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1. 概况
1.1. 项目背景
我国通讯基站运行维护采用了铁塔公司主建设维护，移动、电信、联通三大运营商主经 营的模式。为保障通讯的畅通，推动通信网络的全面覆盖，铁塔公司修建了大量通讯铁塔等 基站设施，且基站数目还在不断地增长中。随着信息时代的到来，基站需要承担的功能在不 断地增多，用户和内部用电设备的种类和数量在不断增加，导致基站用电量激增，且绝大部 分铁塔基站处于供电的末端，存在供电电压不足的问题，部分基站处于偏远地区，需要耗费大量人力物力架设、维护和检修电网，基站在供电安全性、可靠性和经济性等方面存在问题。
铁塔基站微电网是针对铁塔公司目前面临的诸多用电问题，在铁塔基站建设范围内，构建的一个包含微电源，储能装置，控制系统以及监测保护装置的小型电力系统。建设铁塔基站微电网，对解决铁塔公司面临的诸多用电问题有很大的帮助：
1、铁塔基站微电网的微电源包括风力发电机、光伏组件、柴油发电机等，提高了铁塔基站新能源使用率与渗透率，优化能源结构，减小环境污染；
2、铁塔基站遍布全国，可以根据当地的实际情况合理配置微电源规模与种类，使用配置灵活，能有效解决铁塔基站用电量增多的问题；偏远地区的铁塔基站，可以通过扩大微电源规模的方式，减少对大电网的依赖，减少输配电线路投资，降低用电维护成本；
3、铁塔基站微电网中整合了以蓄电池为主的储能系统，可以实现在微电源出力大时存储过剩的电能，出力小时补偿低电压，实现“移峰填谷"。储能系统还能稳定电压频率，增大系统惯性，从而降低电压波动和闪变，改善电能质量；
4、建立智能微电网系统，可以实现对基站内部所有电源、负荷以及其他对象的实时监测、调度和控制，进一步提高基站运行的自动化与智能化水平。
2. 基站光储能源系统总体架构
2.1. 基站能源管理系统总体架构
整个系统采用云边结合的架构，由智慧能源管理平台和协调控制器两部分组成。协调控制器关部署在各基站，采集光伏逆变器、储能 EMS、配电系统关口电表等设备的数据，基于算法，自动优化调度策略，实现基站多能互补与源网荷储协同，利用可再生能源，降低用能成本，提升光储系统效率。同时基于安全运行的需求，系统进行主动防护与告
警，方便人员及时运维。
基站光储智慧能源管理平台支持微电网协调控制器即插即用，该系统需要具备监视、控制、分析与优化功能。通过云边协同实现对整个基站光储系统的设备监控、系统协同运行控制、发用电优化调度、系统安全主动防护、告警分析、收益分析和报表导出等功能。
2.2. 智慧能源管理系统与基站的交互图 ：
图 1 基站智慧能源管理系统：安科瑞王丹丹13774416408
上图为所有基站接入智慧能源管理平台的结构图。各个基站通过协调控制器实现基站内部源、网、荷、储的采集、分析，并根据当前的工况实现源、网、荷、储各环节的协同运行。
协调控制器可主动采集现场光伏、储能、用电负荷等设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过有线/无线网络把数据上传至智慧能源管理平台。协调控制器可在网络故障时将数据存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。
针对原有的控制策略继续保持，确保系统安全稳定运行。
通过智慧能源管理平台可对各个区域接入的基站内的协调控制器进行远程配置与策略修改，如计划曲线、削峰填谷、新能源消纳等控制策略。同时，针对各个基站的设备、通讯运行情况进行分析，实现能耗分析、故障告警等功能，帮助运维人员及时发现问题，并进行维护管理，提升系统高效率运行。
3. 基站光储能源系统功能
基站光储系统建设主要分为基站光储站点建设与智慧能源管理平台两个部分。
3.1. 协调控制器
基站光储站点建设根据基站光储一体化方案，分为直流储能一体化、交流储备系统分离式、交流储备一体化多种方案，其结构图如下所示：
图 2 直流储备一体化方案
图 3 交流储备一体化方案
3.1.1. 基站光储系统结构
根据基站的构成以及基站设备需求，可通过 ACCU-100 协调控制器，获取基站光储系统内光伏系统的输出功率、储能状态、电价信息，调配光伏系统、市电、储能电池对所述
5G 基站通信设备的供电量。其基站光储系统结构示意图如下：
直流光储一体化组网示意图
交流光储一体化组网示意图
3.1.2. 协调控制器功能
ACCU-100 微电网协调控制器具备以下功能特点：数据采集：支持串口、以太网等多通道实时运行，满足各类风电与光伏逆变器、储能等
设备接入；
