浙江醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校臨安校區(qū)遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

淮亞利

 安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201904；

摘要：安科瑞遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)是以電能管理軟件和集中抄表軟件為主，包括計(jì)算機(jī)，通訊管理機(jī)，打印機(jī)等設(shè)置在內(nèi)的集成系統(tǒng)，主要完成電能表參數(shù)設(shè)置，用戶售電管理及用電管理工作，操作簡(jiǎn)便。幫助物業(yè)公司進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)操、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(duì)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(chǎng)和學(xué)校等管理部門，提高用電管理水平，解決收費(fèi)難問題的理想解決方案。

本文通過浙江醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校臨安校區(qū)遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)為例，介紹遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)在學(xué)校的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：學(xué)校；預(yù)付費(fèi)管理；遠(yuǎn)程抄表；

0  概述

  浙江醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校臨安校區(qū)項(xiàng)目位于浙江省杭州市臨安市錦南新城柯家村與市塢村區(qū)塊，由省領(lǐng)導(dǎo)和管理，省教育廳和省衛(wèi)生廳共建，培養(yǎng)醫(yī)藥衛(wèi)生類高等應(yīng)用性專門人才。學(xué)校前身為省立女子產(chǎn)科學(xué)校，創(chuàng)建于1925年，2004年經(jīng)教育部批準(zhǔn)正式建立浙江醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，目前在校生規(guī)模5000余人，設(shè)有臨床醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、護(hù)理、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)、康復(fù)治療技術(shù)等11個(gè)，師資力量雄厚。該項(xiàng)目已列為浙江省重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，總建筑面積199979平方米，其中地下建筑面積14997平方米，計(jì)劃于 2017年建成。本項(xiàng)目為浙江醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校臨安校區(qū)項(xiàng)目設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)一套。根據(jù)預(yù)付費(fèi)售電的要求，需要對(duì)學(xué)生宿舍用電進(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

  整個(gè)預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)浙江醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校臨安校區(qū)項(xiàng)目的0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行收費(fèi)管理和能效考核；監(jiān)控范圍為配電箱內(nèi)安裝的480臺(tái)DDSY1352-NK，分16條總線，現(xiàn)場(chǎng)所有電表均通過屏蔽雙絞線和設(shè)置于后臺(tái)的通訊管理機(jī)進(jìn)行通訊，由通訊管理機(jī)將數(shù)據(jù)處理后上傳至預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)后臺(tái)，后實(shí)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(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（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(fèi)多功能電表。這些裝置分別對(duì)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(chǎng)MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)采集裝置集中采集，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場(chǎng)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(jì)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(jì)算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)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，一般都采用二根連線，接線簡(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(shù)據(jù)但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)高傳輸速率為10Mbps。

  RS485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)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(gè)設(shè)備，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(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分為三個(gè)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(shí)對(duì)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(bào)表功能；用戶查詢機(jī)系統(tǒng)用于宿舍查詢個(gè)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，可用于宿舍用戶在手機(jī)網(wǎng)站終端上實(shí)時(shí)查詢個(gè)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：

  a 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；

  b 遠(yuǎn)程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態(tài)實(shí)時(shí)性高可到3分鐘以內(nèi)；

  c 支持單獨(dú)計(jì)價(jià)、多費(fèi)率、階梯電價(jià)：可對(duì)每塊電表單獨(dú)設(shè)置電價(jià)、費(fèi)率和階梯電價(jià)；

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

  e 數(shù)據(jù)安全：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸采用金融級(jí)的3DES加密算法，防止數(shù)據(jù)作弊竊電；

  f 手機(jī)短信提醒：當(dāng)金額不足或金額欠費(fèi)，共三級(jí)預(yù)警，都可及時(shí)短信通知用戶；

  g 遠(yuǎn)程控制：可對(duì)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；

  h 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(jì)量?jī)x表每天的用能狀況；

  i  個(gè)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(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(shí)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(shí)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(shí)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(gè)抄表、收費(fèi)、控制和核查工作，實(shí)現(xiàn)高度信息化和自動(dòng)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(shí)，也提高了經(jīng)濟(jì)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

