劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

摘要：介紹北京社會(huì )管理學(xué)院-宿舍智能管理平臺，采用智能預付費儀表進(jìn)行遠程分合控制，達到預付費使用功能。系統采用現場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠傳至后臺，通過(guò)Acrel-3200型遠程預付費電能管理系統實(shí)現配電回路用電的收費和能效管理。

關(guān)鍵詞：學(xué)生宿舍;DDSF1352-CD預付費電能表；Acrel-3200型；預付費電能管理系統

0  概述 

      北京社會(huì )管理學(xué)院位于北京市東燕郊經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區，是中華人民共和民政部直屬的普通高等學(xué)校。

是經(jīng)民政部批準、教育部備案正式成立民政部管理干部學(xué)院，學(xué)院有燕郊和大興兩個(gè)校區，總占地面積906畝，有17個(gè)專(zhuān)業(yè)方向，有在校學(xué)生3000余名，教職工290多人，其中高級職稱(chēng)教師占45%以上、具有博士或碩士學(xué)位的占80%以上、雙師比例達70%以上。

      根據學(xué)校宿舍用電的性及實(shí)用性預付費售電的要求，需要對北京社會(huì )管理學(xué)院所有學(xué)生宿舍樓層配電箱進(jìn)行預付費系統改造。每個(gè)房間的用電回路要求進(jìn)三出控制，出線(xiàn)控制回路包括照明插座用電，空調等，并且要求有惡性負債識別及定時(shí)控制等功能。做到及集中管理的功能。

1  系統結構描述

       本監控系統主要實(shí)現北京社會(huì )管理學(xué)院宿舍樓配電系統進(jìn)行收費管理和；監控范圍為號公寓45臺、二號公寓182臺、三號公寓73臺、si號公寓57臺、五號公寓179、六號公寓212臺共計748臺DDSF1352-CD預付費電表。每棟公寓設置臺采集箱，區域內的儀表經(jīng)過(guò)就近的采集箱經(jīng)過(guò)串口服務(wù)器透傳后通過(guò)校園局域網(wǎng)進(jìn)行通訊，實(shí)現總線(xiàn)上儀表與監控主機的數據連通完成收費管理的系統功能。

       本監控系統采用分層分布式結構，即站控層，通訊層與間隔層；

       如圖（1）所示：

圖（1）網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

       間隔設備層主要為：預付費多功能電表這些裝置分別對應相應的次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過(guò)現場(chǎng)MODBUS總線(xiàn)組網(wǎng)通訊，實(shí)現數據現場(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場(chǎng)采集裝置集中采集，同時(shí)遠傳至站控層，完成現場(chǎng)層和站控層之間的數據交互。

       站控管理層：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場(chǎng)設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶(hù)。

       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(xiàn)傳輸，般都采用二根連線(xiàn)，接線(xiàn)簡(jiǎn)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)送數據但是在同時(shí)刻只能發(fā)送或接收數據，數據傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線(xiàn)上允許連接多達32個(gè)設備，傳輸距離為1.2km。

2  遠程預付費電能管理主要功能

        整個(gè)系統軟件設計分為三個(gè)大塊，分別是集中抄表服務(wù)系統，遠程預付費電能管理系統，以及用戶(hù)查詢(xún)系統。集中抄表服務(wù)程序常年運行，不間斷定時(shí)對所有表進(jìn)行遠程抄表；遠程預付費系統包含所有開(kāi)hu、售電、遙控及報表功能；用戶(hù)查詢(xún)機系統用于商鋪查詢(xún)個(gè)人信息、充值和用電情況；另外還可配置手ji端查詢(xún)網(wǎng)站，可用于商鋪用戶(hù)在手ji網(wǎng)站終端上實(shí)時(shí)查詢(xún)個(gè)人信息、充值、遠程控制及每日用電情況，系統還能與校園卡通進(jìn)行對接，做到學(xué)校統管理等。

       主要特點(diǎn)如下：

?快速配置，即裝即用：將電表和通訊管理機配置導入系統就可以使用；

?遠程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態(tài)實(shí)時(shí)性可達到3分鐘以?xún)龋?/p>

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

?遠程售電：財務(wù)集中管理，電量實(shí)時(shí)下發(fā)，并比對充值次數防止作bi；

?數據：網(wǎng)絡(luò )數據傳輸采用金融級的3DES加密算法，防止數據作bi竊電；

?遠程控制：可對任意塊電表執行遠程拉閘或保電等系列遠程控制操作，方便管理；

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

3  案例分析

       北京社會(huì )管理學(xué)院預付費系統，主要是針對學(xué)生宿舍進(jìn)行綜合管理的套系統，它重要的個(gè)核心功能就是售電及用電管理，系統軟件可以識別學(xué)生所使用的用電器是否為阻型負債，如果是阻型負債系統會(huì )自動(dòng)斷電，并且有幾次的復位功能。并且還可以做到定時(shí)開(kāi)關(guān)燈及分別控制單個(gè)回路功能，做到定時(shí)關(guān)燈而空調回路正常使用等，既能方便管理又能節能的效果。

