上海新華紅星廣場項目遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：介紹上海新華紅星廣場預(yù)付費管理系統(tǒng)項目，采用智能遠程水表，采集各租戶實時用水量，通過智能遠程預(yù)付費計量系統(tǒng)，進而實現(xiàn)先售電后用電。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊傳至后臺，通過Acrel-3200型遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)各租用水收費、監(jiān)控和管理。

關(guān)鍵詞： 上海新華紅星廣場；商業(yè)建筑;遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng);Acrel-3200;

0  概述 

  新華•紅星廣場位于上海中外環(huán)之間，坐落于吳中路與虹井路路口，項目南臨吳中路、西靠虹井路、北沿先鋒街、東至金匯路，位于大虹橋、古北和徐家匯商圈的三區(qū)域交匯處，屬于吳中路商圈的中心位置。

本項目是為上海新華紅星廣場設(shè)計一套智能計量管理系統(tǒng)，本系統(tǒng)主是針本對商戶用水，實現(xiàn)商戶用水的智能化管理，為保證商戶用水的獨立性，采用一戶一表的方案。針對本項目為商業(yè)用戶配置智能遠傳水表來獨立計量每個商業(yè)用戶的用水量。通訊管理機通過RS-485總線采集所有終端計量儀表的數(shù)據(jù)。通訊管理機將數(shù)據(jù)通過由光纖組成的網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至中心管理計算機。系統(tǒng)管理軟件對數(shù)據(jù)進行存儲、處理，形成物業(yè)管理方需要的圖形、文字等形式的文件，以此實現(xiàn)整個項目商戶用水的智能化管理。

1  參考標(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》

GB50052-2016 《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》

GB50054-2015 《低壓配電設(shè)計規(guī)范》

IEC 61587   《電子設(shè)備機械結(jié)構(gòu)系列》

DL/T448-2016  《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/814-2013    《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》

2  系統(tǒng)方案

  安科瑞Acrel-3200遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)根據(jù)上海新華紅星廣場預(yù)付費管理系統(tǒng)遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)項目實際情況進行組網(wǎng)設(shè)計，對樓層租戶加裝智能遠傳水表，采用就地組網(wǎng)，遠端儀表采用數(shù)據(jù)采集箱采集，通過光纖傳輸至后臺，智能遠傳水表通過手拉手方式接入采集器。整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。

  現(xiàn)場設(shè)備層主要為：智能遠傳水表。這些裝置分別安裝在相應(yīng)租戶的供水主管道，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)服務(wù)器、顯示器、UPS電源、打印機等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在服務(wù)器上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。

  智能儀表現(xiàn)場連接

  現(xiàn)場智能裝置（遠程預(yù)付費電度表）以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVVSP2*1.0)進行通訊連接，每根總線連接智能儀表數(shù)量在32只以內(nèi)，不同種類的智能裝置連接在不同的總線上，然后將數(shù)據(jù)上傳至采集器，進而將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控主機。

  本項目中共計5棟商業(yè)綜合體，其中1-4#樓部分設(shè)計一套遠程預(yù)付費系統(tǒng)，5#樓以及地下商場部分設(shè)計一套遠程預(yù)付費系統(tǒng)。兩套系統(tǒng)共涉及智能遠傳水表800余臺。本項目后期會有兩家物業(yè)分別管理兩部分的租戶用水，收費等事宜。

鑒于以上情況，現(xiàn)以1-4#樓中的1#樓做簡單的系統(tǒng)組網(wǎng)介紹。

1#樓：1#樓的4層以下部分的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示：

  區(qū)域劃分：

  根據(jù)其1#樓的平面圖，將其分為三個區(qū)域，分別命名為1#樓西、1#樓中、1#樓東。每個區(qū)域再根據(jù)其具體的儀表位置以及數(shù)量，分為兩個部分。如將1#樓西分為紫色圓圈之內(nèi)和之外兩個區(qū)域，1#樓中、1#樓東分為矩形內(nèi)和矩形外兩部分。每個部分鋪設(shè)一根通訊線和一根電源線。

  布線要求：

  以1#樓西這個區(qū)域為例，圓圈內(nèi)以及圓圈外各鋪設(shè)一組線纜（通訊線和電源線），然后線纜通過中間的強電間連接到相應(yīng)的采集設(shè)備以及開關(guān)電源。

  其他樓層與1#樓原理相同，此處不做詳細介紹。

  數(shù)據(jù)采集設(shè)備與系統(tǒng)后臺主機之間的通訊，通過甲方已經(jīng)鋪設(shè)的光纖內(nèi)網(wǎng)實現(xiàn)，同時甲方IT部門為每個采集器以及系統(tǒng)后臺主機分配固定IP。由此實現(xiàn)數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)鏈接。

  本項目中1-4#樓遠程預(yù)付費系統(tǒng)共計劃分了8個區(qū)域，配置8套數(shù)據(jù)采集設(shè)備，以及系統(tǒng)后臺。

  5#樓以及地下商業(yè)部分遠程預(yù)付費系統(tǒng)共計劃分了6個區(qū)域，配置6套數(shù)據(jù)采集設(shè)備，以及系統(tǒng)后臺。

3  系統(tǒng)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行遠程抄表；遠程預(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ji端查詢網(wǎng)zhan，可用于商鋪用戶在手ji網(wǎng)zhan終端上實時查詢個人信息、充值、遠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配置導(dǎo)入系統(tǒng)就可以使用；

  遠程集中抄表：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；

  遠程控制：可對任意一塊電表執(zhí)行遠程拉閘或保電等一系列遠程控制操作，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ji查詢網(wǎng)zhan：支持手ji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，也無法進行用電管理、監(jiān)控和實時控制。

  利用遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)，無需IC卡，可以實現(xiàn)計算機遠程集中抄表、實時監(jiān)控、遠程充值和遠程控制，再通過預(yù)警信息和短信通知，以及手ji網(wǎng)zhan，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)濟效益，同時還具有防信息泄露防竊電的安全功能。

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行集中遠程抄表以外，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ji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。

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

②遠程預(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。

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、儀表及默認參數(shù)進行配置；

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

4.售電管理：對已開戶的表進行遠程售電、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；并且支持遠程對儀表進行遙控，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：

4  結(jié)束語

  商業(yè)建筑智能化管理是當(dāng)下的主流趨勢，在當(dāng)下的主流智能配電系統(tǒng)的普及的市場情況下，更多資費管理和系統(tǒng)結(jié)合的需求成為市場的主流聲音。

  從物業(yè)管理方的角度，業(yè)主的用能繳費一直是一個復(fù)雜的課題。首先是各個業(yè)主繳費時間的不，繳費的方式不，迫使物業(yè)管理方在此部分要花費大量的人力物力去維護相關(guān)信，收繳相關(guān)費用。

  針對市場的主要痛點，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行限電?，F(xiàn)場通過遠程預(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，防止了私接偷電的問題。

參考文獻
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[3].張恒.淺談工商業(yè)用戶IC卡預(yù)付費管理[J].城市燃氣 2015.01

劉丹，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