  浙江醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校臨安校區(qū)遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)為4棟建筑內(nèi)的配電箱部分的監(jiān)測(cè)和收費(fèi)，再針對(duì)宿舍用電部分進(jìn)行預(yù)付費(fèi)電能管理，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程。

  配電箱采用DDSY1352-NK系列預(yù)付費(fèi)計(jì)量?jī)x表，該儀表主要測(cè)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(chǎng)實(shí)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(yùn)行的定時(shí)對(duì)所有儀表進(jìn)行集中遠(yuǎn)程抄表以外，還集成了報(bào)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(dòng)生成手機(jī)短信自發(fā)送給對(duì)應(yīng)的宿舍用戶，該功能需要與硬件配合使用。

  系統(tǒng)默認(rèn)半小時(shí)對(duì)所有表進(jìn)行一次遠(yuǎn)程集中抄表，時(shí)間間隔支持個(gè)性化配置。

  2.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（宿舍）管理模塊、售電管理模塊、報(bào)表中心模塊，系統(tǒng)大致運(yùn)行和操作流程如下：

  本系統(tǒng)所有的報(bào)表及記錄查詢，都支持excel格式導(dǎo)出的功能。

  主要實(shí)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(duì)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(duì)宿舍用戶執(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(duì)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(bào)表中心：提供售電財(cái)務(wù)報(bào)表、用能報(bào)表、報(bào)警報(bào)表等查詢。               

  系統(tǒng)針對(duì)宿舍開戶不僅支持一戶一表，也支持一戶掛多表的需要；同時(shí)支持和解決了項(xiàng)目改造后新老表切換時(shí)，老表金額轉(zhuǎn)入的問題；支持峰谷電價(jià)，支持一表一電價(jià)；可對(duì)單表設(shè)置功率過載的閾值，也支持設(shè)置單表金額報(bào)警的兩級(jí)閾值。

  批量遠(yuǎn)程操作場(chǎng)景中，系統(tǒng)提供了多項(xiàng)功能，針對(duì)開戶、報(bào)警1、報(bào)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(duì)儀表進(jìn)行遙控，遙控的命令類型如下：

  1.電價(jià)下發(fā)；2.設(shè)置下發(fā)（下發(fā)報(bào)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(dòng)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）

  系統(tǒng)還將電能計(jì)量?jī)x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(bào)表，為能耗分析、用能比對(duì)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，如果需要的能耗分析和管理，需要另外配置安科瑞能耗系統(tǒng)Acrel5000。

  系統(tǒng)還提供了多個(gè)報(bào)表以供查詢，分別是日/月/年財(cái)務(wù)銷售統(tǒng)計(jì)報(bào)表、失聯(lián)表/通訊管理機(jī)查詢報(bào)表、能耗查詢報(bào)表、實(shí)時(shí)報(bào)警/歷史報(bào)警查詢報(bào)表，支持導(dǎo)出。以下是財(cái)務(wù)報(bào)表和預(yù)付費(fèi)表日用能查詢報(bào)表：

登陸界面

系統(tǒng)可以根據(jù)用戶要求定制個(gè)性化的系統(tǒng)登錄界面。

  售電、退電、開戶時(shí)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(huì)生產(chǎn)的進(jìn)步，用戶用電量不斷增長(zhǎng)，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(shí)現(xiàn)“先交錢、后用電”，又可針對(duì)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(hào)召時(shí)有選擇性的進(jìn)行限電?，F(xiàn)場(chǎng)通過遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了先交費(fèi)后用電，可以避免學(xué)校的電費(fèi)墊資問題，從而緩解了資金壓力，另外將宿舍用電和配電區(qū)域隔離，防止了私接的問題。

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(jì)規(guī)范》

  GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)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(jì)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(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》

  DL/T5137-2001《電測(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

  GB2887《計(jì)算站場(chǎng)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》