一.背 景

我國通訊基站運行維護采用了鐵塔公司主建設維護，移動、電信、聯(lián)通三大運營商主經(jīng)營的模式。為保障通訊的暢通，推動通信網(wǎng)絡的全面覆蓋，鐵塔公司修建了大量通訊鐵塔等 基站設施，且基站數(shù)目還在不斷地增長中。

隨著信息時代的到來，基站需要承擔的功能在不 斷地增多，用戶和內(nèi)部用電設備的種類和數(shù)量在不斷增加，導致基站用電量激增，且絕大部 分鐵塔基站處于供電的末端，存在供電電壓不足的問題，部分基站處于偏遠地區(qū)，需要耗費 大量人力物力架設、維護和檢修電網(wǎng)，基站在供電安全性、可靠性和經(jīng)濟性等方面存在問題。 鐵塔基站微電網(wǎng)是針對鐵塔公司目前面臨的諸多用電問題，在鐵塔基站建設范圍內(nèi)，構(gòu)建的一個包含微電源，儲能裝置，控制系統(tǒng)以及監(jiān)測保護裝置的小型電力系統(tǒng)。

二. 建設鐵塔基 站微電網(wǎng)，對解決鐵塔公司用電問題有哪些幫助？

2.1 鐵塔基站微電網(wǎng)的微電源包括風力發(fā)電機、光伏組件、柴油發(fā)電機等，提高了鐵塔基站新能源使用率與滲透率，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，減小環(huán)境污染；

2.2 鐵塔基站遍布全國，可以根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況合理配置微電源規(guī)模與種類，使用配置靈活，能有效解決鐵塔基站用電量增多的問題；偏遠地區(qū)的鐵塔基站，可以通過擴大微電源規(guī)模的方式，減少對大電網(wǎng)的依賴，減少輸配電線路投資，降低用電維護成本；

2.3 鐵塔基站微電網(wǎng)中整合了以蓄電池為主的儲能系統(tǒng)，可以實現(xiàn)在微電源出力大時存儲過剩的電能，出力小時補償?shù)碗妷?，實現(xiàn)“移峰填谷”。儲能系統(tǒng)還能穩(wěn)定電壓頻率，增大系統(tǒng)慣性，從而降低電壓波動和閃變，改善電能質(zhì)量；

2.4 建立智能微電網(wǎng)系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對基站內(nèi)部所有電源、負荷以及其他對象的實時監(jiān)測、調(diào)度和控制，進一步提高基站運行的自動化與智能化水平。

三. 微電網(wǎng)建設相關標準

四. 基站光儲能源系統(tǒng)總體架構(gòu)

整個系統(tǒng)采用云邊結(jié)合的架構(gòu)，由智慧能源管理平臺和協(xié)調(diào)控制器兩部分組成。協(xié)調(diào)控制器關部署在各基站，采集光伏逆變器、儲能EMS、配電系統(tǒng)關口電表等設備的數(shù)據(jù)，基于優(yōu)質(zhì)算法，自動優(yōu)化調(diào)度策略，實現(xiàn)基站多能互補與源網(wǎng)荷儲協(xié)同，大化利用可再生能源，降低用能成本，提升光儲系統(tǒng)效率。同時基于安全運行的需求，系統(tǒng)進行主動防護與告警，方便人員及時運維。 基站光儲智慧能源管理平臺支持微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器即插即用，該系統(tǒng)需要具備監(jiān)視、控制、分析與優(yōu)化功能。通過云邊協(xié)同實現(xiàn)對整個基站光儲系統(tǒng)的設備監(jiān)控、系統(tǒng)協(xié)同運行控 制、發(fā)用電優(yōu)化調(diào)度、系統(tǒng)安全主動防護、告警分析、收益分析和報表導出等功能。

五. 智慧能源管理系統(tǒng)與基站的交互圖

5.1 所有基站接入智慧能源管理平臺的結(jié)構(gòu)圖

基站智慧能源管理系統(tǒng)

