摘要：針對當(dāng)前各種規(guī)模的商業(yè)廣場、物業(yè)小區(qū)或農(nóng)貿(mào)市場等用電環(huán)境,，為了解決電費(fèi)收費(fèi)難的問題,，過去十年，預(yù)付費(fèi)電表及IC卡售電系統(tǒng)成為主流,，由于數(shù)據(jù)與環(huán)境脫離,，系統(tǒng)防偽造,、防攻擊、防篡改,、防跟蹤等數(shù)據(jù)安全性能始終是一個突出的技術(shù)問題,，往往給物業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。安科瑞遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的實(shí)施,，為物業(yè)公司挽回了經(jīng)濟(jì)損失的同時,，創(chuàng)造了相當(dāng)可觀的效益，也節(jié)約了大量的人力成本,。

關(guān)鍵詞：電能管理,；用電控制；遠(yuǎn)程集中抄表,；商業(yè)廣場 ,；遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)

中圖分類號：TM933 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1001-1390（2016）00-0000-00

0 前言

        遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)，是一項(xiàng)集底層通信技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),、電能計(jì)量技術(shù)、加密技術(shù),、數(shù)據(jù)存儲技術(shù),、信息化技術(shù)與現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管控系統(tǒng)。

        該系統(tǒng)主要完成電能表參數(shù)設(shè)置,，商戶售電管理及用電管理工作,，操作簡便，實(shí)行物業(yè)公司遠(yuǎn)程實(shí)時操作,、遙控和監(jiān)控,，具有良好的人機(jī)界面，能夠有效的統(tǒng)計(jì)和管理數(shù)據(jù),，并對數(shù)據(jù)的安全性做了有效的保密措施,。安裝方便，是用電管理部門,、商業(yè)廣場和物業(yè)小區(qū)等管理部門,，提高用電管理水平，解決收費(fèi)難問題的理想產(chǎn)品,。

       相比傳統(tǒng)的插卡式預(yù)付費(fèi)系統(tǒng),，不僅安全性更高（用戶與物理硬件隔離，數(shù)據(jù)高強(qiáng)度加密）,，有效杜絕電漏電的發(fā)生,，所有電能表都能夠?qū)崟r納入監(jiān)控范圍，用戶欠費(fèi)過載等都有報警提示，能夠遠(yuǎn)程拉閘送電等操作,，而且對于用電費(fèi)用差額,，能耗分析等數(shù)據(jù)分析提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

       該大型商業(yè)廣場首次上線該系統(tǒng)6個月內(nèi),，依靠系統(tǒng)完成電費(fèi)收繳450萬人民幣,，較之以前大大提升了利潤水平，并且大幅度減少了人工成本和管理成本,。

1 項(xiàng)目概述及建設(shè)目標(biāo)

      該大型商業(yè)廣場總建筑面積70萬㎡,，由50萬㎡商鋪以及20萬㎡社區(qū)住宅組成，是集購物,、美食,、旅游、文化,、酒店,、休閑、娛樂,、運(yùn)動,、居住、商務(wù)十大主題功能于一體的大型商業(yè)地產(chǎn)項(xiàng)目,。

      本項(xiàng)目中納入系統(tǒng)管控的單相預(yù)付費(fèi),、三相預(yù)付費(fèi),、二次接入等各類儀表總計(jì)2435個,。

2 遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

      本項(xiàng)目是針對商業(yè)廣場、物業(yè)小區(qū),、農(nóng)貿(mào)市場等的商業(yè)用戶設(shè)計(jì)一套智能用電計(jì)量管理系統(tǒng),，針對商戶用電的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)商戶用電的智能化管理,，為保證商戶用電的獨(dú)立性和安全性,，采用一戶一表的方案。

      針對本項(xiàng)目為商業(yè)用戶配置安科瑞終端預(yù)付費(fèi)電能計(jì)量表計(jì) DTSY1352-C,、DDSY1352-C 來獨(dú)立計(jì)量每個商業(yè)用戶的用電量,。通訊管理機(jī)通過 RS-485 總線采集所有終端電能計(jì)量儀表的數(shù)據(jù)。本項(xiàng)目中選用的安科瑞終端電能計(jì)量表計(jì)技術(shù)指標(biāo)和功能符合國家GB/T17215-2002,、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T615-2007對電能表的各項(xiàng)技術(shù)要求,。

      通訊管理機(jī)將數(shù)據(jù)通過由光纖組成的網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至中心管理計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)管理軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲,、處理,，系統(tǒng)管理軟件由此進(jìn)行遠(yuǎn)程集中抄表、售電、拉閘等操作,，形成物管方需要的圖形,、文字等形式的文件，以此實(shí)現(xiàn)整個城市廣場商戶用電的智能化管理,。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

      依據(jù)整個商業(yè)廣場的配電情況分布情況,，本系統(tǒng)組網(wǎng)方案采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括：站控管理層,、網(wǎng)絡(luò)通訊層,、現(xiàn)場設(shè)備層。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)布線原理圖

Fig.1 system wiring diagram

      站控管理層管理是人機(jī)交互的直接窗口,，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計(jì)算,、分析與處理，并以圖形,、數(shù)顯,、聲音等方式反映現(xiàn)場的運(yùn)行狀況，是系統(tǒng)的上層部分,。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備,，如服務(wù)器、打印機(jī),、UPS電源等組成,。

