遠程預付費電能管理系統 在商業(yè)廣場(chǎng)中的應用

摘要：針對當前各種規模的商業(yè)廣場(chǎng)、物業(yè)小區或農貿市場(chǎng)等用電環(huán)境，為了解決電費收費難的問(wèn)題，過(guò)去十年，預付費電表及IC卡售電系統成為主流，由于數據與環(huán)境脫離，系統防偽造、防攻擊、防篡改、防跟蹤等數據安全性能始終是一個(gè)突出的技術(shù)問(wèn)題，往往給物業(yè)造成嚴重的經(jīng)濟損失。安科瑞遠程預付費系統的實(shí)施，為物業(yè)公司挽回了經(jīng)濟損失的同時(shí)，創(chuàng )造了相當可觀(guān)的效益，也節約了大量的人力成本。

0 前言

遠程預付費電能管理系統，是一項集底層通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)、電能計量技術(shù)、加密技術(shù)、數據存儲技術(shù)、信息化技術(shù)與現代化設備及管理于一體的綜合信息管控系統。

該系統主要完成電能表參數設置，商戶(hù)售電管理及用電管理工作，操作簡(jiǎn)便，實(shí)行物業(yè)公司遠程實(shí)時(shí)操作、遙控和監控，具有良好的人機界面，能夠的統計和管理數據，并對數據的安全性做了的保密措施。安裝方便，是用電管理部門(mén)、商業(yè)廣場(chǎng)和物業(yè)小區等管理部門(mén)，提高用電管理水平，解決收費難問(wèn)題的理想產(chǎn)品。

相比傳統的插卡式預付費系統，不僅安全性更高（用戶(hù)與物理硬件隔離，數據高強度加密），杜絕偷電漏電的發(fā)生，所有電能表都能夠實(shí)時(shí)納入監控范圍，用戶(hù)欠費過(guò)載等都有報警提示，能夠遠程拉閘送電等操作，而且對于用電費用差額，能耗分析等數據分析提供了強有力的數據基礎。

該大型商業(yè)廣場(chǎng)上線(xiàn)該系統6個(gè)月內，依靠系統完成電費收繳450萬(wàn)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 項目概述及建設目標

該大型商業(yè)廣場(chǎng)總建筑面積70萬(wàn)㎡，由50萬(wàn)㎡商鋪以及20萬(wàn)㎡社區住宅組成，是集購物、美食、旅游、文化、酒店、休閑、娛樂(lè )、運動(dòng)、居住、商務(wù)主題功能于一體的大型商業(yè)地產(chǎn)項目。

本項目中納入系統管控的單相預付費、三相預付費、二次接入等各類(lèi)儀表總計2435個(gè)。

2 遠程預付費電能管理系統的設計

本項目是針對商業(yè)廣場(chǎng)、物業(yè)小區、農貿市場(chǎng)等的商業(yè)用戶(hù)設計一套智能用電計量管理系統，針對商戶(hù)用電的性質(zhì)，實(shí)現商戶(hù)用電的智能化管理，為保證商戶(hù)用電的獨立性和安全性，采用一戶(hù)一表的方案。

針對本項目為商業(yè)用戶(hù)配置安科瑞終端預付費電能計量表計 DTSY1352-C、DDSY1352-C 來(lái)獨立計量每個(gè)商業(yè)用戶(hù)的用電量。通訊管理機通過(guò) RS-485 總線(xiàn)采集所有終端電能計量?jì)x表的數據。本項目中選用的安科瑞終端電能計量表計技術(shù)指標和功能符合國家GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準DL/T615-2007對電能表的各項技術(shù)要求。

通訊管理機將數據通過(guò)由光纖組成的網(wǎng)絡(luò )將數據傳輸至中心管理計算機。系統管理軟件對數據進(jìn)行存儲、處理，系統管理軟件由此進(jìn)行遠程集中抄表、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)現整個(gè)城市廣場(chǎng)商戶(hù)用電的智能化管理。    2.1 系統結構   依據整個(gè)商業(yè)廣場(chǎng)的配電情況分布情況，本系統組網(wǎng)方案采用分層分布式結構，系統包括：站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層、現場(chǎng)設備層。系統網(wǎng)絡(luò )結構如圖1所示：

圖1 系統布線(xiàn)原理圖

站控管理層管理是人機交互的直接窗口，對采集的現場(chǎng)各類(lèi)數據信息計算、分析與處理，并以圖形、數顯、聲音等方式反映現場(chǎng)的運行狀況，是系統的上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如服務(wù)器、打印機、UPS電源等組成。

通訊層使用的設備為ANE-Lx8通訊管理機。該層是數據上行和下達的橋梁，主要負責對485總線(xiàn)上連接的所有儀表進(jìn)行集中抄表、數據緩存和數據上傳，以及對服務(wù)器端傳輸過(guò)來(lái)的遙控指令執行指令透傳和回送上傳。