各個基站通過協(xié)調(diào)控制器實現(xiàn)基站內(nèi)部源、網(wǎng)、荷、儲的采集、分析，并根據(jù)當前的工況實現(xiàn)源、網(wǎng)、荷、儲各環(huán)節(jié)的協(xié)同運行。 協(xié)調(diào)控制器可主動采集現(xiàn)場光伏、儲能、用電負荷等設備的數(shù)據(jù)，并可進行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，并通過有線/無線網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)上傳至智慧能源管理平臺。協(xié)調(diào)控制器可在網(wǎng)絡故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務器端數(shù)據(jù)不丟失。 針對原有的控制策略繼續(xù)保持，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行.

通過智慧能源管理平臺可對各個區(qū)域接入的基站內(nèi)的協(xié)調(diào)控制器進行遠程配置與策略 修改，如計劃曲線、削峰填谷、新能源消納等控制策略。同時，針對各個基站的設備、通訊 運行情況進行分析，實現(xiàn)能耗分析、故障告警等功能，幫助運維人員及時發(fā)現(xiàn)問題，并進行 維護管理，提升系統(tǒng)高效率運行.

5.2 基站光儲能源系統(tǒng)功能

基站光儲系統(tǒng)建設主要分為基站光儲站點建設與智慧能源管理平臺兩個部分

5.3 微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器

基站光儲站點建設根據(jù)基站光儲一體化方案，分為直流儲能一體化、交流儲備系統(tǒng)分離 式、交流儲備一體化多種方案，其結(jié)構(gòu)圖如下所示：

直流儲備一體化方案

交流儲備一體化方案

5.4 基站光儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)基站的構(gòu)成以及基站設備需求，可通過 ACCU-100 協(xié)調(diào)控制器，獲取基站光儲系 統(tǒng)內(nèi)光伏系統(tǒng)的輸出功率、儲能狀態(tài)、電價信息，調(diào)配光伏系統(tǒng)、市電、儲能電池對所述 5G 基站通信設備的供電量。其基站光儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下：

直流光儲一體化組網(wǎng)示意圖

交流光儲一體化組網(wǎng)示意圖

5.5 協(xié)調(diào)控制器功能

安科瑞ACCU-100 微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器具備以下功能特點：

• 數(shù)據(jù)采集：支持串口、以太網(wǎng)等多通道實時運行滿足各類風電與光伏逆變器、儲能等設備接入；

• 通訊管理：支持 Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、MQTT 等通信規(guī)約，可實現(xiàn)云邊協(xié)同（結(jié)合安科瑞智慧能源管理云平臺進行遠程運維）、OTA 升級；具備獨立運行的能力，在微電網(wǎng)能源管理系統(tǒng)發(fā)生故障之后，可以具有遠程操控的能力對各設備下發(fā)控制策略。

• 邊緣計算：靈活的報警閾值設置、主動上傳報警信息、數(shù)據(jù)合并計算、邏輯控制、斷點續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由；

• 策略管理：防逆流、計劃曲線、削峰填谷、需量控制、光儲協(xié)調(diào)等，并支持策略定制;

• 系統(tǒng)安全：基于不可信模型設計的用戶權(quán)限，防止非法用戶侵入；基于數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù) 安全驗證技術，采用數(shù)據(jù)標定與防篡改機制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)固證和可追溯；

• 運行安全：采集分析包括電池溫控及消防在內(nèi)的全站信號與測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)運行安全 預警預測。

六. 安科瑞智慧能源管理系統(tǒng)平臺

微電網(wǎng)智慧能源管理系統(tǒng)通過對各個基站的源、網(wǎng)、荷、儲能系統(tǒng)進行接入，全天候進行數(shù)據(jù)采集分析，監(jiān)控光伏、儲能系統(tǒng)、備用電源及傳統(tǒng)負荷的運行狀態(tài)，是一個集監(jiān)控、 能量管理、智能運維為一體的管理系統(tǒng)。完成不同目標下源網(wǎng)荷儲資源之間的靈活互動與經(jīng) 濟優(yōu)化運行，實現(xiàn)能源效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益較大化。