現場(chǎng)實(shí)現了以下功能：

1.集中抄表服務(wù)系統

       集中抄表服務(wù)程序包含三大模塊，除了常年運行的定時(shí)對所有儀表進(jìn)行集中遠程抄表以外，還集成了報警短信發(fā)送服務(wù)，能將電費金額預警和欠費預警自動(dòng)生成手ji短信自發(fā)送給對應的商鋪用戶(hù)，該功能需要與硬件短xin貓配合使用。

系統默認半小時(shí)對所有表進(jìn)行次遠程集中抄表，時(shí)間間隔支持個(gè)性化配置。

2.遠程預付費電能管理系統

      本系統分為五大模塊，分別是操作員登陸模塊、系統配置模塊、用戶(hù)（商鋪）管理模塊、售電管理模塊、報表模塊，系統大致運行和操作流程如下： 

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

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

      2.系統設置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數進(jìn)行配置；

      3.用戶(hù)管理：對商鋪用戶(hù)執行開(kāi)hu、銷(xiāo)戶(hù)、遠程分合閘、抄表導出及記錄查詢(xún)等操作；

      4.售電管理：對已開(kāi)hu的表進(jìn)行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢(xún)等操作；

      5.報表：提供售電財務(wù)報表、用能報表、報警報表等查詢(xún)。

       系統針對商鋪開(kāi)hu不僅支持戶(hù)表，也支持戶(hù)掛多表的需要；同時(shí)支持和解決了項目改造后新老表切換時(shí)，老表金額轉入的問(wèn)題；支持峰谷電價(jià)，支持表電價(jià)；可對單表設置功率過(guò)載的閾值，也支持設置單表金額報警的兩級閾值。

       批量遠程操作場(chǎng)景中，系統提供了多項功能，針對開(kāi)hu、報警1、報警2、欠費、未開(kāi)hu、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(jìn)行遙控，遙控的命令類(lèi)型如下：

      1.電價(jià)下發(fā)；2.設置下發(fā)（下發(fā)報警金額閾值和過(guò)載功率閾值）；3.保電（強制儀表合閘）；4.恢復預付費（欠費自動(dòng)跳閘的模式）；5.拉閘（強制斷電）；6.抄表導出（導出當前所有表狀態(tài)為EXCEL）

      售電系統還將電能計量?jì)x表接入系統，進(jìn)行遠程集中抄表后，提供了輔助的能耗查詢(xún)報表，為能耗分析、用能比對和用電提供強有力的依據。

       系統還提供了多個(gè)報表以供查詢(xún)，分別是日/月/年財務(wù)銷(xiāo)售統計報表、失聯(lián)表/通訊管理機查詢(xún)報表、能耗查詢(xún)報表、實(shí)時(shí)報警/歷史報警查詢(xún)報表，支持導出。以下是財務(wù)報表和預付費表日用能查詢(xún)報表：

4  結束語(yǔ)

      校園預付費系統的使用主要還是學(xué)校對學(xué)生宿舍管理難、問(wèn)題突出等問(wèn)題進(jìn)行的個(gè)用電管理功能。它更多體現的是學(xué)校對學(xué)生的人身的重視，學(xué)生宿舍由于有大量使用熱得快等大功率阻型負載，很容易發(fā)生火災的情況。還有就是學(xué)生宿舍的綜合管理，做到定時(shí)控制，欠費斷電等功能，既解決了學(xué)校的人工成本又能從根本上杜絕惡性負載的使用。本系統還與校園卡通完美結合，實(shí)現校園內統管理。

參照標準：

ISO/IEC11801 《綜合布線(xiàn)標準》

GB/50198 《監控系統工程技術(shù)規范》

GB50052-2009       《供配電系統設計規范》

GB50054-2011       《低壓配電設計規范》

IEC 61587          《電子設備機械結構系列》

DL/T448-2000   《電能計量裝置技術(shù)管理規程》

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)規范》

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

DL/T/814-2002       《配電自動(dòng)化系統功能規范》

DL/T5137-2001      《電測量及電能計量裝置設計技術(shù)規程》

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

GB/T18460.3          《IC卡預付費售電系統 第3部分： 預付費電度表》

作者簡(jiǎn)介：

劉細鳳，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電