通讯管理：支持 Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT 等通信规约，可实现云边协同（结合安科瑞智慧能源管理云平台进行远程运维）、OTA 升级；具备独立运行的能力，在微电网能源管理系统发生故障之后，可以具有远程操控的能力对各设备下发控制策略。
边缘计算：灵活的报警阈值设置、主动上传报警信息、数据合并计算、逻辑控制、断点续传、数据加密、4G路由；
策略管理：防逆流、计划曲线、削峰填谷、需量控制、光储协调等，并支持策略定制;
系统安全：基于不可信模型设计的用户权限，防止非法用户侵入；基于数据加密与数据安全验证技术，采用数据标定与防篡改机制，实现数据固证和可追溯；
运行安全：采集分析包括电池、温控及消防在内的全站信号与测量数据，实现运行安全预警预测。
3.2. 智慧能源管理系统
微电网智慧能源管理系统通过对各个基站的源、网、荷、储能系统进行接入，全天候进行数据采集分析，监控光伏、储能系统、备用电源及传统负荷的运行状态，是一个集监控、能量管理、智能运维为一体的管理系统。完成不同目标下源网荷储资源之间的灵活互动与经济优化运行，实现能源效益、经济效益和环境效益。微电网智慧能源管理系统具备以
下功能(包含不限于):
3.2.1. 综合大屏看板
综合大屏看板模块的主要功能包括（不限于）：
（1）综合大屏需要显示地区地图及基站信息，显示单个站点的位置。
展示接入所有站点的综合数据，含接入站点数、告警信息、总的发电数据、用电数据、充放电数据及能耗排名、运行曲线。
（2）通过大屏展示单个基站能源的实时流动情况，用电统计情况，产生的社会效益情况，优化前后的负荷曲线、电费对比，各能源功率曲线，各回路功率排名情况。
对单个站点下各能源进行监测统计，实时统计储能充放电、负荷用能、新能源发电和收益情况，并展示光伏发电趋势、储能放电趋势和用能趋势。
根据能源流向，构建能源流向图，实时展示市电、储能的正反向流动情况，光伏、风电正向发电情况、负荷的用电情况，并展示各能源趋势图。
3.2.2. 光伏监控
光伏监控模块的主要功能包括：
（1）展示所有分布式光伏站的地理位置，显示整体电站容量，实时发电功率，日月年发电量及其收益。便于用户对电站进行整体分析。
（2）对单个电站运行情况进行监控，展示日月年发电量，功率曲线，逆变器参数，辐照度，环境温湿度，风速。帮助用户了解当前站点的基本信息和运行状态。
（3）监视单台逆变器运行状态，发电量，展示交流侧和直流侧实时数据。
（4）提供电站发电统计报表，支持报表、饼图切换，支持日、月、年形式切换，支持导出为 EXCEL。
（5）提供逆变器发电统计报表，支持表格图形切换，支持日、月、年形式切换，支持导出为 EXCEL。
（6）具备直流侧数据，辐照度，交流侧数据整合后进行分析。支持多台逆变器切换，自定义日期查询。
（7）针对光伏电站，支持绘制光伏配电一次图。展示发电组网结构以及逆变器和环境参数，数据实时刷新。
（8）对单个企业下光伏产生的收益进行统计，按照尖峰平谷发电收益和上网收益计算。
3.2.3. 储能监控
储能监控模块的主要功能包括：
（1）对平台所有储能站点进行集中监测展示，平台接入汇总，统计总体充放电、运行情况和收益情况，告警事件分级分析。
（2）对单个储能站点监测分析，展示站点的基本情况、图片信息，视频实时监控信息，充放电数据和收益，储能柜的环境信息，还有告警事件统计和列表滚动显示。
（3）对单个储能柜监测分析，展示储能柜环境、消防信息，柜中 PCS 状态、温度、充放电功率电量曲线，单体电芯电压、温度，SOC 曲线、电压/温度变化曲线。
（4）PCS 监测主要分为系统状态、交流侧、直流侧。系统状态展示 PCS 的运行情况，包括通讯状态、并离网状态、待机状态、调度状态，支持运行模式、控制模式、并离网模式下发。交流侧展示电压、电流、功率、充放电实时值和历史曲线。直流侧展示直流电压、电流、功率、直流充放实时值和历史曲线。
（5）BMS 监测主要分为系统信息、电池监测。系统信息展示电池簇电压、电流、状态、SOC、温度、循环次数实时数据和历史曲线。电池监测，对电池簇、PACK、电芯构成拓扑结构图，实时展示电压和温度信息，并统计最小电压、温度，用颜色区分。
（6）统计站点或者单个储能柜的周期充放电量和收益情况。
（7）统计站点级别各尖峰平谷时段的充放电量和费用情况，统计总体充电量、放电量、效率和净收益。
3.2.4. 负荷监控
负荷监控模块的主要功能包括：
（1）负荷监控监视内容包括微网内总负荷功率曲线、重要负荷的功率曲线、选定时间段内的分时用电量、以及各类负荷的实时用电功率。
（2）日负荷功率曲线：微网内今日总负荷功率曲线（除充电负荷以外的负荷）；
（3）分时段用电量：选定时间段内的日负荷分时段用电量对比；
（4）负荷电量：选定时间段内的各区域负荷日用电量对比.