6.1 綜合大屏看板

綜合大屏需要顯示地區(qū)地圖及基站信息，顯示單個站點的位置。

（1）可以展示接入所有站點的綜合數(shù)據(jù)，含接入站點數(shù)、告警信息、總的發(fā)電數(shù)據(jù)、用電數(shù)據(jù)、 充放電數(shù)據(jù)及能耗排名、運行曲線。

（2）通過大屏展示單個基站能源的實時流動情況，用電統(tǒng)計情況，產(chǎn)生的社會效益情 況，優(yōu)化前后的負荷曲線、電費對比，各能源功率曲線，各回路功率排名情況。

（3）對單個站點下各能源進行監(jiān)測統(tǒng)計，實時統(tǒng)計儲能充放電、負荷用能、新能源發(fā)電和收 益情況，并展示光伏發(fā)電趨勢、儲能放電趨勢和用能趨勢。 根據(jù)能源流向，構(gòu)建能源流向圖，實時展示市電、儲能的正反向流動情況，光伏、風電 正向發(fā)電情況、負荷的用電情況，并展示各能源趨勢圖。

6.2 光伏監(jiān)控 ( 主要功能 )

（1）展示所有分布式光伏站的地理位置，顯示整體電站容量，實時發(fā)電功率，日月年 發(fā)電量及其收益。便于用戶對電站進行整體分析。

（2）對單個電站運行情況進行監(jiān)控，展示日月年發(fā)電量，功率曲線，逆變器參數(shù)，輻 照度，環(huán)境溫濕度，風速。幫助用戶了解當前站點的基本信息和運行狀態(tài)。

（3）監(jiān)視單臺逆變器運行狀態(tài)，發(fā)電量，展示交流側(cè)和直流側(cè)實時數(shù)據(jù)。

（4）提供電站發(fā)電統(tǒng)計報表，支持報表、餅圖切換，支持日月年形式切換，支持 導出 EXCEL。

（5）提供逆變器發(fā)電統(tǒng)計報表，支持表格圖形切換，支持日月年形式切換，支持導出 EXCEL。

（6）具備直流側(cè)數(shù)據(jù)，輻照度，交流側(cè)數(shù)據(jù)整合后進行分析。支持多臺逆變器切換， 自定義日期查詢。

（7）針對光伏電站，支持繪制光伏配電一次圖。展示發(fā)電組網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及逆變器和環(huán)境 參數(shù)，數(shù)據(jù)實時刷新。

（8）對單個企業(yè)下光伏產(chǎn)生的收益進行統(tǒng)計，按照尖峰平谷發(fā)電收益和上網(wǎng)收益計算。

6.3 儲能監(jiān)控 ( 主要功能 )

（1）對平臺所有儲能站點進行集中監(jiān)測展示，平臺接入?yún)R總，統(tǒng)計總體充放電、運行 情況和收益情況，告警事件分級分析。

（2）對單個儲能站點監(jiān)測分析，展示站點的基本情況、圖片信息，視頻實時監(jiān)控信息， 充放電數(shù)據(jù)和收益，儲能柜的環(huán)境信息，還有告警事件統(tǒng)計和列表滾動顯示。

（3）對單個儲能柜監(jiān)測分析，展示儲能柜環(huán)境、消防信息，柜中 PCS 狀態(tài)、溫度、充 放電功率電量曲線，單體電芯高/低電壓、溫度，SOC 曲線、電壓/溫度變化曲線。

（4）PCS 監(jiān)測主要分為系統(tǒng)狀態(tài)、交流側(cè)、直流側(cè)。系統(tǒng)狀態(tài)展示 PCS 的運行情況， 包括通訊狀態(tài)、并離網(wǎng)狀態(tài)、待機狀態(tài)、調(diào)度狀態(tài)，支持運行模式、控制模式、并離網(wǎng)模式 下發(fā)。交流側(cè)展示電壓、電流、功率、充放電實時值和歷史曲線。直流側(cè)展示直流電壓、電 流、功率、直流充放實時值和歷史曲線。

