基于安科瑞電力監(jiān)控儀表的通信基站能耗綜合管理系統(tǒng)

安科瑞 徐玉麗

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

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?；敬蠖嗍亲庥妹穹?，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(jì)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(gè)問題特別突出： 

1）、出現(xiàn)供電故障無法及時(shí)得知。

基站內(nèi)采用三相供電，有時(shí)會(huì)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(huì)嚴(yán)重影響基站內(nèi)設(shè)備的正常運(yùn)行，如不能及時(shí)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?？咳斯けO(jiān)控根本就無法及時(shí)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(chǎng)地條件限制，許多電表安裝無法規(guī)范，可人為私自改動(dòng)電表或私接電源竊電的機(jī)會(huì)很多。由于沒有先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)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(shí)長統(tǒng)計(jì)管理混亂。

過去，每個(gè)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(shí)長及電費(fèi)等數(shù)據(jù)都靠人工進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其最大的弊病是方法落后、統(tǒng)計(jì)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(shí)間、人工發(fā)電總時(shí)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(duì)竊電行為的嚴(yán)重性意識(shí)不足，認(rèn)為竊電不是違法犯罪，移動(dòng)有錢對(duì)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(chǎng)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(duì)于基站的能耗狀況缺乏系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)資料

由于人工抄表時(shí)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(jì)資料。這對(duì)于移動(dòng)公司選擇節(jié)約基站用電方案，監(jiān)測(cè)能耗異常變化、測(cè)試節(jié)能效果缺乏有效依據(jù)。 

6）、效率低下、效果不好、勞動(dòng)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(gè)抄表員平均每天僅能夠抄15只表，每個(gè)抄表員每月以22天計(jì)算僅能抄錄330個(gè)表。4000多個(gè)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(gè)月每個(gè)基站也只能檢查一次，對(duì)于突發(fā)的供電不正常等情況完全不能應(yīng)對(duì)。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(duì)基站市電供電單位或個(gè)人進(jìn)行電費(fèi)核對(duì)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(tái)是一種軟、硬件結(jié)合的平臺(tái)，通過能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)采集、基于能效的指標(biāo)量化管理和分析應(yīng)用三個(gè)體系的建設(shè)，對(duì)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(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)能耗數(shù)據(jù)的匯總、對(duì)比和分析，建立適合通信企業(yè)的各類能效評(píng)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(cè)通信基站市電的電參數(shù)和每一支路的用電量，可對(duì)以上各電量 數(shù)據(jù)進(jìn)行每小時(shí)、天、月、年等分時(shí)段的統(tǒng)計(jì)、管理及分析，能夠呈現(xiàn)某個(gè)時(shí)間段、某個(gè)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(duì)其橫向比較、同比、環(huán)比，結(jié)合基礎(chǔ)信息計(jì)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(duì)于用電異常基站或設(shè)備及時(shí)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(gè)旗縣市分公司，員工2000余人，主要經(jīng)營GSM移動(dòng)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(xiàng)目是針對(duì)聯(lián)通烏蘭察布分局通訊基站所設(shè)計(jì)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(hào)主要通過基站傳輸，基站將從手機(jī)收到的信號(hào)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(duì)通訊基站的供電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)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(shí)得到故障信息。

3.2、軟件設(shè)計(jì)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(dòng)終端通用技術(shù)條件》

GB/T13729 《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

GB2887 《計(jì)算站場(chǎng)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(chǎng)設(shè)備的連接和通訊網(wǎng)路的組建?，F(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線方式進(jìn)行傳輸接入動(dòng)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(jí)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)，轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(jí)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(tái)要通過主站來監(jiān)測(cè)查詢各個(gè)基站的能耗數(shù)據(jù)并且從局站能耗管理服務(wù)器對(duì)基站監(jiān)控中心獲取的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行后臺(tái)統(tǒng)計(jì)分析，并對(duì)生成能耗管理報(bào)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(chǔ)到能耗管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中；統(tǒng)計(jì)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