基于安科瑞电力监控仪表的通信基站能耗综合管理系统

安科瑞 徐玉丽

江苏安科瑞电器制造有限公司 江苏江阴 214405

1、通信基站能耗现状分析

通信运营商的蜂窝网基站数量大，分布面广，安装位置分散且情况复杂。基站大多是租用民房，有些电表由电网公司安装，有些电表为业主安装，表的类型非常多，既有感应式电度表，也有电子式电度表，还有 IC 卡电表。由于点多面广，情况复杂，通信公司需要派专人或委托代维公司抄表、维护，以满足基站的电量核算、用电分析等能耗日常管理。特别是近年来，随着基站数量迅速增加，用电成本已经成为运营商的主要成本，而且比例还在逐年增加，节能降耗已成为公司重点工作之一。但目前基站用电管理缺乏有效手段：柴油机发电管理混乱、用电信息分析统计失真。节能目标缺乏科学依据。

目前通信基站能源监控和管理中有如下几个问题特别突出： 

1）、出现供电故障无法及时得知。

基站内采用三相供电，有时会出现缺相、三相不平衡、电压偏差超标甚至停电等各种各样的供电故障。这些故障的出现会严重影响基站内设备的正常运行，如不能及时发现抢修就有可能使基站设备停机造成通讯故障甚至损坏设备，导致严重的损失。靠人工监控根本就无法及时发现上述的故障。 

2）、非电力供电基站电费失真。

除电力供电基站外，有很大一部分基站都是采用出租房屋方提供的电源，因场地条件限制，许多电表安装无法规范，可人为私自改动电表或私接电源窃电的机会很多。由于没有先进的技术手段对此行为进行监督管理，光靠现有的管理手段，既使有人改电表或窃电，我们的工作人员也无法知道。

3）、人工发电时长统计管理混乱。

过去，每个基站的常规用电数量、基站突发性断电人工发电时长及电费等数据都靠人工进行统计，其最大的弊病是方法落后、统计随意性大和数据不精确。 随着基站代维方式的引进，代维单位到基站发电的次数、发电起始时间、人工发电总时长及该支付给代维单位的路费、人工发电费等数据无法核实，造成很大浪费。 

4）、私接基站电源窃电

现在所有机房都是无人值守机房，正好给窃电分子有机可乘。加之大多数人对窃电行为的严重性意识不足，认为窃电不是违法犯罪，移动有钱对这点小钱不在乎。另外窃电者的窃电手段普遍都比较高明，不通过技术的手段是很难抓到窃电者的。利用私接电线的手段进行窃电的现象相当普遍。这样的问题基站现场电表读数是无法真实反映基站实际用电情况的。

5）、对于基站的能耗状况缺乏系统的统计资料

由于人工抄表时间不固定，不能进行日抄表，因此很难建立起系统的用电统计资料。这对于移动公司选择节约基站用电方案，监测能耗异常变化、测试节能效果缺乏有效依据。 

6）、效率低下、效果不好、劳动强度大

由于基站的分布特别分散，不集中，而且都在楼宇顶层上，特别是在郊区更加分散，抄表的效率极其低下。一个抄表员平均每天仅能够抄15只表，每个抄表员每月以22天计算仅能抄录330个表。4000多个基站至少需要15名抄表员。正常情况下，监控人员不可能这样满负荷地工作，因此至少需要 20~25 名工作人员。

即使如此每个月每个基站也只能检查一次，对于突发的供电不正常等情况完全不能应对。除了要抄表之外抄表员还要负责检查IC卡表是否余额不足、IC卡充值、是否有偷电情况发生、是否供电不正常等等。这些工作有些技术性很强，不是一般的抄表员能够完成的。

7）、用电管理手段落后，导致非主营业务管理成本增加

由于没有有效的科学管理手段，主要依靠人工采集数据，运营商必须投入大量的人员对基站市电供电单位或个人进行电费核对结算工作。调解用电纠纷，这样增加了过多的人力资源与管理成本在非主营业务上的耗费。 

2. 通信基站寻求能耗综合管理建设方案

通信基站能耗综合管理系统平台是一种软、硬件结合的平台，通过能耗数据监测采集、基于能效的指标量化管理和分析应用三个体系的建设，对通信基站、接入网点、模块局、中心机房内的各类设备能耗（含主设备、电源系统、空调系统、监控设备、 配套系统等）、环境参数（湿度、温度等）进行精细化监测，实现对能耗数据的汇总、对比和分析，建立适合通信企业的各类能效评估指标和管理流程，为进一步开展节能措施提供依据。

系统通过监控单元监测通信基站市电的电参数和每一支路的用电量，可对以上各电量 数据进行每小时、天、月、年等分时段的统计、管理及分析，能够呈现某个时间段、某个机房、某类设备的用电量数据及所有设备的总用电量数据，并可对其横向比较、同比、环比，结合基础信息计算得出基站或者设备用电标杆，通过智能决策分析系统对于用电异常基站或设备及时以短信、语音、工单的方式通知维护人员，并提出整改意见。

3. 通信基站能耗综合管理系统在乌兰察布联通公司中的应用

3.1、案例分析

乌兰察布联通公司隶属于中国联合网络通信有限公司内蒙古分公司，是由原中国联通和中国网通于2008年10月15日合并后成立的特大型国有电信企业，拥有固定资产13亿元，下辖十个旗县市分公司，员工2000余人，主要经营GSM移动通信、互联网业务、数据业务、国内、国际各类固定电信网络设施及相关电信服务，拥有GSM手机用户25万户，固话、宽带、小灵通等各类用户总数35万户。

本项目是针对联通乌兰察布分局通讯基站所设计的通信基站能耗综合管理系统。通讯基站在通信中的地位非常重要，通信信号主要通过基站传输，基站将从手机收到的信号传给服务器，服务器经过处理再发送给基站，基站再发送给目标手机，就完成了一次通信。如果没有基站，就无法完成通信，包括固定电话也是这样。本系统正是通过对通讯基站的供电系统进行监测来确保其供电正常，从而使通讯基站不至于因供电系统的故障导致影响其运行，并且无法让管理人员及时得到故障信息。

3.2、软件设计参照的标准和依据

GB/50198-94 《监控系统工程技术规范》

GB/T13730 《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》

DL/T630 《交流采样远动终端通用技术条件》

GB/T13729 《远动终端通用技术条件》

GB2887 《计算站场地技术要求》

3.3、系统架构

通讯网络：通讯网络集联包括现场设备的连接和通讯网路的组建。现场智能仪表之间的连接，各电表通过屏蔽双绞线，并且以现场总线方式进行传输接入动环监控系统；由于联通的基站分布广，基站与局站之间相隔很远达到数千米级别，我们可以考虑应用光纤来组网传输。

通讯设备：主要由通讯管理机、以太网设备及总线网络组成。该层是数据信息交换的桥梁，负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。

    通讯管理机：是系统数据处理和智能通讯管理中心。它具备了数据采集与处理、通讯控制器、前置机等功能。以太网设备：包括工业级以太网交换机。

通讯介质：系统主要采用屏蔽双绞线、光纤以及无线通讯等。

联通监控平台要通过主站来监测查询各个基站的能耗数据并且从局站能耗管理服务器对基站监控中心获取的能耗数据进行后台统计分析，并对生成能耗管理报表的数据进行预处理，从而构造一套综合组网的能耗管理系统，将局站基础信息存储到能耗管理系统数据库中；统计分析所生成的能耗汇总数据、能耗同比数据、能耗环比数据、单位能耗分析数据、能耗效率数据等。

3.4、设备参数列表