基站能耗監測系統的設計與實現

刁錦輝

【摘要】本文詳細介紹了營運商基站能耗監測系統的設計、包括系統背景、組成、架構、功能等，討論了基站能耗監測系統在營運商用能管理中的實際意義，并對本系統所述的實際功能進行詳細的描述，實現了國家能耗相關技術規范的相關要求，提高了用電信息統計準確度和實效性，對營運商加強基站用能采集系統的建設具有重要的意義。

【關鍵詞】能耗；基站；采集；軟件；節能；通信

1、系統概述

隨著通信基站數量的迅速增加，移動公司的基站數量大，分布面廣，安裝位置分散且情況復雜的特點編制。由于點多面廣，情況復雜，通信運營商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，隨著基站數量迅速增加，用電成本已經成為運營商的主要成本，而且比例還在逐年增加，節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：柴油機發電管理混亂、用電信息分析統計失真。節能目標缺乏科學依據。

針對以上現狀，本文擬以信息化手段節能降耗，大力推廣企業內部信息化應用，采用基站能耗管理系統，提高用電信息統計準確度和時效性；

本系統是符合國家相關技術導則的高性價比軟硬件產品解決方案，對實現機房用能進行能耗動態監測的系統。為加強基站電能采集系統（以下簡稱電能采集系統）建設，提高電能采集系統對節能減排工作的支撐能力，促進電能采集系統持續健康發展。

系統遵循的相關標準及規范如下：

1.1 《中國移動交流計量電能表技術規范》（QB-H-008-2011）

1.2 《中國移動電能采集系統建設技術要求》（V1.0）

1.3 《中國移動能源管理電能采集建設工作指導意見》（V1.0）

1.4 《標準電能表》（GBT 17215.701-2011）

1.5 《用能單位能源計量器具配備和管理通則》GB17167-2006

1.6 《通信局（站）電源系統總技術要求》YD/T1051-2010

1.7 《通信電源集中監控系統工程設計規范》YD/T5027-2005

1.8 《通信局（站）節能設計規范》YD5184-2009

2、系統結構

2.1 數據采集層。通過安裝在基站中的能耗監測儀表箱（柜）中的帶數字通信的智能電力儀表，實施對負荷用電量的實時監測。

基站的市電監控采用多功能智能電表（符合電力標準）。監控市電的電能、電壓電流、功率因數等參數，基站空調、開關電源等用電設備可以選擇導軌安裝的簡易智能電表（符合電力標準）。根據具體監測需求和成本預算，監控電能等參數。幾臺電表同時接入GPRS抄表終端，所有硬件設備 采用一體化掛墻安裝。并且預留其它環境、狀態、控制、告警接口。

本系統采用雅達電子四回路導軌式電能表，該儀表支持國家標準規范協議，可分時計量，具有歷史能耗記錄功能，并可監測4回路的電量監測，具有2套費率時段表，可方便進行復費率計算，進行良好的電能計費管理。

2.2 通信管理層。通過在能耗監測儀表箱（柜）中安裝的能耗智能數據網關，實時采集能耗計量儀表的數據，并且通過 TCP/IP 網絡傳輸到能耗監控中心。無需遠距離布線，施工簡單可靠。數據網關提供多種接入方式，目前支持 RS-485、RS-232總線、光纖、工業以太網、433M無線、GSM、GPRS、CDMA網絡傳輸等多種方式。

本能耗系統采用每個基站采用GPRS DTU 的方式進行能耗數據的采集與傳輸。

2.3 系統管理層。完成數據采集、校驗、分析、處理、輸出、系統維護、授權使用權限分級控制等；并可將現場運行的重要數據、報警信息、故障信息等傳送到企業決策人員。

本方案采用商用服務器作為數據通信、數據庫與web服務器，采用工控機做為能耗監控工作站，數據庫采用SQL SERVER 2008 或ORACLE 11，其他數據庫可根據用戶需求定制。

本系統具有較強的數據處理能力，數據采集系統通過任務管理器管理采集任務，保證能源原始數據不丟失，并支持周期定時數據采集、隨機采集數據、自動數據補測、人工歷史數據補測，按照時段、區域、用戶性質等多種費率計算費用。

以上系統管理層相關設備配置可根據用戶需求調整（在不影響系統性能與穩定性的前提下）。

3、系統功能

3.1 數據采集存儲。電能采集系統的基本功能必須具備對連續變化的電能數據進行采集，遠程獲取這些電能數據。并將其存儲到數據庫中。

3.2 數據呈現。電能采集系統實時數據呈現界面中可以顯示當前查看的電表的各回路電表總度數及電表采集的各種實時電能參數；可以計算顯示：各回路當天0點到目前的時間的耗電量度數；各回路前一天24小時的耗電度數；各回路用圖表曲線顯示從前一個天起30日的每日耗電量。

3.3 節電量計算統計功能。能夠按照確定的每個基站采取“6+1” 運行模式分時運行節能設備與原非節能設備的周期，每個采集周期的開始時刻為00：00，結束時刻為24：00計算運行節能設備的節電量。

3.4 統計分析功能。統計分析功能包括有單站分析，多站分析，同比分析、環比分析功能

3.5 告警管理功能。分實時告警與歷史告警：電能采集系統的各設備處于當前告警狀態，則該告警信息會實時同步顯示在實時告警界面中；如果用戶當前的焦點停留在非實時告警的界面上，而此時出現了新的數據對象告警，則系統會彈出新增實時告警的提示。歷史告警供用戶對各個電表設備告警的歷史信息進行查詢核對，可以根據告警級別，告警設備類型和告警起止時間條件對歷史告警進行過濾查詢。

3.6 報表管理功能。報表管理功能可以生成、打印和導出各種定制的報表。常用的報表，按時間類型可分為：日耗電統計報表、月耗電統計報表、年耗電統計報表、可選時間段耗電統計報表。按地理位置類型可分為：單站耗電統計報表、多站耗電統計報表、區域耗電統計報表、地市耗電統計報表。兩種類型可組合生成不同需要的報表。

可定時自動導出定制的報表。

統計分析功能輸出的數據，可以輸出為報表。

3.7 用戶管理功能。電能采集系統具有添加用戶、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。

電能采集系統實行操作權限管理，按工作性質對每個用戶賦予不同權限等級，系統登錄、操作應進行權限驗證。

用戶管理功能可由超級管理員對存在于系統中的用戶信息進行查詢核對，可以根據姓名/用戶名，用戶組別和創建者條件對用戶列表進行過濾查詢。

3.8 數據庫管理功能。電能采集數據、告警數據應能保存三十六個月以上。系統應能對數據庫按一定周期進行自動備份。系統應按數據庫接口規范的要求提供相應數據，方便其它系統讀取數據。

4、結束語

本系統根據運營商的節能減排工作的實際需要，充分考慮現有動環監控系統的系統接口，采用最優的方案實現數據的采集、能耗處理及呈現，為營運商在基站的能耗管理工作提供重要的支撐，目前該系統在移動及電信幾個地級市局中運行穩定、性能可靠、效果良好，獲取用戶的一致好評，當然在實際的開發與運行中，也遇到一些能耗模型、能耗評估、能耗預測等方面的問題有待我們在今后的工作中不斷完善與改進，以深化營運商能源管理體系的建設，提高基站用能的管理水平。

參考文獻：

[1]《國家機關辦公建筑和大型公共建筑分項能耗數據采集技術導則》

[2]《國家機關辦公建筑和大型公共建筑分項能耗數據傳輸技術導則》

[3]《國家機關辦公建筑和大型公共建筑分項計量設計安裝技術導則》