重慶銅梁中學空調(diào)計量項目遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：介紹重慶銅梁中學空調(diào)計量項目遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)，采用智能預(yù)付費儀表進行遠程分合控制，達到預(yù)付費使用功能。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-3200型遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)配電回路用電的收費和能效管理。

關(guān)鍵詞：商業(yè)綜合體;預(yù)付費電能表；預(yù)付費電能管理系統(tǒng)

0  概述 

  重慶市銅梁中學校是原四川省*中學，直轄市*中學，位于銅梁區(qū)巴川街道鳳山之巔，與邱少云烈士紀念館毗鄰。學校創(chuàng)建于1907年，有百年辦學歷史，桃李芬芳，英才輩出，鑄就了學校光榮的傳統(tǒng)，深厚的文化底蘊和"實干、追求、奉獻"的銅中精神。近年來，學校確立了"建現(xiàn)代化示范高中，育新世紀創(chuàng)新人才"的辦學目標，基本形成了"自主學習，培養(yǎng)特長;以德育人，形成合力"的辦學特色。銅中是莘莘學子求學的勝地，成才的搖籃。現(xiàn)有93個教學班，7000余名學生，教職工360人。距離重慶市區(qū)50公里，毗鄰319國道、遂渝高速公路、銅合公路等，交通便利。

  本項目為重慶銅梁中學空調(diào)計量項目遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)。根據(jù)預(yù)付費售電的要求，需要對重慶銅梁中學1#、2#、3#宿舍空調(diào)用電進行預(yù)付費電能管理，以保證先收費后用電。

1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

  本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)重慶銅梁中學空調(diào)計量項目學生宿舍預(yù)付費售電管理；方案在樓層配電箱內(nèi)設(shè)置單相預(yù)付費電表DDSY1352-NK，1#宿舍樓264只多功能電表；2#宿舍樓163只多功能電表；3#宿舍樓97只多功能電表。實現(xiàn)每個學生宿舍單獨計量，每棟宿舍樓設(shè)置一臺數(shù)據(jù)采集箱，區(qū)域內(nèi)的儀表經(jīng)過485總線接入采集箱，采集箱上端經(jīng)過局域網(wǎng)后與系統(tǒng)服務(wù)器連接進行通訊，后實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通，完成收費管理的系統(tǒng)功能。

  本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通訊層與間隔層；

  如圖所示：

整體網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

  間隔設(shè)備層主要為：預(yù)付費多功能電表。這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

  網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

  站控管理層：設(shè)有高性能服務(wù)器、顯示器、UPS電源、打印機等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。

  以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-

RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps。

RS485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，大傳輸距離為1.2km。

2  遠程預(yù)付費電能管理主要功能

  整個系統(tǒng)軟件設(shè)計分為三個大塊，分別是集中抄表服務(wù)系統(tǒng)，遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)，以及用戶查詢系統(tǒng)。

  集中抄表服務(wù)程序常年運行，不間斷定時對所有表進行遠程抄表；遠程預(yù)付費系統(tǒng)包含所有開戶、售電、遙控及報表功能；用戶查詢機系統(tǒng)用于宿舍查詢余額、充值和用電情況；另外還可配置手機端查詢，可用于用戶在手機終端上實時查詢個人信息、充值、遠程控制及每日用電情況，如果條件滿足，還支持用戶使用支付寶銀聯(lián)等方式遠程自助購電。

  主要特點如下：

  快速配置，即裝即用：將電表和通訊管理機配置導(dǎo)入系統(tǒng)就可以使用；

  遠程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態(tài)實時性可到3分鐘以內(nèi)；

  支持單獨計價、多費率、階梯電價：可對每塊電表單獨設(shè)置電價、費率和階梯電價；

  遠程售電：財務(wù)集中管理，電量實時下發(fā)，并比對充值次數(shù)防止；

  數(shù)據(jù)安全：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸采用金融級的3DES加密算法，防止數(shù)據(jù)竊電；

  遠程控制：可對任意一塊電表執(zhí)行遠程拉閘或保電等一系列遠程控制操作，方便管理；

  能耗分析及查詢：用戶和管理員都可查詢預(yù)付費表或各類接入的計量儀表每天的用能狀況。

  傳統(tǒng)的IC卡預(yù)付費售電管理系統(tǒng)實現(xiàn)了先交費后用電的管理模式，但由于抄收電表數(shù)據(jù)依賴于購電卡，用戶用電數(shù)據(jù)滯后于發(fā)生時間，不僅需要人工抄表，也無法有效進行用電管理、監(jiān)控和實時控制。

  利用遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)，無需IC卡，可以實現(xiàn)計算機遠程集中抄表、實時監(jiān)控、遠程充值和遠程控制，再通過預(yù)警信息和短信通知，以及手機，物管部門即可完成整個抄表、收費、控制和核查工作，實現(xiàn)高度信息化和自動化，大大提高用電營銷管理效率和水平，節(jié)約人力物力的同時，也提高了經(jīng)濟效益，同時還具有防信息泄露防竊電的安全功能。

