繆建梅
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要：介紹廣西柳州窯埠古鎮(zhèn)遠(yuǎn)程預(yù)付費電能管理系統(tǒng),，采用智能預(yù)付費儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程分合控制,，達(dá)到預(yù)付費使用功能。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)付費電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)配電回路用電的收費和能效管理。
關(guān)鍵詞：智能電力儀表;預(yù)付費電能表,；Acrel-3200型,；預(yù)付費電能管理系統(tǒng)

0  概述 
  窯埠古鎮(zhèn)，柳州重點工程,，百里柳江點睛之作,，位于東堤南路，蟠龍山下,，享CBD核心地段,，為“百里柳江”璀璨明珠，坐擁一線江景。該地塊總面積86406.55㎡,，位于柳州市重點發(fā)展的區(qū)域——河?xùn)|新區(qū),，該地塊不僅擁有河?xùn)|新區(qū)的核心位置，更擁有一線江景,，同時地塊周邊既緊鄰CBD辦公,、商業(yè)、居住中心,，又被市政公園,、蟠龍山公園以及沿江景觀帶所包圍，具備CBD后花園的天然勢,。
  本項目針對廣西柳州窯埠古鎮(zhèn)項目的商業(yè)用戶設(shè)計一套智能用電計量管理系統(tǒng),，本系統(tǒng)主是針本對商戶用電的性質(zhì)，實現(xiàn)商戶用電的智能化管理,，針對本項目為商業(yè)用戶配置安科瑞終端預(yù)付費多用戶電能計量表箱ADF300來分別獨立計量每個商業(yè)用戶的用電量,。根據(jù)預(yù)付費售電的要求，需要對廣西柳州窯埠古鎮(zhèn)配電間內(nèi)的配電回路出線進(jìn)行預(yù)付費電能管理,，以保證先收費后用電,。
1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述
  本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)廣西柳州窯埠古鎮(zhèn)商業(yè)街配電間的出線回路進(jìn)行收費管理和能效考核；監(jiān)控范圍為16臺ADF300多用戶預(yù)付費計量箱,，設(shè)置一臺采集箱,，儀表經(jīng)過采集箱經(jīng)過串口服務(wù)器采集分析后通過RS485總線和后臺進(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,，完成能效管理和收費管理的系統(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（1）所示：

圖（1）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)付費多功能電表。這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(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)有高性能工業(yè)計算機(jī)、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,，一般都采用二根連線,，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)但是在同一時刻只能發(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,；另外還可配置手機(jī)端查詢網(wǎng)站,，可用于商鋪用戶在手機(jī)網(wǎng)站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)實時性zui高可到3分鐘以內(nèi),；
  支持單獨計價、多費率,、階梯電價：可對每塊電表單獨設(shè)置電價,、費率和階梯電價,；
  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bi,；
  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bi竊電,；
  手機(jī)短信提醒：當(dāng)金額不足或金額欠費,，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)付費表或各類接入的計量儀表每天的用能狀況,；
  個人手機(jī)查詢網(wǎng)站：支持手機(jī)端用戶自主購電,，自主查詢。
  傳統(tǒng)的IC卡預(yù)付費售電管理系統(tǒng)實現(xiàn)了先交費后用電的管理模式,，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)網(wǎng)站,，物管部門即可完成整個抄表,、收費、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安全功能。
3  案例分析
  廣西柳州窯埠古鎮(zhèn)遠(yuǎn)程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)為配電出線計量收費,，實現(xiàn)對租戶進(jìn)行預(yù)付費電能管理,，并可實現(xiàn)遠(yuǎn)程。
  采用ADF300多用戶預(yù)付費計量儀表,，該儀表主要測量所有常規(guī)電力參數(shù),，如：三相電壓,、電流、有功功率,、功率因數(shù),、頻率、有功電度,、剩余電量,、剩余金額。
現(xiàn)場實現(xiàn)了以下功能：
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)，能將電費金額預(yù)警和欠費預(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mao配合使用,。
  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,。

2.遠(yuǎn)程預(yù)付費電能管理系統(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,；報表中心：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。

  批量遠(yuǎn)程操作場景中,，系統(tǒng)提供了多項功能,，針對開戶,、報警1、報警2,、欠費,、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（欠費自動跳閘的模式）；5.拉閘（強(qiáng)制斷電）,；6.抄表導(dǎo)出（導(dǎo)出當(dāng)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。

 通訊管理機(jī)設(shè)置

  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,。

  售電,、退電,、開戶時系統(tǒng)支持三聯(lián)單單據(jù)打印的功能,，單據(jù)格式默認(rèn)如下，可以由客戶確認(rèn)后自由定制
4  結(jié)束語
  隨著社會生產(chǎn)的進(jìn)步,，在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的情況,，的加重了供電企業(yè)的經(jīng)營風(fēng)險,。為了使供電企業(yè)提高電費收繳率，規(guī)避惡意欠費造成的經(jīng)濟(jì)損失,，我公司特提供成套的預(yù)付費解決方案,，系統(tǒng)不但可以預(yù)收電費,，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)付費的系統(tǒng)，實現(xiàn)了先交費后用電,，可以避免物業(yè)公司的電費墊資問題,，從而緩解了商業(yè)提剛剛運營的資金壓力，另外將業(yè)主和配電區(qū)域隔離,，防止了私接tou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   《1部分：總則》
DL/T 698.2-2010    《2部分：主站技術(shù)規(guī)范》
DL/T 698.31-2010   《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)付費售電系統(tǒng) 3部分： 預(yù)付費電度表》

作者簡介：
繆建梅，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