河南科技學(xué)院遠程預付費電能管理系統的設計與應用

摘要：介紹河南科技學(xué)院新科學(xué)院遠程預付費電能管理系統，采用智能預付費多用戶(hù)計量箱ADF300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：智能預付費多用戶(hù)計量箱ADF300；Acrel-3200型；

0 概述 
     本項目為河南科技學(xué)院新科學(xué)院提供解決方案。本項目共有ADF300多用戶(hù)預付費計量箱50臺，針對5棟學(xué)生的宿舍用電實(shí)現用電的智能化管理，通過(guò)安科瑞終端預付費電能計量表計ADF300來(lái)集中計量每個(gè)房間的用電量，以保證先收費后用電。

1 系統結構描述
     本系統主要實(shí)現河南科技學(xué)院新科學(xué)院項目遠程預付費電能管理，對配電箱的末端用戶(hù)配電系統進(jìn)行收費管理；監控現場(chǎng)50臺ADF300多用戶(hù)預付費計量箱，485總線(xiàn)手拉手連接到后臺，走校園局域網(wǎng)，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一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：串口服務(wù)器，其主要功能為把分散在現場(chǎng)采集裝置集中采集并傳至站控層，完成現場(chǎng)層和站控層之間的數據交互。
站控管理層：設有高性能塔式服務(wù)器、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控系統安裝在服務(wù)器上，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，一般都采用二根連線(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)送數據但是在同一時(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30個(gè)設備，傳輸距離為1.2km。 

2 遠程預付費電能管理系統主要功能
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)戶(hù)、售電、遙控及報表功能。主要特點(diǎn)如下：
a.快速配置，即裝即用：
b.將電表和通訊管理機配置導入系統就可以使用；
c.遠程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態(tài)實(shí)時(shí)性可準確到3分鐘以?xún)龋?br/>d.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)；
e.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zuo弊； 
f.數據安全：網(wǎng)絡(luò )數據傳輸采用金融級的3DES加密算法，防止數據zuo弊竊電； 
g.遠程控制：可對任意一塊電表執行遠程拉閘或保電等一系列遠程控制操作，方便管理； 
h.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；
傳統的IC卡預付費售電管理系統實(shí)現了先交費后用電的管理模式，但由于抄收電表數據依賴(lài)于購電卡，用戶(hù)用電數據滯后于發(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、監控和實(shí)時(shí)控制。
利用遠程預付費電能管理系統，無(wú)需IC卡，可以實(shí)現計算機遠程集中抄表、實(shí)時(shí)監控、遠程充值和遠程控制，物管部門(mén)即可完成整個(gè)抄表、收費、控制和核查工作，實(shí)現高度信息化和自動(dòng)化，大大提高用電營(yíng)銷(xiāo)管理效率和水平，節約人力物力的同時(shí)，也提高了經(jīng)濟效益，同時(shí)還具有防信息泄露防竊電的安全功能。

3 案例分析
河南科技學(xué)院新科學(xué)院項目遠程預付費電能管理系統，樓層分配電箱采用安科瑞公司多用戶(hù)預付費計量箱ADF300，該儀表主要測量電度值、剩余電量、剩余金額等電參量。
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xin發(fā)送服務(wù)，能將電費金額預警和欠費預警自動(dòng)生成手機短xin自發(fā)送給對應的用戶(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)行一次遠程集中抄表，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、報表中心模塊，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。
a)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；
b)系統設置：對建筑、儀表及默認參數進(jìn)行配置； 
c)用戶(hù)管理：對商鋪用戶(hù)執行開(kāi)戶(hù)、銷(xiāo)戶(hù)、遠程分合閘、抄表導出及記錄查詢(xún)等操作； 
d)售電管理：對已開(kāi)戶(hù)的表進(jìn)行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢(xún)等操作； 
e)報表中心：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)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)，支持一表一電價(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)戶(hù)、報警1、報警2、欠費、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）

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、用能比對和安全用電提供強有力的依據。該功能用于替代部分能耗分析和管理系統的功能。

      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)
      建筑智能化管理是當下的主流趨勢，在當下的主流智能配電系統的普及的市場(chǎng)情況下，更多資費管理和系統結合的需求成為市場(chǎng)的主流聲音。
     從物業(yè)管理方的角度，業(yè)主的用能繳費一直是一個(gè)復雜的課題。首先是各個(gè)業(yè)主繳費時(shí)間的不統一，繳費的方式不統一，迫使物業(yè)管理方在此部分要花費大量的人力物力去維護相關(guān)信息，收繳相關(guān)費用。
針對市場(chǎng)的主要痛點(diǎn)，我公司特提供成套的預付費解決方案，系統不但可以預收電費，實(shí)現“先交錢(qián)、后用電"，又可針對用戶(hù)用電性質(zhì)不同可在電力供應緊張或響應*關(guān)于“節能減排"等號召時(shí)有選擇性的進(jìn)行限電?，F場(chǎng)通過(guò)遠程預付費的系統，實(shí)現了先交費后用電，可以避免學(xué)校的電費墊資問(wèn)題，另外將業(yè)主和配電區域隔離，防止了私接的問(wèn)題。

參考文獻
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