任運(yùn)業(yè)

 安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801

摘要：介紹福州大學(xué)研究生宿舍遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)，采用智能遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電度表，采集各租戶(hù)實(shí)時(shí)用電量、剩余電量，通過(guò)智能遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電度表進(jìn)行遠(yuǎn)程分合閘控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)先售電后用電。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊傳至后臺(tái)，通過(guò)Acrel-3200型遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各租戶(hù)用電的收費(fèi)、監(jiān)控和管理。

 關(guān)鍵詞：福州大學(xué)研究生宿舍;遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電度表;DDSY1352-NK;遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng);Acrel-3200;

0 概述 

福州大學(xué)是國(guó)家“雙一liu"建設(shè)高校、國(guó)家“211工程"重點(diǎn)建設(shè)大學(xué)、福建省人民政府與國(guó)家教育部共建高校。學(xué)校創(chuàng)建于1958年，現(xiàn)已發(fā)展成為一所以工為主、理工結(jié)合，理、工、經(jīng)、管、文、法、藝等多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的重點(diǎn)大學(xué)。 

項(xiàng)目中針對(duì)福州大學(xué)研究生宿舍設(shè)計(jì)一套智能用電計(jì)量管理系統(tǒng)，本系統(tǒng)主要是針本對(duì)租戶(hù)用電的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)租戶(hù)用電的智能化管理，為保證租戶(hù)用電的獨(dú)立性和安全性，應(yīng)采用一戶(hù)一表的方案，針對(duì)本項(xiàng)目為租戶(hù)配置安科瑞終端預(yù)付費(fèi)電能計(jì)量表計(jì)DDSY1352-NK來(lái)獨(dú)立計(jì)量每個(gè)租戶(hù)的用電量。通訊管理機(jī)通過(guò)RS-485總線(xiàn)采集所有終端電能計(jì)量?jī)x表的數(shù)據(jù)。通訊管理機(jī)將數(shù)據(jù)通過(guò)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至管理計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)管理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理，形成物業(yè)管理方需要0 的圖形、文字等形式的文件，以此實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)宿舍的智能化管理。

1 參考標(biāo)準(zhǔn)

ISO/IEC11801 《國(guó)際綜合布線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)》

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(jì)規(guī)范》

GB50054-2011 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》

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

DL/T448-2000  《電能計(jì)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(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》

DL/T5137-2001    《電測(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

GB2887     《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)條件》

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

2 系統(tǒng)方案

安科瑞Acrel-3200遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)根據(jù)福州大學(xué)研究生宿舍數(shù)字生命產(chǎn)業(yè)園實(shí)際情況進(jìn)行組網(wǎng)設(shè)計(jì)，對(duì)樓層租戶(hù)加裝遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電度表，采用就地組網(wǎng)，在后臺(tái)服務(wù)器位置放置一臺(tái)采集器，遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電度表通過(guò)手拉手方式接入采集器。整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層主要為：遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電度表。這些裝置分別對(duì)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)MODBUS總線(xiàn)組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)采集裝置集中采集，同時(shí)傳至站控層，完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

站控管理層：設(shè)有高性能工業(yè)服務(wù)器、顯示器、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在服務(wù)器上，集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶(hù)。

智能儀表現(xiàn)場(chǎng)連接示意

現(xiàn)場(chǎng)智能裝置（遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電度表）以手拉手方式通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)(RVVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線(xiàn)連接智能儀表數(shù)量在32只以?xún)?nèi)，不同種類(lèi)的智能裝置連接在不同的總線(xiàn)上，然后將數(shù)據(jù)上傳至采集器，進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控主機(jī)。具體連接示意圖如下所示：

3  系統(tǒng)功能

整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分為三個(gè)大塊，分別是集中抄表服務(wù)系統(tǒng)，遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)，以及用戶(hù)查詢(xún)系統(tǒng)。

集中抄表服務(wù)程序常年運(yùn)行，不間斷定時(shí)對(duì)所有表進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表；遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)包含所有開(kāi)戶(hù)、售電、遙控及報(bào)表功能；用戶(hù)查詢(xún)機(jī)系統(tǒng)用于用戶(hù)查詢(xún)個(gè)人信息、充值和用電情況；另外還可配置手機(jī)端查詢(xún)網(wǎng)站，可用于用戶(hù)在手機(jī)網(wǎng)站終端上實(shí)時(shí)查詢(xún)個(gè)人信息、充值、遠(yuǎn)程控制及每日用電情況，如果條件滿(mǎn)足，還支持用戶(hù)使用支付寶銀聯(lián)等方式遠(yuǎn)程自助購(gòu)電。

主要特點(diǎn)如下：

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

u 遠(yuǎn)程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態(tài)實(shí)時(shí)性最高可精確到3分鐘以?xún)?nèi)；

u 支持單獨(dú)計(jì)價(jià)、多費(fèi)率、階梯電價(jià)：可對(duì)每塊電表單獨(dú)設(shè)置電價(jià)、費(fèi)率和階梯電價(jià)；

u 遠(yuǎn)程售電：財(cái)務(wù)集中管理，電量實(shí)時(shí)下發(fā)，并比對(duì)充值次數(shù)防止作bi；

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

u 手機(jī)短信提醒：當(dāng)金額不足或金額欠費(fèi)，共三級(jí)預(yù)警，都可及時(shí)短信通知商戶(hù)；

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

u 能耗分析及查詢(xún)：用戶(hù)和管理員都可查詢(xún)預(yù)付費(fèi)表或各類(lèi)接入的計(jì)量?jī)x表每天的用能狀況；

u 個(gè)人手機(jī)查詢(xún)網(wǎng)站：支持手機(jī)端用戶(hù)自主購(gòu)電，自主查詢(xún)。

傳統(tǒng)的IC卡預(yù)付費(fèi)售電管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了先交費(fèi)后用電的管理模式，但由于抄收電表數(shù)據(jù)依賴(lài)于購(gòu)電卡，用戶(hù)用電數(shù)據(jù)滯后于發(fā)生時(shí)間，不僅需要人工抄表，也無(wú)法有效進(jìn)行用電管理、監(jiān)控和實(shí)時(shí)控制。