3.2.5. 策略控制
3.2.5.1 模版管理
用于制定策略模版，根据“策略类型"进行模块切换，添加计划曲线、削峰填谷、新能源消纳、需量控制、动态扩容、逆功率等策略模版。再制定并管理储能策略模版中，选中某个策略后，右侧配置动画将展开；左侧可对储能模版进行增删改查，点击“添加"按钮时右侧展示空白策略模版生成悬浮窗，可输入自定义的策略模版名称，设定是否为默认模版（设定为默认模版后，在策略下发页面每次进入将默认勾选）；执行类型（计划曲线、削峰填谷、新能源消纳、需量控制、动态扩容、逆功率）等；以下对各策略进行展开说明。
3.2.5.2 策略下发
查看并下发策略，完成策略下发增删改查，列表展示内容：任务编号、任务名称、日期、策略方案、策略类型、是否启用。
3.2.5.3 策略进展
策略进展主要用于查看储能策略下发的进展情况。日历展示并区分“工作日策略"与“节假日策略"，点击“上个月"、“今天"、“下个月"快捷切换按钮可快速切换不同日期策略进展，默认展示当日策略数据，选中日历中的某天即切换展示对应日策略数据，选中的日期将高亮；平台策略状态表格展示对应储能电站所处日期范围内的策略执行列表，状态曲线 展示当日充放电的状态。右上角“工作日历"、“策略管理"、“策略下发"快捷键，可快速前往策略设置相关的页面。
右侧列表展示单个变电站下，对应时间段下的策略，根据不同策略类型存在单个变电站多条策略的情况。
平台策略状态展示两种曲线：1.历史充放电功率曲线。2.计划充放电功率曲线。
3.2.6. 统计分析
统计分析模块的主要功能包括：
（1）对单个企业下各能源进行监测统计，实时统计储能充放电、负荷用能、新能源发电和收益情况，并展示光伏发电趋势、储能放电趋势和用能趋势。
（2）可以查询任意时段内单个站点及总体的光伏发电量、负荷用电量、储能充电量、储能放电量等，并支持导出成 excel 文件。
（3）涉及到财务金额交易的数据，需要根据新能源公司要求，进行财务对账功能开发，满足新能源公司要求。
（4）具备对企业下光伏、储能、充电桩产生的收益进行统计。
（5）该模块具备同比、环比对比分析功能。
（6）统计各回路的能源用能报表，支持按日、月、年统计，支持图表展示，支持导出EXCEL。
（7）查看自定义分组后（可组合成分项、区域、部门等），各类能耗统计报表，支持按日报、月报、年报展示，支持柱状图、折线图和饼图展示，支持分组同环比分析，支持导出 Excel 表格。
（8）需要满足运营日常工作汇报要求，能够统计自定义不同时间段内所有厂站、所有设备的汇总数据以及对应的各个电站的 KPI 信息。同时能够导出相应的报表。
（9）用能能效分析功能，针对企业用能能效情况，结合所处的行业、当地供电政策等，主要包括用能对比、用能提醒、尖峰平谷、负荷分析、电压合格率、频率合格率、功率因素合格率、电流不平度、谐波分析等。
3.2.7. 能耗分析
3.2.7.1 支路能耗统计
统计选择回路的分类能源用能报表。
支持按、日、月年统计
支持导出 EXCEL 格式。
3.2.7.2 能耗同比分析
查看选定回路选择年份的每个月的能耗与上一年同期数据之间的对比情况，直观展示用
能数据差异。
提供柱状图对比与数据报表对比。
支持导出 EXCEL 表格。
3.2.7.3 能耗环比分析
查看各回路的环比用能情况。
支持按日、按周、按月的方式进行环比分析
支持导出 EXCEL 表格
3.7.2.4 损耗分析
通过详细的上下级支路配置，分析上下级之间的用能损耗，提供精确地数据支持。
3.2.8. 故障报警
故障报警模块的主要功能包括：
