jù)呈現(xiàn)。電能采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)界面中可以顯示當(dāng)前查看的電表的各回路電表總度數(shù)及電表采集的各種實(shí)時(shí)電能參數(shù)；可以計(jì)算顯示：各回路當(dāng)天0點(diǎn)到目前的時(shí)間的耗電量度數(shù)；各回路前一天24小時(shí)的耗電度數(shù)；各回路用圖表曲線顯示從前一個(gè)天起30日的每日耗電量。

3.3 節(jié)電量計(jì)算統(tǒng)計(jì)功能。能夠按照確定的每個(gè)基站采取“6+1” 運(yùn)行模式分時(shí)運(yùn)行節(jié)能設(shè)備與原非節(jié)能設(shè)備的周期，每個(gè)采集周期的開始時(shí)刻為00：00，結(jié)束時(shí)刻為24：00計(jì)算運(yùn)行節(jié)能設(shè)備的節(jié)電量。

3.4 統(tǒng)計(jì)分析功能。統(tǒng)計(jì)分析功能包括有單站分析，多站分析，同比分析、環(huán)比分析功能

3.5 告警管理功能。分實(shí)時(shí)告警與歷史告警：電能采集系統(tǒng)的各設(shè)備處于當(dāng)前告警狀態(tài)，則該告警信息會(huì)實(shí)時(shí)同步顯示在實(shí)時(shí)告警界面中；如果用戶當(dāng)前的焦點(diǎn)停留在非實(shí)時(shí)告警的界面上，而此時(shí)出現(xiàn)了新的數(shù)據(jù)對(duì)象告警，則系統(tǒng)會(huì)彈出新增實(shí)時(shí)告警的提示。歷史告警供用戶對(duì)各個(gè)電表設(shè)備告警的歷史信息進(jìn)行查詢核對(duì)，可以根據(jù)告警級(jí)別，告警設(shè)備類型和告警起止時(shí)間條件對(duì)歷史告警進(jìn)行過(guò)濾查詢。

3.6 報(bào)表管理功能。報(bào)表管理功能可以生成、打印和導(dǎo)出各種定制的報(bào)表。常用的報(bào)表，按時(shí)間類型可分為：日耗電統(tǒng)計(jì)報(bào)表、月耗電統(tǒng)計(jì)報(bào)表、年耗電統(tǒng)計(jì)報(bào)表、可選時(shí)間段耗電統(tǒng)計(jì)報(bào)表。按地理位置類型可分為：?jiǎn)握竞碾娊y(tǒng)計(jì)報(bào)表、多站耗電統(tǒng)計(jì)報(bào)表、區(qū)域耗電統(tǒng)計(jì)報(bào)表、地市耗電統(tǒng)計(jì)報(bào)表。兩種類型可組合生成不同需要的報(bào)表。

可定時(shí)自動(dòng)導(dǎo)出定制的報(bào)表。

統(tǒng)計(jì)分析功能輸出的數(shù)據(jù)，可以輸出為報(bào)表。

3.7 用戶管理功能。電能采集系統(tǒng)具有添加用戶、用戶分組、編輯用戶、刪除用戶、用戶密碼管理等用戶管理功能。

電能采集系統(tǒng)實(shí)行操作權(quán)限管理，按工作性質(zhì)對(duì)每個(gè)用戶賦予不同權(quán)限等級(jí)，系統(tǒng)登錄、操作應(yīng)進(jìn)行權(quán)限驗(yàn)證。

用戶管理功能可由超級(jí)管理員對(duì)存在于系統(tǒng)中的用戶信息進(jìn)行查詢核對(duì)，可以根據(jù)姓名/用戶名，用戶組別和創(chuàng)建者條件對(duì)用戶列表進(jìn)行過(guò)濾查詢。

3.8 數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能。電能采集數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)應(yīng)能保存三十六個(gè)月以上。系統(tǒng)應(yīng)能對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)按一定周期進(jìn)行自動(dòng)備份。系統(tǒng)應(yīng)按數(shù)據(jù)庫(kù)接口規(guī)范的要求提供相應(yīng)數(shù)據(jù)，方便其它系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)。

4、結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)營(yíng)商的節(jié)能減排工作的實(shí)際需要，充分考慮現(xiàn)有動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)接口，采用最優(yōu)的方案實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、能耗處理及呈現(xiàn)，為營(yíng)運(yùn)商在基站的能耗管理工作提供重要的支撐，目前該系統(tǒng)在移動(dòng)及電信幾個(gè)地級(jí)市局中運(yùn)行穩(wěn)定、性能可靠、效果良好，獲取用戶的一致好評(píng)，當(dāng)然在實(shí)際的開發(fā)與運(yùn)行中，也遇到一些能耗模型、能耗評(píng)估、能耗預(yù)測(cè)等方面的問(wèn)題有待我們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦胁粩嗤晟婆c改進(jìn)，以深化營(yíng)運(yùn)商能源管理體系的建設(shè)，提高基站用能的管理水平。

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