利用遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)，無(wú)需IC卡，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程集中抄表、實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程充值和遠(yuǎn)程控制，再通過(guò)預(yù)警信息和短信通知，以及手機(jī)網(wǎng)站，物管部門(mén)即可完成整個(gè)抄表、收費(fèi)、控制和核查工作，實(shí)現(xiàn)高度信息化和自動(dòng)化，大大提高用電營(yíng)銷(xiāo)管理效率和水平，節(jié)約人力物力的同時(shí)，也提高了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還具有防信息泄露防竊電的安全功能。

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(yùn)行的定時(shí)對(duì)所有儀表進(jìn)行集中遠(yuǎn)程抄表以外，還集成了報(bào)警短信發(fā)送服務(wù)，能將電費(fèi)金額預(yù)警和欠費(fèi)預(yù)警自動(dòng)生成手機(jī)短信自發(fā)送給對(duì)應(yīng)的用戶(hù)，該功能需要與硬件短xin貓配合使用。

系統(tǒng)默認(rèn)半小時(shí)對(duì)所有表進(jìn)行一次遠(yuǎn)程集中抄表，時(shí)間間隔支持個(gè)性化配置。

②遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)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(hù)（商鋪）管理模塊、售電管理模塊、報(bào)表中心模塊，系統(tǒng)大致運(yùn)行和操作流程如下： 

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

1.登陸管理：管理操作員賬戶(hù)及權(quán)限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；

2.系統(tǒng)設(shè)置：對(duì)建筑、通訊管理機(jī)、儀表及默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行配置；

3.用戶(hù)管理：對(duì)商鋪用戶(hù)執(zhí)行開(kāi)戶(hù)、銷(xiāo)戶(hù)、遠(yuǎn)程分合閘、抄表導(dǎo)出及記錄查詢(xún)等操作；

4.售電管理：對(duì)已開(kāi)戶(hù)的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售電、退電、沖正及記錄查詢(xún)等操作；

5.報(bào)表中心：提供售電財(cái)務(wù)報(bào)表、用能報(bào)表、報(bào)警報(bào)表等查詢(xún)。

系統(tǒng)針對(duì)用戶(hù)開(kāi)戶(hù)不僅支持一戶(hù)一表，也支持一戶(hù)掛多表的需要；同時(shí)支持和解決了項(xiàng)目改造后新老表切換時(shí)，老表金額轉(zhuǎn)入的問(wèn)題；支持峰谷電價(jià)，支持一表一電價(jià)；可對(duì)單表設(shè)置功率過(guò)載的閾值，也支持設(shè)置單表金額報(bào)警的兩級(jí)閾值。

批量遠(yuǎn)程操作場(chǎng)景中，系統(tǒng)提供了多項(xiàng)功能，針對(duì)開(kāi)戶(hù)、報(bào)警1、報(bào)警2、欠費(fèi)、未開(kāi)戶(hù)、失聯(lián)狀態(tài)都有不同的顏色顯示；并且支持遠(yuǎn)程對(duì)儀表進(jìn)行遙控，遙控的命令類(lèi)型如下：

1.電價(jià)下發(fā)；2.設(shè)置下發(fā)（下發(fā)報(bào)警金額閾值和過(guò)載功率閾值）；3.保電（強(qiáng)制儀表合閘）；4.恢復(fù)預(yù)付費(fèi)（欠費(fèi)自動(dòng)跳閘的模式）；5.拉閘（強(qiáng)制斷電）；6.抄表導(dǎo)出（導(dǎo)出當(dāng)前所有表狀態(tài)為EXCEL）

系統(tǒng)還提供了多個(gè)報(bào)表以供查詢(xún)，分別是日/月/年財(cái)務(wù)銷(xiāo)售統(tǒng)計(jì)報(bào)表、失聯(lián)表/通訊管理機(jī)查詢(xún)報(bào)表、能耗查詢(xún)報(bào)表、實(shí)時(shí)報(bào)警/歷史報(bào)警查詢(xún)報(bào)表，支持導(dǎo)出。以下是財(cái)務(wù)報(bào)表和預(yù)付費(fèi)表日用能查詢(xún)報(bào)表：

4  結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)生產(chǎn)的進(jìn)步，對(duì)供電質(zhì)量要求不斷提高的同時(shí)，也存在大量拖欠電費(fèi)的情況，極大的加重了供電企業(yè)的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。為了使供電企業(yè)提高電費(fèi)收繳率，規(guī)避惡意欠費(fèi)造成的經(jīng)濟(jì)損失，我公司特提供成套的預(yù)付費(fèi)解決方案，系統(tǒng)不但可以預(yù)收電費(fèi)，實(shí)現(xiàn)“先交錢(qián)、后用電"，又可針對(duì)用戶(hù)用電性質(zhì)不同可在電力供應(yīng)緊張或響應(yīng)政府關(guān)于“節(jié)能減排"等號(hào)召時(shí)有選擇性的進(jìn)行限電。現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了先交費(fèi)后用電，可以避免物業(yè)公司的電費(fèi)墊資問(wèn)題，從而緩解了商業(yè)剛剛運(yùn)營(yíng)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dian的問(wèn)題。

作者簡(jiǎn)介：

任運(yùn)業(yè)，男，主要研究方向?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng)。