（1）系统支持将微电网管理系统的重要告警信息推送至用户平台、手机短信、语音外呼、邮箱、钉钉等。
（2）遥信事件页面主要用于记录设备参量的状态量变化日志，包括但不限于开关状态、刀闸状态、接头分合状态等信号，页面主要关注发生遥信的站点、时间、设备、参量和详情等内容。支持时间、仪表名称或编号、参数名等列进行数据筛选，支持导出为 EXCEL。
（3）遥测事件页面主要用于记录设备电参量在日常运行中是否超过限制的日志，包括但不限于电流、电压、功率、频率、主变温度和湿度等需要监测信号，页面主要关注发生遥测的站点、时间、设备、参量、上下限值、报警值和详情等内容。支持时间、仪表名称或编号、参数名等列进行数据筛选，支持导出为 EXCEL。
（2）报警分析页面用于分析用户所有站点的报警情况，根据报警类型或日、月、年时间跨度对发生的报警数量进行统计分析，并根据分析数据对用户站点的报警情况排序，帮助用户定位频发报警与问题站点。
（3）报警分级页面将报警信息按一般、紧急、事故分级显示，支持运维人员一键确认，可根据时间段、确认状态、报警类型、设备名称等筛选显示。
3.2.9. 设备档案管理
具备查询设备的基础信息和配电系统接线图展示。
（1）设备档案页面用于用户维护相应变电所下根据设备定义的模板而生成的实体设备，管理人员根据变电所内实际存在的设备填写必要的设备基础信息维护并进行维护。支持快速隐藏无实体设备的分类，支持同分组类型的设备批量上传维护。
（2）设备保养报表用于在用户维护设备的质保期与安装时间后对设备是否超长时间运行与过期运行进行检测，提醒用户及时查看或更换相应设备。
（3）设备二维码是平台为了减少巡检人员一步步点击菜单才能定位到需要巡检的设备流程而开发的功能。用户通过生成二维码与相应设备绑定，在使用运维配套 app 扫描二维码后可以快速定位设备信息，简化了巡检人员操作流程。
3.2.10. 运维管理
（1）任务管理是用户对平台运维能力，包括定期巡检、缺陷处理、报警消除、故障抢修和工单通知功能的综合管理页面，用户可使用该页面发布各类型任务及巡检操作票给相关人员，通过查看详情跟进任务的执行情况与巡检明细。支持直接上传现场图片，支持导出为EXCEL。
（2）巡检记录是针对巡检类型的任务在流程中需要管理的节点与数据进行统一监测的页面，主要关注巡检任务流程中的负责人、执行人进度，巡检的结束时间，签到的偏差，巡检的项目和发现的缺陷问题数量等内容。支持根据任务执行状态、结果、时间等列进行数据筛选，巡检图片采用压缩技术，降低占用空间。
（3）缺陷记录是针对缺陷类型的任务在巡检过程中发现的设备问题进行记录与处理的页面，主要关注发生缺陷的设备、设备的位置、发现缺陷的对应巡检工单、发生缺陷的位置、类型、紧急程度及处理建议等内容，对于需要及时处理的缺陷可直接针对性的发布消缺任务。
（4）消警记录是用户对平台接收到的报警信息发布了消警任务后进行统一跟踪管理的界面，平台会记录发生报警时设备的异常数据与消警处理后整改图片并跟踪消警任务的执行情况。
（5）抢修记录是针对抢修类型的任务流程进行统一管理的界面，任务的关注重点是需要进行抢修的站点及突发性的事件。
（6）通知工单是适用于地区负荷调整的功能，同地区的各组织机构负责人如因突发性事件或临时策略而需要让其他机构的总负荷进行调整时可发布的该类型任务，平台会给所有目标机构负责人发送短信验证码，负责人只有在平台校验短信内容后才能根据任务需要调整负荷情况，平衡整个地区的电力负荷。
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