用电信息采集管理系统-基站.doc

基站用电信息采集管理系统

解

决

方

案

20010.04

1 系统概述 3
2 目前的基站用电监控情况 3
2.1 出现供电故障无法及时得知 3
2.2 非电力供电基站电费失真 3
2.3 私接基站电源窃电 3
2.4 IC卡电表余额为零时会造成长时间停电的故障 4
2.5 对于基站的耗电缺乏系统的统计资料 4
2.6 效率低下、效果不好、劳动强度大 4
2.7 用电管理手段落后，导致非主营业务管理成本增加 4
2.8 投资兴建远程供电监控系统是非常必要的。 4
3 安装远程供电监控系统的必要性和可能性 4
31 必要性 4
3.2 可能性 5
4 系统建好后在管理上所起的作用 5
5 系统建设内容 6
6 基站用电信息采集管理系统的技术实现 6
6.1 系统结构： 6
6.2 系统组成 7
6.3 工作原理： 7
7 主站系统简介 7
7.1 系统体系结构 7
7.2 主要功能 8
7.3 软件运行模式 8
7.4 主站系统配置 9
7.5 软件环境 9

1 系统概述
一直以来通讯公司对基站的用电管理普遍不太重视，电费结算主要依靠工人抄表和电力局直接划帐的方式，但实际上基站用电的成本及相关费用支出已经成为公司十分重要的成本支出，每年费用逐年增加。由于基站分布广、供电来源多元化及用电现场的多样性，加之日常对用电成本的管理依据是按电度表的示度电量据实结算，用电现场的电表是电费结算的唯一依据，而它在用电管理中的真实性、准确性、实时性、可靠性及存在的诸多问题都缺乏有效的科学的手段进行监督，给用电管理工作带来了很大的难度。
加强基站用电管理，实现节能降费将成为今后十分重要的管理工作。建立一支敬业可靠的管理队伍外，更主要是依靠科学技术手段，能对电表实施远程数据采集、抄收、监测的用电综合管理系统。通过系统对数据的科学分析、分类整理，形成相应的管理报表，同时制定相应的有针对性的管理制度，以达到节能降费的目。

