基站能耗监测系统的设计与实现
2016-10-19刁锦辉
刁锦辉
【摘要】本文详细介绍了营运商基站能耗监测系统的设计、包括系统背景、组成、架构、功能等,讨论了基站能耗监测系统在营运商用能管理中的实际意义,并对本系统所述的实际功能进行详细的描述,实现了国家能耗相关技术规范的相关要求,提高了用电信息统计准确度和实效性,对营运商加强基站用能采集系统的建设具有重要的意义。
【关键词】能耗;基站;采集;软件;节能;通信
1、系统概述
随着通信基站数量的迅速增加,移动公司的基站数量大,分布面广,安装位置分散且情况复杂的特点编制。由于点多面广,情况复杂,通信运营商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:柴油機发电管理混乱、用电信息分析统计失真。节能目标缺乏科学依据。
针对以上现状,本文拟以信息化手段节能降耗,大力推广企业内部信息化应用,采用基站能耗管理系统,提高用电信息统计准确度和时效性;
本系统是符合国家相关技术导则的高性价比软硬件产品解决方案,对实现机房用能进行能耗动态监测的系统。为加强基站电能采集系统(以下简称电能采集系统)建设,提高电能采集系统对节能减排工作的支撑能力,促进电能采集系统持续健康发展。
系统遵循的相关标准及规范如下:
1.1 《中国移动交流计量电能表技术规范》(QB-H-008-2011)
1.2 《中国移动电能采集系统建设技术要求》(V1.0)
1.3 《中国移动能源管理电能采集建设工作指导意见》(V1.0)
1.4 《标准电能表》(GBT 17215.701-2011)
1.5 《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB17167-2006
1.6 《通信局(站)电源系统总技术要求》YD/T1051-2010
1.7 《通信电源集中监控系统工程设计规范》YD/T5027-2005
1.8 《通信局(站)节能设计规范》YD5184-2009
2、系统结构
2.1 数据采集层。通过安装在基站中的能耗监测仪表箱(柜)中的带数字通信的智能电力仪表,实施对负荷用电量的实时监测。
基站的市电监控采用多功能智能电表(符合电力标准)。监控市电的电能、电压电流、功率因数等参数,基站空调、开关电源等用电设备可以选择导轨安装的简易智能电表(符合电力标准)。根据具体监测需求和成本预算,监控电能等参数。几台电表同时接入GPRS抄表终端,所有硬件设备 采用一体化挂墙安装。并且预留其它环境、状态、控制、告警接口。
本系统采用雅达电子四回路导轨式电能表,该仪表支持国家标准规范协议,可分时计量,具有历史能耗记录功能,并可监测4回路的电量监测,具有2套费率时段表,可方便进行复费率计算,进行良好的电能计费管理。
2.2 通信管理层。通过在能耗监测仪表箱(柜)中安装的能耗智能数据网关,实时采集能耗计量仪表的数据,并且通过 TCP/IP 网络传输到能耗监控中心。无需远距离布线,施工简单可靠。数据网关提供多种接入方式,目前支持 RS-485、RS-232总线、光纤、工业以太网、433M无线、GSM、GPRS、CDMA网络传输等多种方式。
本能耗系统采用每个基站采用GPRS DTU 的方式进行能耗数据的采集与传输。
2.3 系统管理层。完成数据采集、校验、分析、处理、输出、系统维护、授权使用权限分级控制等;并可将现场运行的重要数据、报警信息、故障信息等传送到企业决策人员。
本方案采用商用服务器作为数据通信、数据库与web服务器,采用工控机做为能耗监控工作站,数据库采用SQL SERVER 2008 或ORACLE 11,其他数据库可根据用户需求定制。
本系统具有较强的数据处理能力,数据采集系统通过任务管理器管理采集任务,保证能源原始数据不丢失,并支持周期定时数据采集、随机采集数据、自动数据补测、人工历史数据补测,按照时段、区域、用户性质等多种费率计算费用。
以上系统管理层相关设备配置可根据用户需求调整(在不影响系统性能与稳定性的前提下)。
3、系统功能
3.1 数据采集存储。电能采集系统的基本功能必须具备对连续变化的电能数据进行采集,远程获取这些电能数据。并将其存储到数据库中。
3.2 数据呈现。电能采集系统实时数据呈现界面中可以显示当前查看的电表的各回路电表总度数及电表采集的各种实时电能参数;可以计算显示:各回路当天0点到目前的时间的耗电量度数;各回路前一天24小时的耗电度数;各回路用图表曲线显示从前一个天起30日的每日耗电量。
3.3 节电量计算统计功能。能够按照确定的每个基站采取“6+1” 运行模式分时运行节能设备与原非节能设备的周期,每个采集周期的开始时刻为00:00,结束时刻为24:00计算运行节能设备的节电量。
3.4 统计分析功能。统计分析功能包括有单站分析,多站分析,同比分析、环比分析功能
3.5 告警管理功能。分实时告警与历史告警:电能采集系统的各设备处于当前告警状态,则该告警信息会实时同步显示在实时告警界面中;如果用户当前的焦点停留在非实时告警的界面上,而此时出现了新的数据对象告警,则系统会弹出新增实时告警的提示。历史告警供用户对各个电表设备告警的历史信息进行查询核对,可以根据告警级别,告警设备类型和告警起止时间条件对历史告警进行过滤查询。
3.6 报表管理功能。报表管理功能可以生成、打印和导出各种定制的报表。常用的报表,按时间类型可分为:日耗电统计报表、月耗电统计报表、年耗电统计报表、可选时间段耗电统计报表。按地理位置类型可分为:单站耗电统计报表、多站耗电统计报表、区域耗电统计报表、地市耗电统计报表。两种类型可组合生成不同需要的报表。
可定时自动导出定制的报表。
统计分析功能输出的数据,可以输出为报表。
3.7 用户管理功能。电能采集系统具有添加用户、用户分组、编辑用户、删除用户、用户密码管理等用户管理功能。
电能采集系统实行操作权限管理,按工作性质对每个用户赋予不同权限等级,系统登录、操作应进行权限验证。
用户管理功能可由超级管理员对存在于系统中的用户信息进行查询核对,可以根据姓名/用户名,用户组别和创建者条件对用户列表进行过滤查询。
3.8 数据库管理功能。电能采集数据、告警数据应能保存三十六个月以上。系统应能对数据库按一定周期进行自动备份。系统应按数据库接口规范的要求提供相应数据,方便其它系统读取数据。
4、结束语
本系统根据运营商的节能减排工作的实际需要,充分考虑现有动环监控系统的系统接口,采用最优的方案实现数据的采集、能耗处理及呈现,为营运商在基站的能耗管理工作提供重要的支撑,目前该系统在移动及电信几个地级市局中运行稳定、性能可靠、效果良好,获取用户的一致好评,当然在实际的开发与运行中,也遇到一些能耗模型、能耗评估、能耗预测等方面的问题有待我们在今后的工作中不断完善与改进,以深化营运商能源管理体系的建设,提高基站用能的管理水平。
参考文献:
[1]《国家机关办公建筑和大型公共建筑分项能耗数据采集技术导则》
[2]《国家机关办公建筑和大型公共建筑分项能耗数据传输技术导则》
[3]《国家机关办公建筑和大型公共建筑分项计量设计安装技术导则》