遠程預付費電能管理系統(tǒng)的研究與應用

摘要：介紹海亮寧海公學項目預付費云平臺系統(tǒng)，采用三相預付費電能表進行遠程分合控制，達到預付費使用功能。系統(tǒng)采用RS485接線組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過4G信號遠傳至后臺，通過AcrelCloud-3200型遠程預付費電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)配電回路用電的收費和能效管理。

0 概述

海亮寧海公學項目預付費云平臺系統(tǒng)是針對該項目相對分散的用電場景，在大數(shù)據(jù)背景支持下，通過云平臺數(shù)據(jù)處理，在云端實現(xiàn)各個區(qū)域的遠程計量、繳費、報表、分析四位一體化的系統(tǒng)。

本項目為海亮寧海公學宿舍，實現(xiàn)用電的智能化管理，通過安科瑞終端預付費電能計量表計來實現(xiàn)宿舍的用電量管理，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)海亮寧海公學項目預付費云平臺系統(tǒng)，現(xiàn)場的分布情況如下：

4棟宿舍10臺安科瑞ADF400預付費型多用戶表，分別通過4臺ANE網(wǎng)關(guān)4G信號集中上傳。

本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站層，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：控

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圖（1）網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

間隔設(shè)備層主要為：單、三相預付費電能表。這些裝置分別對應相應的一次設(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：串口服務器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集并傳至站控層，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)有高性能塔式服務器、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。

2 遠程預付費電能管理系統(tǒng)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系統(tǒng)，遠程預付費電能管理系統(tǒng)，以及用戶查詢系統(tǒng)。

集中抄表服務程序常年運行，不間斷定時對所有表進行遠程抄表；預付費云平臺包含所有開戶、售電、遙控及報表功能。主要特點如下：

a. 快速配置，即裝即用：將電表和通訊管理機配置導入系統(tǒng)就可以使用；

b. 遠程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態(tài)實時性最高可精確到3分鐘以內(nèi)；

c. 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；

d. 遠程售電：財務集中管理，電量實時下發(fā)，并比對充值次數(shù)防止作弊；

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

f. 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；

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

傳統(tǒng)的IC卡預付費售電管理系統(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，也無法有效進行用電管理、監(jiān)控和實時控制。

利用遠程預付費電能管理系統(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，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。

3 案例分析

海亮寧海公學項目預付費云平臺系統(tǒng)，宿舍配電柜內(nèi)安裝我司終端預付費電能計量表計ADF400，該儀表主要測量電度值、剩余電量、剩余金額等電參量。

現(xiàn)場實現(xiàn)了以下功能：

1.集中抄表服務系統(tǒng)

集中抄表服務程序包含三大模塊，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，能將電費金額預警和欠費預警自動生成手機短信自發(fā)送給對應的用戶，該功能需要與硬件短信貓配合使用。

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格式導出的功能。

a) 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；

b) 系統(tǒng)設(shè)置：對建筑、儀表及默認參數(shù)進行配置；

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

d) 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；

e) 報表中心：提供售電財務報表、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.恢復預付費（欠費自動跳閘的模式）；5.拉閘（強制斷電）；6.抄表導出（導出當前所有表狀態(tài)為EXCEL）

系統(tǒng)還將電能計量儀表接入系統(tǒng)，進行遠程集中抄表后，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

系統(tǒng)還提供了多個報表以供查詢，分別是日/月/年財務銷售統(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，支持導出。以下是財務報表和預付費表日用能查詢報表：

4 結(jié)束語

隨著社會生產(chǎn)的進步，用戶用電量不斷增長，我公司特提供成套的預付費解決方案，系統(tǒng)不但可以預收電費，實現(xiàn)“先交錢、后用電”，又可針對用戶用電性質(zhì)不同可在電力供應緊張或響應政府關(guān)于“節(jié)能減排”等號召時有選擇性的進行限電。現(xiàn)場通過遠程預付費的系統(tǒng)，實現(xiàn)了先交費后用電，可以避免學校的電費墊資問題，從而緩解了資金壓力，另外將宿舍用電和配電區(qū)域隔離，防止了私接偷電的問題。

作者簡介：

安躍強 就職于安科瑞電氣股份有限公司。

審核編輯：符乾江