一種帶無線傳輸?shù)木C合一體化采集器的設計

1系統(tǒng)研究建設由于微型計算機的出現(xiàn)，微計算機得到了迅速的開發(fā)，相應的智能設備滲透到了測量的各個領(lǐng)域。隨著國家對節(jié)能減排的推進,通信局(站)節(jié)能減排工作已經(jīng)給各大運營商列入重要的工作范疇,為提升移動通信基站能耗進行精細化管理水平,為量化基站節(jié)能設備運行效果,溫州創(chuàng)力公司研制了一體化無線交直流電量采集器。它具有集成度高、集交直流電量計量功能于一體、無線傳輸,測量精度高、性能穩(wěn)定可靠、長壽命、體積小、重量輕、功耗低、操作簡便等優(yōu)點,可廣泛應用于通信基站的綜合電能測量及分析管理。2通信電站用電管理現(xiàn)狀通信運營商的基站數(shù)量大,分布面廣,安裝位置分散且情況復雜?；敬蠖嗍亲庥妹穹?有些電表由電網(wǎng)公司安裝,有些電表為業(yè)主安裝,表的類型非常多,既有感應式電度表,也有電子式電度表,還有IC卡電表。由于點多面廣,情況復雜,通信公司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(shù)量迅速增加,用電成本已經(jīng)成為運營商的主要成本,而且比例還在逐年增加,節(jié)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(fā)電管理混亂、用電信息分析統(tǒng)計失真。節(jié)能目標缺乏科學依據(jù)。通信基站能源監(jiān)控和管理中有如下幾個問題特別突出:(1)為監(jiān)測基站總耗電量和多種設備(主設備、電源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、節(jié)能設備)的電量,一個基站需要安裝多臺交流電表或直流電表,難以維護管理。(2)出現(xiàn)供電故障無法及時得知。(3)非電力供電基站電費失真。(4)人工發(fā)電時長統(tǒng)計管理混亂。(5)私接基站電源竊電。(6)對于基站的能耗狀況缺乏系統(tǒng)的統(tǒng)計資料。(7)效率低下、效果不好、勞動強度大。(8)用電管理手段落后,導致非主營業(yè)務管理成本增加。3建立能耗評估體系基于一體化交直流電量采集器的通信基站能耗綜合管理方案是在基站安裝一體化交直流電量采集器,集交流電量計量功能和直流電量計量功能于一體,可同時監(jiān)測基站總耗電量和多種設備(主設備、電源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、節(jié)能設備)的交流電量或直流電量,結(jié)合能耗管理系統(tǒng)平臺,通過能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測采集、基于能效的指標量化管理和分析應用三個體系的建設,對通信基站、接入網(wǎng)點、模塊局、中心機房內(nèi)的各類設備能耗(含主設備、電源系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、監(jiān)控設備、配套系統(tǒng)等)、環(huán)境參數(shù)(濕度、溫度等)進行精細化監(jiān)測,實現(xiàn)對能耗數(shù)據(jù)的匯總、對比和分析,建立適合通信企業(yè)的各類能效評估指標和管理流程,為進一步開展節(jié)能措施提供依據(jù)。系統(tǒng)通過監(jiān)控單元監(jiān)測通信基站市電的電參數(shù)和每一支路的用電量,可對以上各電量數(shù)據(jù)進行每小時、天、月、年等分時段的統(tǒng)計、管理及分析,能夠呈現(xiàn)某個時間段、某個機房、某類設備的用電量數(shù)據(jù)及所有設備的總用電量數(shù)據(jù),并可對其橫向比較、同比、環(huán)比,結(jié)合基礎信息計算得出基站或者設備用電標桿,通過智能決策分析系統(tǒng)對于用電異?；净蛟O備及時以短信、語音、工單的方式通知維護人員,并提出整改意見。4系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)(1)技術(shù)創(chuàng)新點一:集交流電量計量功能和直流電量計量功能于一體,自帶無線傳輸功能,可下掛多臺設備同時監(jiān)測采集,免去了同一基站安裝多臺交流電表或直流電表的繁瑣。該采集器內(nèi)置了30路采集器,可采集30分路的交流或直流電流、有功功率、無功功率、分路視在功率、有功電量、總有功電量、功率因數(shù),30路中任意三路可以配置成相關(guān)的三相,能測量出其相關(guān)的三相電壓、三相電流、頻率、功率、功率因素、電能等,可采集主路的總電壓、總電流、總電量。(2)技術(shù)創(chuàng)新點二:采用了國際先進的超低功耗大規(guī)模集成電路技術(shù)設計了DSP芯片,應用了SMT制造工藝,減小了產(chǎn)品的體積,實現(xiàn)了節(jié)能和減少了電磁和射頻干擾,提高了產(chǎn)品可靠性。雖然儀表的電源功率相對較小,但現(xiàn)場時24小時工作,日積月累也是很大的能源消耗,而且使用量是成千上萬臺,這個數(shù)字就更可可觀了。過去在儀表設計時很少考慮節(jié)能,能源日益緊張的國際形勢使節(jié)能儀表即綠色儀表的設計越來越受到人們重視。本項目在產(chǎn)品設計中把功耗作為一個重要指標,在電子線路設計中,盡可能地采用低功耗或微功耗器件。(3)技術(shù)創(chuàng)新點三:開發(fā)了告警平臺軟件,具有欠壓/過壓告警指示、缺相/錯相告警指示、電流潛動告警指示、有功/無功電能指示,并實現(xiàn)告警。5通訊管理系統(tǒng)的測量功能圖1所示為DTS7281B(IV)電子式多功能電能表。其主要功能:(1)電能計量a.具備計量A、B、C三相有功、無功等電量,并可生成組合有功、組合無功電量,且最大可計量30路電量;b.具備電量一鍵清零功能?？赏ㄟ^專用調(diào)試工具對電能表內(nèi)A、B、C三相有功、無功、組合有功、組合無功等電量數(shù)據(jù)信息進行清零。(2)測量功能a.測量30路三相的電壓、電流、相角、視在功率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率等電網(wǎng)參數(shù);b.第1~3路具備測量諧波功能;c.電壓、電流為有效值,刷新時間為1s;d.測量顯示三相電壓相角、電流相角、功率的方向;e.測量頻率,測量范圍:45~65Hz;f.市電、油機計量功能。(3)溫濕度功能帶有一個溫濕度接口,接入溫濕度模塊,可以采集相應溫濕度。(4)通信功能a.具有RS232/RS485通信口;b.具有ETH標準網(wǎng)絡通信口;c.具有無線通信功能,插入聯(lián)通SIM卡,即可使用無線網(wǎng)絡或者短信傳輸數(shù)據(jù)。(5)電表自檢功能具有監(jiān)測各類運行異常功能,并以異常信息顯示。包括電能表故障類異常提示、事件類異常提示等情況。對于通訊運營商來說,基站要做到精細能源管理,以目前的現(xiàn)狀,需投入大量的