（5）BMS 監(jiān)測主要分為系統(tǒng)信息、電池監(jiān)測。系統(tǒng)信息展示電池簇電壓、電流、狀態(tài)、 SOC、溫度、循環(huán)次數(shù)實時數(shù)據(jù)和歷史曲線。電池監(jiān)測，對電池簇、PACK、電芯構(gòu)成拓撲 結(jié)構(gòu)圖，實時展示電壓和溫度信息，并統(tǒng)計大最小電壓、溫度，用顏色區(qū)分。

（6）統(tǒng)計站點或者單個儲能柜的周期充放電量和收益情況。

（7）統(tǒng)計站點級別各尖峰平谷時段的充放電量和費用情況，統(tǒng)計總體充電量、放電量、 效率和凈收益。

6.4 負荷監(jiān)控 ( 主要功能 )

（1）負荷監(jiān)控監(jiān)視內(nèi)容包括微網(wǎng)內(nèi)總負荷功率曲線、重要負荷的功率曲線、選定時間 段內(nèi)的分時用電量、以及各類負荷的實時用電功率。

（2）日負荷功率曲線：微網(wǎng)內(nèi)今日總負荷功率曲線（除充電負荷以外的負荷）；

（3）分時段用電量：選定時間段內(nèi)的日負荷分時段用電量對比；

（4）負荷電量：選定時間段內(nèi)的各區(qū)域負荷日用電量對比.

6.5 策略控制 _（模版管理）

用于制定策略模版，根據(jù)“策略類型”進行模塊切換，添加計劃曲線、削峰填谷、新能源 消納、需量控制、動態(tài)擴容、逆功率等策略模版。再制定并管理儲能策略模版中，選中某個策略后，右側(cè)配置動畫將展開；左側(cè)可對儲能模版進行增刪改查，點擊“添加”按鈕時右側(cè)展 示空白策略模版生成懸浮窗，可輸入自定義的策略模版名稱，設定是否為默認模版（一值， 設定為默認模版后，在策略下發(fā)頁面每次進入將默認勾選）；執(zhí)行類型（計劃曲線、削峰填 谷、新能源消納、需量控制、動態(tài)擴容、逆功率）等.

6.6 策略下發(fā)

查看并下發(fā)策略，完成策略下發(fā)增刪改查，列表展示內(nèi)容：任務編號、任務名稱、日期、 策略方案、策略類型、是否啟用。

6.7 策略進展

策略進展主要用于查看儲能策略下發(fā)的進展情況。日歷展示并區(qū)分“工作日策略”與“節(jié) 假日策略”，點擊“上個月”、“今天”、“下個月”快捷切換按鈕可快速切換不同日期策 略進展，默認展示當日策略數(shù)據(jù)，選中日歷中的某天即切換展示對應日策略數(shù)據(jù)，選中的日 期將高亮；平臺策略狀態(tài)表格展示對應儲能電站所處日期范圍內(nèi)的策略執(zhí)行列表，狀態(tài)曲線 展示當日充放電的狀態(tài)。

6.8 統(tǒng)計分析

(1）對單個企業(yè)下各能源進行監(jiān)測統(tǒng)計，實時統(tǒng)計儲能充放電、負荷用能、新能源發(fā) 電和收益情況，并展示光伏發(fā)電趨勢、儲能放電趨勢和用能趨勢.

