摘要：由于傳統電費管理制度采用先用電后收費的方法存在弊端，由此產(chǎn)生了預付費供電方式，先交費后用電，有效地解決了收費難的問(wèn)題，也可以實(shí)現宿舍安全用電的智能化管理，提高供電效率,避免私拉亂接。安科瑞遠程預付費云平臺系統是以預付費管理軟件結合預付費儀表來(lái)實(shí)現預付費和安全用電管理、時(shí)間控制、功率控制等功能，是學(xué)校用電管理部門(mén)、商業(yè)廣場(chǎng)和物業(yè)小區等管理部門(mén)，提高用電管理水平，解決收費難問(wèn)題的理想解決方案。
0 概述
西南科技大學(xué)城市學(xué)院坐落于中國科技城——四川省綿陽(yáng)市，現有安州、游仙兩個(gè)校區，規劃占地1200畝，建成及規劃建筑面積近40萬(wàn)平方米?，F有在校生20000余人，擁有一支高素質(zhì)教師隊伍。該項目為安州校區的學(xué)生宿舍預付費云平臺系統。
1 系統結構描述
預付費云平臺系統主要實(shí)現西南科技大學(xué)城市學(xué)院安州校區學(xué)生宿舍的收費管理和能效考核；監控范圍為配電箱內安裝的260臺單相預付費儀表，分14條總線(xiàn)，現場(chǎng)所有電表均通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)和設置于后臺的通訊管理機進(jìn)行通訊，由通訊管理機將數據處理后上傳至預付費系統后臺，實(shí)現總線(xiàn)上儀表與監控主機的數據連通，完成能效管理和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：多功能網(wǎng)絡(luò )電力儀表和預付費多功能電表。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：通訊管理機，也稱(chēng)智能網(wǎng)關(guān)，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，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)，遠程預付費電能管理，以及用戶(hù)余額查詢(xún)。
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；用戶(hù)查詢(xún)機系統用于宿舍查詢(xún)個(gè)人信息、充值和用電情況；另外還可配置手機端查詢(xún)網(wǎng)站，可用于宿舍用戶(hù)在手機網(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，如果條件滿(mǎn)足，還支持用戶(hù)使用支付寶銀聯(lián)等方式遠程自助購電。
3 案例分析
西南科技大學(xué)城市學(xué)院安州校區遠程預付費云平臺系統為4棟學(xué)生宿舍建筑，針對學(xué)生宿舍進(jìn)行預付費電能管理，并可實(shí)現遠程控制和充值。
配電箱采用預付費計量?jì)x表，儀表主要測量所有常規電力參數，如：電壓、電流、有功功率、功率因數、頻率、有功電度、剩余電量、剩余金額。
現場(chǎng)實(shí)現了以下功能：
a 預付費管理功能：先交費，后用電，支持微信、支付寶、校園一卡通充值；
b 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1分鐘以?xún)龋?/div>
c 用電安全：支持惡性負載識別功能，禁止在宿舍使用熱得快、電熱毯、電爐子等容易引發(fā)火災的惡性負載，同時(shí)授權可以使用的設備可設置白名單；
d 負載控制：可以針對單個(gè)宿舍進(jìn)行功率控制，達到限制自動(dòng)跳閘，可設置自動(dòng)恢復；
e 數據安全：網(wǎng)絡(luò )數據傳輸采用金融級的3DES加密算法，防止數據竊電；
f 手機短信提醒：當金額不足或金額欠費，共三級預警，都可及時(shí)短信通知商戶(hù)；
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；
I 個(gè)人手機查詢(xún)：支持手機端用戶(hù)自主購電，自主查詢(xún)。
J：財務(wù)報表：可定期為財務(wù)提供報表，充值金額、使用金額、剩余金額等等；
4 結束語(yǔ)
預付費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政府關(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，從而緩解了資金壓力，另外將宿舍用電和配電區域隔離，防止了私接的問(wèn)題，更主要的是幫助學(xué)校實(shí)現學(xué)生宿舍用電安全的管理，預防宿舍火災發(fā)生。
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