2 目前的基站用电监控情况
通讯公司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，公司需要派专人经常抄表检查。采用人工抄表监控有如下几个问题特别突出：
2.1 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。
2.2 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。
2.3 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，通讯公司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。
2.4 IC卡电表余额为零时会造成长时间停电的故障
电业局安装的电表有很多是 IC卡电表，这些电表当卡内余额用完之后就会自动停电。由于基站长期无人值守，人工抄表监控又不能天天监控，对于 IC卡表余额不足的提示无法及时知晓，基站的备用电源仅够 4小时之用，如果不及时发现，常常会发生停电事故。不仅如此，如果备用电池组电量过度耗尽将导致电池组的永久性损坏，给基站的正常运行带来严重的威胁。
2.5 对于基站的耗电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公司采取节约基站用电措施，系统性地安排 IC卡充值非常不方便。导致工作人员疲于奔命。
2.6 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个表，每个抄表员每月以 22天计算仅能抄录 330个表。 1500多个基站至少需要 5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 7~10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。
     由于每天都要不停地上楼、下楼、跑路，劳动强度相当大。特别是在夏季高温情况下，这种工作相当辛苦。
2.7 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，公司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。
2.8 投资兴建远程供电监控系统是非常必要的
现阶段很多通讯公司存在的上述问题，如果不及时采取措施通过增加新技术手段实施远方用电监控，改变管理模式加以解决，所造成的损失是长期的。投资新建机房节能降费综合管理系统，改变现有用电管理模式，及时解决上述存在的问题，所带来的经济效益是长期的、可持续的，是非常必要的。
3 安装远程供电监控系统的必要性和可能性
3.1 必要性
综上所述，非常有必要安装一套全自动的远程供电监控系统，对于各个基站的供电情况进行全自动实时监控。解决下列两个主要问题：
1）人工监控所不能解决的供电不正常情况下的报警问题
　　对于停电情况必须及时报警，这样才能及时检修排除供电故障，提高管理水平。
2）节约运行成本的问题
① 用先进的技术手段减少人力，提高劳动生产率，节约人力和车辆成本支出；
② 合理安排空调起停和温度设置；
③ 合理安排 IC卡充值时间和金额；
④ 及时发现偷电行为，减少不正常支出；
⑤ 与电业局进行对帐，避免由于电业局抄表错误造成的额外费用支出。
3.2 可能性
要建立一套全自动基站供电监测系统必须基于可靠稳定的技术，而现在已经有可靠的产品和集成技术完全可以实现上述功能。
远程全自动基站供电监测系统采用电能电子计量技术、远程无线数据传输技术、现场数据处理控制技术、软件技术、系统集成技术等多项高新技术构成的系统。下面对这些技术和产品进行一些概要描述。以证明尽管这些技术是高新技术但均为经过市场验证和多年使用的成熟的技术。
1 电子计量技术和设备
在上个世纪 80年代，供电部门为了实现对供电质量的监测，提高供电质量，急需一种自动监测和记录电网数据的设备。由于微电子技术和通讯技术突飞猛进的发展，使得电力供电系统的现场监测和远程传输得以实现。 1997年，当时的电力工业部（现在的国家电网公司）颁布了具有划时代意义的 DL/T614-1997《多功能电能表》和 DL/T645-1997《多功能电能表通讯规约》两个标准。在这两个标准颁布以后，多功能电度表随即成为一个量产的产品，在电力行业、大型厂矿企业得到了非常普遍的应用。10年之后，标准再次升级，相继出版了2007版本的新标准，电子式多功能电能表已经成为一个电网参数监控的成熟产品。简化的三相带有 RS485接口的电度表价格便宜，而且实现了基本的电量采集。用在基站的电能监控方面最为合适。
2 ） 远程数据传输技术和设备
公司拥有自己的通讯资源，而且是最先进的无线网络通讯资源CDMA(或GPRS)通讯网络。无线数据传输网络已经有了近 10年的发展历史，目前无论从技术和产品都已经是非常成熟的。
3 ） 数据处理软件系统
这个数据处理软件系统是指中央监控室的监控服务器安装的软件系统，系统的所有功能都要通过这个软件才能最后显示出来。因此就整个系统而言，这个软件系统是核心。
综上所述，基站的供电监测系统所需要的技术和设备均是成熟的，完全可以满足要求。
因此，远程基站自动供电监测系统既是非常必要，也是可能的。
4 系统建好后在管理上所起的作用
1. 信息可实时共享
    系统建好后，数据存储在公司，公司所有人员都可在系统设置的权限范围内查询到相关的基站用电信息。
2. 管理者可随时监督执行层的工作情况。
3. 执行层可实时监测了解基站用电情况。
4. 降低管理成本，系统建好后，每月抄表日系统可自动将抄到的月电量数据形成月报表，使用电管理工作真正做到真实准确、低成本高效率。
5. 基站用电管理责任化、目标化。
改革现有的用电管理模式，变纯抄表结算为防窃电稽查，由于因实现了远程抄表，节省了大量的管理人员，将这部分人重新分配工作，在将基站用电管理工作实施分片到人、责任到人、目标到人的管理模式，要求他们根据系统提供的数据对基站的用电情况作详细的分析判断，及时发现窃电及基站用电异常情况。真正做到节能降耗，确保基站安全合理用电。
5 系统建设内容
1．电表改造采用带有 RS485通讯接口的电子式电能表。
2．建设用电管理系统主站。
3．各用电点安装用电管理终端完成对各基站电表的抄收。
6 基站用电信息采集管理系统的技术实现
6.1 系统结构：
MS中心