3  案例分析

  重慶銅梁中學空調(diào)計量項目遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)針對商業(yè)部分進行預(yù)付費電能管理，并可實現(xiàn)遠程。

現(xiàn)場實現(xiàn)了以下功能：

1.集中抄表服務(wù)系統(tǒng)

  集中抄表服務(wù)程序包含三大模塊，除了常年運行的定時對所有儀表進行集中遠程抄表以外，還集成了報警短信發(fā)送服務(wù)，能將電費金額預(yù)警和欠費預(yù)警自動生成手機短信自發(fā)送給對應(yīng)的宿舍用戶，該功能需要與硬件配合使用（暫未開放此功能）。

  系統(tǒng)默認半小時對所有表進行一次遠程集中抄表，時間間隔支持個性化配置。

2.遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)

  本系統(tǒng)分為五大模塊，分別是操作員登陸模塊、系統(tǒng)配置模塊、用戶管理模塊、售電管理模塊、報表中心模塊，系統(tǒng)大致運行和操作流程如下： 

本系統(tǒng)所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導(dǎo)出的功能。

  主要實現(xiàn)功能：

登陸管理：管理操作員賬戶及權(quán)限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；系統(tǒng)設(shè)置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數(shù)進行配置；用戶管理：對用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠程分合閘、抄表導(dǎo)出及記錄查詢等操作；售電管理：對已開戶的表進行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；報表中心：提供售電財務(wù)報表、用能報表、報警報表等查詢。

  系統(tǒng)針對宿舍開戶不僅支持一戶一表，也支持一戶掛多表的需要；同時支持和解決了項目改造后新老表切換時，老表金額轉(zhuǎn)入的問題；支持峰谷電價，支持一表一電價；可對單表設(shè)置功率過載的閾值，也支持設(shè)置單表金額報警的兩級閾值。

  批量遠程操作場景中，系統(tǒng)提供了多項功能，針對開戶、報警1、報警2、欠費、未開戶、失聯(lián)狀態(tài)都有不同的顏色顯示；并且支持遠程對儀表進行遙控，遙控的命令類型如下：

  1.電價下發(fā)；2.設(shè)置下發(fā)（下發(fā)報警金額閾值和過載功率閾值）；3.保電（強制儀表合閘）；4.恢復(fù)預(yù)付費（欠費自動跳閘的模式）；5.拉閘（強制斷電）；6.抄表導(dǎo)出（導(dǎo)出當前所有表狀態(tài)為EXCEL）

批量操作

售電

  系統(tǒng)還將電能計量儀表接入系統(tǒng)，進行遠程集中抄表后，提供了輔助的能耗查詢報表，為能耗分析、用能比對和安全用電提供強有力的依據(jù)。

  系統(tǒng)還提供了多個報表以供查詢，分別是日/月/年財務(wù)銷售統(tǒng)計報表、失聯(lián)表/通訊管理機查詢報表、能耗查詢報表、實時報警/歷史報警查詢報表，支持導(dǎo)出。以下是財務(wù)報表和預(yù)付費表日用能查詢報表：

 登陸界面

  系統(tǒng)可以根據(jù)用戶要求定制個性化的系統(tǒng)登錄界面。

4  結(jié)束語

  隨著社會生產(chǎn)的進步，在商業(yè)用戶用電量不斷增長、對供電質(zhì)量要求不斷提高的同時，也存在大量拖欠電費的情況，大的加重了供電企業(yè)的經(jīng)營風險。為了使供電企業(yè)提高電費收繳率，規(guī)避惡意欠費造成的經(jīng)濟損失，我公司特提供成套的預(yù)付費解決方案，系統(tǒng)不但可以預(yù)收電費，實現(xiàn)“先交錢、后用電”，又可針對用戶用電性質(zhì)不同可在電力供應(yīng)緊張或響應(yīng) 關(guān)于“節(jié)能減排”等號召時有選擇性的進行限電?，F(xiàn)場通過遠程預(yù)付費的系統(tǒng)，實現(xiàn)了先交費后用電，可以避免物業(yè)公司的電費墊資問題，從而緩解了商業(yè)提剛剛運營的資金壓力，另外將業(yè)主和配電區(qū)域隔離，防止了私接偷電的問題。

參照標準：

ISO/IEC11801           《綜合布線標準》

GB/50198                 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

GB50052-2009         《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》

GB50054-2011         《低壓配電設(shè)計規(guī)范》

IEC 61587                《電子設(shè)備機械結(jié)構(gòu)系列》

DL/T448-2000           《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》

DL/T 698.1-2009       《第1部分：總則》

DL/T 698.2-2010       《第2部分：主站技術(shù)規(guī)范》

DL/T 698.31-2010    《第3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求》

DL/T/814-2002        《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》

DL/T5137-2001      《電測量及電能計量裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》

GB2887                 《計算站場地技術(shù)條件》

GB/T18460.3         《IC卡預(yù)付費售電系統(tǒng) 第3部分： 預(yù)付費電度表》