（2）可以查詢?nèi)我鈺r段內(nèi)單個站點及總體的光伏發(fā)電量、負荷用電量、儲能充電量、 儲能放電量等，并支持導出成 excel 文件。

（3）涉及到財務金額交易的數(shù)據(jù)，需要根據(jù)新能源公司要求，進行財務對賬功能開發(fā)， 滿足新能源公司要求。

（4）具備對企業(yè)下光伏、儲能、充電樁產(chǎn)生的收益進行統(tǒng)計。

（5）該模塊具備同比、環(huán)比對比分析功能。

（6）統(tǒng)計各回路的能源用能報表，支持按日、月、年統(tǒng)計，支持圖表展示，支持導出EXCEL。 （7）查看自定義分組后（可組合成分項、區(qū)域、部門等），各類能耗統(tǒng)計報表，支持 按日報、月報、年報展示，支持柱狀圖、折線圖和餅圖展示，支持分組同環(huán)比分析，支持導出Excel 表格。

（8）需要滿足運營日常工作匯報要求，能夠統(tǒng)計自定義不同時間段內(nèi)所有廠站、所有設備的匯總數(shù)據(jù)以及對應的各個電站的 KPI 信息。同時能夠?qū)С鱿鄳膱蟊怼?/p>

（9）用能能效分析功能，針對企業(yè)用能能效情況，結(jié)合所處的行業(yè)、當?shù)毓╇娬叩龋?主要包括用能對比、用能提醒、尖峰平谷、負荷分析、電壓合格率、頻率合格率、功率因素 合格率、電流不平度、諧波分析等。

6.9 能耗分析

統(tǒng)計選擇回路的分類能源用能報表。

6.10 能耗同比分析

查看選定回路選擇年份的每個月的能耗與上一年同期數(shù)據(jù)之間的對比情況，直觀展示用 能數(shù)據(jù)差異。提供柱狀圖對比與數(shù)據(jù)報表對比。 支持導出 EXCEL 表格。

6.11 能耗環(huán)比分析

查看各回路的環(huán)比用能情況。  支持按日、按周、按月的方式進行環(huán)比分析 ； 支持導出 EXCEL 表格。

6.12 損耗分析

通過詳細的上下級支路配置，分析上下級之間的用能損耗，提供精確地數(shù)據(jù)支持。

6.13 故障報警

（1）系統(tǒng)支持將微電網(wǎng)管理系統(tǒng)的重要告警信息推送至用戶平臺、手機短信、語音外呼、郵箱、釘釘?shù)取?/p>

（2）遙信事件頁面主要用于記錄設備參量的狀態(tài)量變化日志，包括但不限于開關狀態(tài)、 刀閘狀態(tài)、接頭分合狀態(tài)等信號，頁面主要關注發(fā)生遙信的站點、時間、設備、參量和詳情 等內(nèi)容。支持時間、儀表名稱或編號、參數(shù)名等列進行數(shù)據(jù)篩選，支持導出為 EXCEL。

（3）遙測事件頁面主要用于記錄設備電參量在日常運行中是否超過限制的日志，包括但不限于電流、電壓、功率、頻率、主變溫度和濕度等需要監(jiān)測信號，頁面主要關注發(fā)生遙測的站點、時間、設備、參量、上下限值、報警值和詳情等內(nèi)容。支持時間、儀表名稱或編 號、參數(shù)名等列進行數(shù)據(jù)篩選，支持導出為 EXCEL。

（4）報警分析頁面用于分析用戶所有站點的報警情況，根據(jù)報警類型或日、月、年時 間跨度對發(fā)生的報警數(shù)量進行統(tǒng)計分析，并根據(jù)分析數(shù)據(jù)對用戶站點的報警情況排序，幫助用戶定位頻發(fā)報警與問題站點。

（5）報警分級頁面將報警信息按一般、緊急、事故分級顯示，支持運維人員一鍵確認， 可根據(jù)時間段、確認狀態(tài)、報警類型、設備名稱等篩選顯示。

6.14 設備檔案管理

（1）設備檔案頁面用于用戶維護相應變電所下根據(jù)設備定義的模板而生成的實體設備， 管理人員根據(jù)變電所內(nèi)實際存在的設備填寫必要的設備基礎信息維護并進行維護。支持快速 隱藏無實體設備的分類，支持同分組類型的設備批量上傳維護。