采集中心平台

SMS
SMS

6.2 系统组成
1) 电表：采用带有 RS485接口电表。
2) 无线采集器：带时钟及存储，采用CDMA网络的SMS方式作为远程数据传输网络
3) 主站系统：服务器，安装专业的量身定做的系统软件。
6.3 工作原理：
在中央监控室安装一台主站系统服务器，这台服务器可使用固定 IP地址或者采用 VPN专线方式，也可以是短信中心。
在每一个使用点安装一套“无线采集器”和若干台多功能电表。用 RS485两芯双绞线将多台电表与“无线采集器”并联起来。 “无线采集器”通过RS485采集电表的电量数据，并存储。
MIS中心平台集中设置并下发数据采集上传周期（从1分钟到24小时）
MIS中心平台集中设置终端以拨号数据流方式或者SMS方式上传数据
如果是SMS方式，则MIS中心可集中统一设置中心接收号码同时向所有终端分发。
“无线采集器”通过CDMA/GPRS的数据流方式以及SMS方式（并存）与主站管理系统通讯，并将数据根据定制时间上传到主站系统中。
终端采集存储容量约为8K(约80至100条信息) ``
“无线采集器”通过市电与电表并联方式供电，当发生市电供电中断后，转为油机或自带电池供电。“无线采集器”供电接入相数以电表接入为准，如市电接入为三相则采集终端接入同样为三相。其中“无线采集器”与电表、油机、蓄电池的连接距离可达50米。
“无线采集器”对市电/油机等多电路的电力情况进行实时检测，当交流电压有断相或停电、来电情况发生时，立即通过通讯网络向主站系统报警。
“无线采集器”对油机发电线路进行检测，当交流电压输入发生时，通过通讯网络向主站系统发送相关时间点及通断信息（判断标准为100V以上的有效电力输入），同样，当输入停止时，向主站系统发送相关时间点及通断信息。
“无线采集器”灵敏度与同网手机一样，保证在同样环境下，手机可实现通信的情况下，采信终端也可实现通信。同时，供电余电上限为456V，下限100V，持续电压不超过456v，瞬间电压不超过2KV，最低电压低于下限，则设备不会损坏。
7 主站系统简介
7.1 系统体系结构
系统利用RS485、CDMA、SMS等公用数据信道进行数据自动远传，使用方便快捷，能大大减少用户抄表工作量。

主站软件由数据管理、数据抄收、数据分析等部分组成。
1、基础数据管理：管理电表，网络节点设备，台区集中器设备，台区信息等基础数据；
2、数据抄收：将用户电表的数据抄收到控制中心计算机上，并进行存储，以便用户进行收费管理和数据分析；
3、数据分析：可以对指定台区的电量数据，典型用户的典型日数据，典型用户日负荷数据等进行分析报表；
7.2 主要功能
7.2.1抄表功能
主站能通过通信网络，按照设定的主站抄收方案，抄收间隔、抄收周期，自动地读取采集设备中的各用户电能表的累计电能量及其他信息；
主站具实时随机召读及按地址选抄，读取电表数据；
7.2.2参数设置功能
主站通过通信网络，向采集设备进行参数设置。运行参数包括集中器管理电表、集中器定时轮抄间隔和抄读周期等。
7.2.3校时功能
主站具有准确的时钟，可通过上行通信网络对集中器进行同步校时。
7.2.4冻结数据抄读功能
主站通过通信网络，读取采集设备保存的电表曲线、月、日冻结数据，冻结数据来源于具有实时钟的的RS485电表。
7.2.5断相或断电报警
采集终端当有断相或断电事件发生时，主动向主站发送信息，主站通过声音或其它方式向用户提示报警信息。提示用户及时处理。
7.3 主站系统配置
硬件环境
主机类型：CPU为P4以上，10-100M自适应网卡，内存1G以上。
网络类型：10-100M以太网络。
7.4 软件环境
操作系统 windows2000或windows2003
数据库 SQLServer2000

备注：以上系统基于具备RS485接口的电子式数字电表，且通讯规约符合电力部颁布的DL/T645-1997标准。

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