徐霜
安科瑞電氣股份有限公司 嘉定 201801
1、通信基站能耗現(xiàn)狀分析
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?;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)能降耗已成為公司工作之一。但目前基站用電管理缺乏手段: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)電時長及電費等數(shù)據(jù)都靠人工進(jìn)行統(tǒng)計,其zui大的弊病是方法落后、統(tǒng)計隨意性大和數(shù)據(jù)不。 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、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(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(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*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、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
由于沒有的科學(xué)管理手段,主要依靠人工采集數(shù)據(jù),運營商投入大量的人員對基站市電供電單位或個人進(jìn)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(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,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)、、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,、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?,F(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
序號 | 名稱 | 型號、規(guī)格 | 單位 | 數(shù)量 |
1 | 現(xiàn)場設(shè)備層 |
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| 電力儀表 |
| 只 | 27 |
2 | 站控管理層 |
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| 工作站主機(jī) | EVOC IPC-810B Core2 2.66G /1G/250G +鍵鼠等 | 臺 | 1 |
| 顯示器 | 19W"液晶顯示器 | 臺 | 1 |
| UPS電源 | C1K/1KVA | 臺 | 1 |
| 打印機(jī) | HP 1007 A4幅面 | 臺 | 1 |
| 操作臺 | 鋼木結(jié)構(gòu)含一椅 | 套 | 1 |
| 能耗分析軟件 | 系統(tǒng)組態(tài)軟件Acrel-5000 | 套 | 1 |
| 能耗分析軟件 | 數(shù)據(jù)存儲軟件Acrel-dbSQL | 套 | 1 |
| 能耗分析軟件 | 電力監(jiān)控軟件Acrel-EnerSys | 套 | 1 |
| 能耗分析軟件 | 設(shè)備驅(qū)動軟件Acrel-Driver | 套 | 1 |
3 | 網(wǎng)絡(luò)通訊層 |
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| 工業(yè)串口服務(wù)器 | JetPort5604i RS485接口×4 | 套 | 1 |
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(zui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*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。
●外形尺寸及安裝方式
●電流回路接線示意
3.6.3 AMC16MD直流多路電能表
●功能
Ø 計量直流電能
Ø 測量直流母線U、42路直流出線I、P
Ø 1路RS485通訊
●外形尺寸及安裝方式
●電流回路接線示意
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)。
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)的運行狀況,包括相關(guān)設(shè)備的運行狀況。
3.7.4運行信息與保護(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??砂凑张潆娝@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(hù)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。
3.7.6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(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zui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;
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,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)】
[1]任致程、周中編著 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南 中國電力出版社 2007.4
[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]安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊.2013.01.版
作者簡介:
徐霜,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電,: acrelxs :
《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,實現(xiàn)綠色建筑節(jié)能降耗的目的。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、施工和運行維護(hù)。凡需要圖集的請?zhí)峁┵F單位名稱、部門、地址、、、、等信息,傳真、郵件acrelxs或:至安科瑞徐霜工程師收,安科瑞電氣免費贈送。