石景山區(qū)京西商務(wù)遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng) 的設(shè)計與應(yīng)用

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：介紹石景山區(qū)京西商務(wù)遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)，采用智能預(yù)付費(fèi)儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程分合控制，達(dá)到預(yù)付費(fèi)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(yuǎn)傳至后臺，通過Acrel-3200型遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)配電回路用電的收費(fèi)和能效管理。

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

0、概述 

  石景山區(qū)京西商務(wù)（西區(qū)）商業(yè)金融用地項目是指由1#樓等7項（石景山區(qū)京西商務(wù)（西區(qū)）商業(yè)金融用地項目）和5#樓等9項（石景山區(qū)京西商務(wù)（西區(qū)）商業(yè)金融用地項目）共同組成的項目整體。1#樓等7項(石景山區(qū)京西商務(wù)（西區(qū)）商業(yè)金融用地項目)（簡稱6號地），由四幢高層辦公樓（兩個17層、兩個14層）及三層裙房組成，總建筑面積139127平方米，地上總建筑面積約91739平方米，地下建筑面積約47388平方米。5#樓等9項（石景山區(qū)京西商務(wù)（西區(qū)）商業(yè)金融用地項目）（簡稱8號地）由五幢高層辦公樓（5#樓25層，6#樓16層，7#、8#、9#樓32層）及三層裙房組成，總建筑面積229613平方米，地上總建筑面積約145565平方米，地下建筑面積約84048平方米；地上功能為辦公、酒店及商業(yè)、地下使用功能為人防、停車庫、酒店用房及機(jī)電設(shè)備用房。

  本項目為石景山區(qū)京西商務(wù)遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)。根據(jù)預(yù)付費(fèi)售電的要求，需要對石景山區(qū)京西商務(wù)9棟商業(yè)樓的樓層配電箱回路進(jìn)行預(yù)付費(fèi)電能管理，以保證先收費(fèi)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)石景山區(qū)京西商務(wù)商戶預(yù)付費(fèi)售電管理；方案在每個租戶配電箱內(nèi)設(shè)置臺單相預(yù)付費(fèi)電表DDSY1352-NK，共計2300只。按照單臺采集器接入電表的數(shù)量多少將9棟樓劃分為15個區(qū)域，各區(qū)域都設(shè)置臺采集箱，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)過光纖專網(wǎng)后與系統(tǒng)服務(wù)器連接進(jìn)行通訊，zui后實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通，完成收費(fèi)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：

區(qū)域內(nèi)連接圖

整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

  間隔設(shè)備層主要為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表和預(yù)付費(fèi)多功能電表。這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的次設(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(yuǎn)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(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)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，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)但是在同時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)zui高傳輸速率為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(qiáng)，總線上允許連接多達(dá)32個設(shè)備，zui大傳輸距離為1.2km。

2、遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)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(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)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(yùn)行，不間斷定時對所有表進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表；遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)包含所有開用戶、售電、遙控及報表功能；用戶查詢機(jī)系統(tǒng)用于商鋪查詢個人信息、充值和用電情況；另外還可配置手機(jī)端查詢，可用于商鋪用戶在手機(jī)終端上實時查詢個人信息、充值、遠(yuǎn)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(yuǎn)程自助購電。

主要特點(diǎn)如下：

  1.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；

  2.遠(yuǎn)程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態(tài)實時性zui高可到3分鐘以內(nèi)；

  3.支持單獨(dú)計價、多費(fèi)率、階梯電價：可對每塊電表單獨(dú)設(shè)置電價、費(fèi)率和階梯電價；

  4. 遠(yuǎn)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)防止作假；

  5.數(shù)據(jù)：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)作假竊電；

  6. 手機(jī)短信提醒：當(dāng)金額不足或金額欠費(fèi)，共三級預(yù)警，都可及時短信通知商戶；

  7.遠(yuǎn)程控制：可對任意塊電表執(zhí)行遠(yuǎn)程拉閘或保電等系列遠(yuǎn)程控制操作，方便管理；

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

  9.個人手機(jī)查詢：支持手機(jī)端用戶購電，查詢。

  傳統(tǒng)的IC卡預(yù)付費(fèi)售電管理系統(tǒng)實現(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(jìn)行用電管理、監(jiān)控和實時控制。

  利用遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)，無需IC卡，可以實現(xiàn)計算機(jī)遠(yuǎn)程集中抄表、實時監(jiān)控、遠(yuǎn)程充值和遠(yuǎn)程控制，再通過預(yù)警信息和短信通知，以及手機(jī)，物管部門即可完成整個抄表、收費(fèi)、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(jì)效益，同時還具有防信息泄露防竊電的功能。

3、案例分析

  石景山區(qū)京西商務(wù)遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)針對商業(yè)部分進(jìn)行預(yù)付費(fèi)電能管理，并可實現(xiàn)遠(yuǎn)程。

現(xiàn)場實現(xiàn)了以下功能：

  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)行的定時對所有儀表進(jìn)行集中遠(yuǎn)程抄表以外，還集成了報警短信發(fā)送服務(wù)，能將電費(fèi)金額預(yù)警和欠費(fèi)預(yù)警自動生成手機(jī)短信自發(fā)送給對應(yīng)的商鋪用戶，該功能需要與硬件短信硬件配合使用。

  系統(tǒng)默認(rèn)半小時對所有表進(jìn)行次遠(yuǎn)程集中抄表，時間間隔支持個性化配置。

  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（商鋪）管理模塊、售電管理模塊、報表模塊，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(jī)、儀表及默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行配置；用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)行開用戶、銷戶、遠(yuǎn)程分合閘、抄表導(dǎo)出及記錄查詢等操作；售電管理：對已開用戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；報表：提供售電財務(wù)報表、用能報表、報警報表等查詢。

  系統(tǒng)針對商鋪開用戶不僅支持戶表，也支持戶掛多表的需要；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，支持表電價；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(yuǎn)程操作場景中，系統(tǒng)提供了多項功能，針對開用戶、報警1、報警2、欠費(fèi)、未開用戶、失聯(lián)狀態(tài)都有不同的顏色顯示；并且支持遠(yuǎn)程對儀表進(jìn)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(qiáng)制儀表合閘）；4.恢復(fù)預(yù)付費(fèi)（欠費(fèi)自動跳閘的模式）；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）

售電

  系統(tǒng)還將電能計量儀表接入系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程集中抄表后，提供了輔助的能耗查詢報表，為能耗分析、用能比對和用電提供強(qiáng)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(jī)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(fèi)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(jìn)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(fèi)的情況，極大的加重了供電企業(yè)的經(jīng)營風(fēng)險。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(jìn)行限電?，F(xiàn)場通過遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)的系統(tǒng)，實現(xiàn)了先交費(fèi)后用電，可以避免物業(yè)公司的電費(fèi)墊資問題，從而緩解了商業(yè)提剛剛運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)：

    ISO/IEC11801     《綜合布線標(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)計規(guī)范》

    GB50054-2011     《低壓配電設(shè)計規(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(fèi)售電系統(tǒng) 第3部分： 預(yù)付費(fèi)電度表》

作者簡介：劉細(xì)鳳，女，本科。任職單位：現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司