浅谈一体化无线交直流电量采集器在通信基站的应用

张 焱，钟 良，余晓杰，陈琪峰，黄美乐

（温州创力电子有限公司，浙江 温州325011）

1 概 况

由于单片机的问世，微计算机技术得到了迅猛的发展，由此而产生的智能化仪器已渗透到测量的各个领域。随着国家对节能减排的推进，通信局（站）节能减排工作已经给各大运营商列入重要的工作范畴，为提升移动通信基站能耗进行精细化管理水平，为量化基站节能设备运行效果，温州创力公司研制了一体化无线交直流电量采集器。它具有集成度高、集交直流电量计量功能于一体、无线传输，测量精度高、性能稳定可靠、长寿命、体积小、重量轻、功耗低、操作简便等优点，可广泛应用于通信基站的综合电能测量及分析管理。

2 通信基站能耗现状分析

通信运营商的基站数量大，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。通信基站能源监控和管理中有如下几个问题特别突出：

（1）为监测基站总耗电量和多种设备（主设备、电源系统、空调系统、节能设备）的电量，一个基站需要安装多台交流电表或直流电表，难以维护管理。

（2）出现供电故障无法及时得知。

（3）非电力供电基站电费失真。

（4）人工发电时长统计管理混乱。

（5）私接基站电源窃电。

（6）对于基站的能耗状况缺乏系统的统计资料。

（7）效率低下、效果不好、劳动强度大。

（8）用电管理手段落后，导致非主营业务管理成本增加。

3 基于一体化交直流电量采集器的基站能耗管理方案

基于一体化交直流电量采集器的通信基站能耗综合管理方案是在基站安装一体化交直流电量采集器，集交流电量计量功能和直流电量计量功能于一体，可同时监测基站总耗电量和多种设备（主设备、电源系统、空调系统、节能设备）的交流电量或直流电量，结合能耗管理系统平台，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。

4 技术优势

（1）技术创新点一：集交流电量计量功能和直流电量计量功能于一体，自带无线传输功能，可下挂多台设备同时监测采集，免去了同一基站安装多台交流电表或直流电表的繁琐。该采集器内置了30路采集器，可采集30分路的交流或直流电流、有功功率、无功功率、分路视在功率、有功电量、总有功电量、功率因数，30路中任意三路可以配置成相关的三相，能测量出其相关的三相电压、三相电流、频率、功率、功率因素、电能等 ，可采集主路的总电压、总电流、总电量。

（2）技术创新点二：采用了国际先进的超低功耗大规模集成电路技术设计了DSP芯片，应用了SMT制造工艺，减小了产品的体积，实现了节能和减少了电磁和射频干扰，提高了产品可靠性。

虽然仪表的电源功率相对较小，但现场时24小时工作，日积月累也是很大的能源消耗，而且使用量是成千上万台，这个数字就更可可观了。过去在仪表设计时很少考虑节能，能源日益紧张的国际形势使节能仪表即绿色仪表的设计越来越受到人们重视。本项目在产品设计中把功耗作为一个重要指标，在电子线路设计中，尽可能地采用低功耗或微功耗器件。

（3）技术创新点三：开发了告警平台软件，具有欠压／过压告警指示、缺相／错相告警指示、电流潜动告警指示、有功／无功电能指示，并实现告警。

5 一体化无线交直流电量采集器

图1所示为DTS7281B（IV）电子式多功能电能表。其主要功能：

图1 DTS7281B（IV）电子式多功能电能表

（1）电能计量

a.具备计量A、B、C三相有功、无功等电量，并可生成组合有功、组合无功电量，且最大可计量30路电量；

b.具备电量一键清零功能。可通过专用调试工具对电能表内A、B、C三相有功、无功、组合有功、组合无功等电量数据信息进行清零。

（2）测量功能

a.测量30路三相的电压、电流、相角、视在功率、有功功率、无功功率、功率因数、频率等电网参数；

b.第1～3路具备测量谐波功能；

c.电压、电流为有效值，刷新时间为1 s；

d.测量显示三相电压相角、电流相角、功率的方向；

e.测量频率，测量范围：45～65 Hz；

f.市电、油机计量功能。

（3）温湿度功能

带有一个温湿度接口，接入温湿度模块，可以采集相应温湿度。

（4）通信功能

a.具有RS232／RS485通信口；

b.具有ETH标准网络通信口；

c.具有无线通信功能，插入联通SIM卡，即可使用无线网络或者短信传输数据。

（5）电表自检功能

具有监测各类运行异常功能，并以异常信息显示。包括电能表故障类异常提示、事件类异常提示等情况。

对于通讯运营商来说，基站要做到精细能源管理，以目前的现状，需投入大量的人力、物力和财力。因为数量众多，地理位置分散，给工作人员带来极大的不便。利用基于一体化交直流电量采集器的能耗综合管理系统进行监控，自动读取相关数据并加以分析，还可进一步进行远程控制或设备维护，可减少人力资源、缩短修护时间并节省专线建设成本。