      通訊層使用的設(shè)備為ANE-Lx8通訊管理機(jī)。該層是數(shù)據(jù)上行和下達(dá)的橋梁,，主要負(fù)責(zé)對485總線上連接的所有儀表進(jìn)行集中抄表,、數(shù)據(jù)緩存和數(shù)據(jù)上傳，以及對服務(wù)器端傳輸過來的遙控指令執(zhí)行指令透傳和回送上傳,。

      現(xiàn)場設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測量的各類型的儀表等,，也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。主要型號包括安科瑞品牌三相預(yù)付費(fèi)電能表DTSY1352-NK,、單相預(yù)付費(fèi)電能表DDSY1352-NK,。

2.2 數(shù)據(jù)流程設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)流程走向主要分為兩種:

1) 遠(yuǎn)程集中抄表數(shù)據(jù)流程。

圖2 集中抄表數(shù)據(jù)流程

Fig.2 centralized meter reading data flow

2) 開戶,、售電,、遙控等操作數(shù)據(jù)流程。

圖3 遙控?cái)?shù)據(jù)流程

Fig.3 remote control data flow

2.3系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)

      整個系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)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)，以及用戶查詢機(jī)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,。主要特點(diǎn)如下：

 ◆ 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；

 ◆ 遠(yuǎn)程集中抄表：免去人工抄表,，電表狀態(tài)實(shí)時性高可精確到3分鐘以內(nèi),；

◆ 支持單獨(dú)計(jì)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；

◆ 遠(yuǎn)程售電：財(cái)務(wù)集中管理,，電量實(shí)時下發(fā),，并比對充值次數(shù)防止作弊；

◆ 數(shù)據(jù)安全：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)作弊竊電,；

◆ 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,；

◆ 遠(yuǎn)程控制：可對任意一塊電表執(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,；

◆ 能耗分析及查詢：用戶和管理員都可查詢預(yù)付費(fèi)表或管控表每天的用能狀況,。

組成系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖4所示：

圖4 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

Fig.4 system hardware structure

2.3.1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配合使用,，使用短信廠商提供的開發(fā)接口SDK進(jìn)行開發(fā)。

系統(tǒng)默認(rèn)半小時對所有表進(jìn)行一次遠(yuǎn)程集中抄表,，時間間隔支持個性化配置,。

通訊管理機(jī)集抄上傳的數(shù)據(jù)幀格式如下：

<XML>

<010101 online=”True”>

//單表抄表數(shù)據(jù)

</010101>

……

<090999 online=”True”>

//單表抄表數(shù)據(jù)

</090999>

</XML>

2.3.2用戶查詢機(jī)系統(tǒng)

      商鋪用戶可通過物管公司門口的觸摸屏，使用開戶時獲取的用戶號和初始密碼,，登陸觸摸屏查看個人信息,、儀表狀態(tài)、剩余金額,、充值記錄以及日用電記錄等信息,。

圖5 查詢機(jī)系統(tǒng)界面1

Fig.5 query system interface1

圖6 查詢機(jī)系統(tǒng)界面2

Fig.6 query system interface2

2.3.3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、報表中心模塊,，系統(tǒng)大致運(yùn)行和操作流程如圖7所示：

圖7 系統(tǒng)應(yīng)用流程

Fig.7 system application process

1.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；

2.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；

3.用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)行開戶,、銷戶,、遠(yuǎn)程分合閘、抄表導(dǎo)出及記錄查詢等操作,；

4.售電管理：對已開戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售電,、退電、沖正及記錄查詢等操作,；

5.報表中心：提供售電財(cái)務(wù)報表,、用能報表、報警報表等查詢,。

      系統(tǒng)針對商鋪開戶不僅支持一戶一表,，也支持一戶掛多表的需要；同時支持和解決了項(xiàng)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，支持一表一電價,；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。

用戶開戶界面如圖8所示：

圖8 用戶開戶界面

Fig.8 user account interface

      批量遠(yuǎn)程操作場景中,，系統(tǒng)提供了多項(xiàng)功能,，針對開戶、報警1,、報警2,、欠費(fèi)、未開戶,、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）

批量遠(yuǎn)程操作場景界面如圖9所示：

圖9 批量操作界面

Fig.9 batch interface

      系統(tǒng)還將二次接入的電能計(jì)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,、用能比對和安全用電提供強(qiáng)有力的依據(jù)。該功能用于替代部分能耗分析和管理系統(tǒng)的功能,，如果需要專業(yè)的能耗分析和管理,，需要另外配置安科瑞能耗系統(tǒng)Acrel5000。

根據(jù)時間段,、回路編號等條件,，查詢時間段內(nèi)抄表電能值及能耗差值，界面如圖10所示：

圖10 能耗查詢界面

Fig.10 energy consumption query interface

       系統(tǒng)還提供了多個報表以供查詢,，分別是日/月/年財(cái)務(wù)銷售統(tǒng)計(jì)報表,、失聯(lián)表/通訊管理機(jī)查詢報表、能耗查詢報表,、實(shí)時報警/歷史報警查詢報表,，支持導(dǎo)出。

財(cái)務(wù)報表(日銷售報表)如圖11所示：

圖11 日銷售報表

Fig.11 daily sales report

預(yù)付費(fèi)表日用能報表如圖12所示：

圖12 日用能報表

Fig.12 daily energy consumption report

3 結(jié)束語

      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(shí)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(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程集中抄表、實(shí)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，物管部門即可完成整個抄表,、收費(fèi),、控制和核查工作,，實(shí)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安全功能,。

文章來源：《電測與儀表》2016年15期增刊。