（2）設備保養(yǎng)報表用于在用戶維護設備的質(zhì)保期與安裝時間后對設備是否超長時間運行與過期運行進行檢測，提醒用戶及時查看或更換相應設備。

（3）設備二維碼是平臺為了減少巡檢人員一步步點擊菜單才能定位到需要巡檢的設備 流程而開發(fā)的功能。用戶通過生成二維碼與相應設備綁定，在使用運維配套 app 掃描二維碼 后可以快速定位設備信息，簡化了巡檢人員操作流程。

6.15 運維管理

任務管理是用戶對平臺運維能力，包括定期巡檢、缺陷處理、報警消除、故障搶 修和工單通知功能的綜合管理頁面，用戶可使用該頁面發(fā)布各類型任務及巡檢操作票給相關人員，通過查看詳情跟進任務的執(zhí)行情況與巡檢明細。支持直接上傳現(xiàn)場圖片，支持導出為 EXCEL

6.16 儀表通訊狀態(tài)

儀表通訊狀態(tài)主要用于監(jiān)測目標站點的儀表設備數(shù)據(jù)是否正常交互、是否有離線發(fā)生、 何時離線與數(shù)據(jù)交互中斷的持續(xù)時間等內(nèi)容，為用戶初步判斷設備通問題提供依據(jù)。

6.17 網(wǎng)關通訊狀態(tài)

網(wǎng)關通訊狀態(tài)主要用于監(jiān)測目標站點的網(wǎng)關設備數(shù)據(jù)是否正常交互、是否有離線發(fā)生、 何時離線，為用戶初步判斷網(wǎng)關通問題提供依據(jù)。

6.18 服務器運行狀態(tài)

監(jiān)測當前云平臺物理設備的運行情況，主要包括系統(tǒng)版本、磁盤容量、CPU 使用率和 內(nèi)存占用率等物理信息。

6.19 離線事件

離線事件頁面主要用于記錄智能設備，包括但不限于儀表、傳感器和網(wǎng)關等設備發(fā)生的通訊中斷日志（僅允許查詢一個月內(nèi)的離線日志）。支持時間、離線類型或編號等列進行數(shù)據(jù)篩選

6.20 操作日志

操作日志用于記錄用戶登錄的設備端、訪問的時間與查看的內(nèi)容。支持數(shù)據(jù)篩選；支持導出為EXCEL格式。

6.21 控制日志

控制日志是用于記錄用戶操作遙信設備或儀表時的日志，主要關注操作的設備編號、類 型、發(fā)生的控制內(nèi)容、操作時間、操作內(nèi)容和執(zhí)行結(jié)果等內(nèi)容。  支持根據(jù)時間、設備類型、名稱等內(nèi)容篩選數(shù)據(jù)。

6.22 在線用戶監(jiān)測

在線用戶監(jiān)測用于管控用戶的登錄狀態(tài)，管理人員可實時查看平臺當前在線用戶數(shù)量并 進行強制登出控制。 能夠?qū)崿F(xiàn)對在線用戶的強制登出。

6.23 通訊狀態(tài)圖

平臺根據(jù)網(wǎng)關和儀表的從屬關系，自動生成結(jié)構(gòu)圖，并顯示在線狀態(tài)。

七.總 結(jié) 

在通訊基站數(shù)量增長、用電需求激增且供電存在安全、可靠及經(jīng)濟性問題的背景下，鐵塔基站微電網(wǎng)成為解決方案。其通過整合光伏、風電等微電源與儲能系統(tǒng)，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、降低運維成本、改善電能質(zhì)量，提升基站自動化與智能化水平。安科瑞采用云邊結(jié)合架構(gòu)，打造含協(xié)調(diào)控制器與智慧能源管理平臺的解決方案，實現(xiàn)基站源網(wǎng)荷儲數(shù)據(jù)采集、協(xié)同調(diào)度、策略管控與智能運維，保障基站供電穩(wěn)定高效，助力鐵塔基站用電問題高效破解。