現場(chǎng)設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(lèi)型的儀表等，也是構建該配電系統必要的基本組成元素。主要型號包括安科瑞品牌三相預付費電能表DTSY1352-NK、單相預付費電能表DDSY1352-NK。

2.2 數據流程設計

本系統的關(guān)鍵數據流程走向主要分為兩種:

1) 遠程集中抄表數據流程。

圖2 集中抄表數據流程

2) 開(kāi)戶(hù)、售電、遙控等操作數據流程。

圖3 遙控數據流程

2.3系統軟件功能設計

整個(gè)系統軟件設計分為三個(gè)大塊，分別是集中抄表服務(wù)系統，遠程預付費電能管理系統，以及用戶(hù)查詢(xún)機系統。集中抄表服務(wù)程序常年運行，不間斷定時(shí)對所有表進(jìn)行遠程抄表；遠程預付費系統包含所有開(kāi)戶(hù)、售電、遙控及報表功能；用戶(hù)查詢(xún)機系統用于商鋪查詢(xún)個(gè)人信息、充值和用電情況。主要特點(diǎn)如下：

u 快速配置，即裝即用：將電表和通訊管理機配置導入系統就可以使用；

u 遠程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態(tài)實(shí)時(shí)性高可到3分鐘以?xún)龋?/span>

u 支持單獨計價(jià)、多費率、階梯電價(jià)：可對每塊電表單獨設置電價(jià)、費率和階梯電價(jià)；

u 遠程售電：財務(wù)集中管理，電量實(shí)時(shí)下發(fā)，并比對充值次數防止做假;

u 數據安全：網(wǎng)絡(luò )數據傳輸采用金融級的3DES加密算法，防止數據做假竊電；

u 手機短信提醒：當金額不足或金額欠費，共三級預警，都可及時(shí)短信通知商戶(hù)；

u 遠程控制：可對任意一塊電表執行遠程拉閘或保電等一系列遠程控制操作，方便管理；

u 能耗分析及查詢(xún)：用戶(hù)和管理員都可查詢(xún)預付費表或管控表每天的用能狀況。

組成系統的硬件結構如圖4所示：

圖4 系統硬件結構

2.3.1集中抄表服務(wù)系統

集中抄表服務(wù)程序包含三大模塊，除了常年運行的定時(shí)對所有儀表進(jìn)行集中遠程抄表以外，還集成了報警短信發(fā)送服務(wù)，能將電費金額預警和欠費預警自動(dòng)生成手機短信自發(fā)送給對應的商鋪用戶(hù)，該功能需要與硬件貓配合使用，使用貓廠(chǎng)商提供的開(kāi)發(fā)接口SDK進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

系統默認半小時(shí)對所有表進(jìn)行一次遠程集中抄表，時(shí)間間隔支持個(gè)性化配置。

通訊管理機集抄上傳的數據幀格式如下：

<XML>

    <010101 online=”True”>

        //單表抄表數據

    </010101>

    ……

    <090999 online=”True”>

        //單表抄表數據

    </090999>

</XML>

2.3.2用戶(hù)查詢(xún)機系統

商鋪用戶(hù)可通過(guò)物管公司門(mén)口的觸摸屏，使用開(kāi)戶(hù)時(shí)獲取的用戶(hù)號和初始密碼，登陸觸摸屏查看個(gè)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(xún)機系統界面1

圖6 查詢(xún)機系統界面2

2.3.3遠程預付費電能管理系統

本系統分為五大模塊，分別是操作員登陸模塊、系統配置模塊、用戶(hù)（商鋪）管理模塊、售電管理模塊、報表中心模塊，系統大致運行和操作流程如圖7所示： 

圖7 系統應用流程

1.登陸管理：管理操作員賬戶(hù)及權限分配，查看系統日志等功能；

2.系統設置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數進(jìn)行配置；

3.用戶(hù)管理：對商鋪用戶(hù)執行開(kāi)戶(hù)、銷(xiāo)戶(hù)、遠程分合閘、抄表導出及記錄查詢(xún)等操作；

4.售電管理：對已開(kāi)戶(hù)的表進(jìn)行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢(xún)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(xún)。

系統針對商鋪開(kāi)戶(hù)不僅支持一戶(hù)一表，也支持一戶(hù)掛多表的需要；同時(shí)支持和解決了項目改造后新老表切換時(shí)，老表金額轉入的問(wèn)題；支持峰谷電價(jià)，支持一表一電價(jià)；可對單表設置功率過(guò)載的閾值，也支持設置單表金額報警的兩級閾值。

用戶(hù)開(kāi)戶(hù)界面如圖8所示：

圖8 用戶(hù)開(kāi)戶(hù)界面

批量遠程操作場(chǎng)景中，系統提供了多項功能，針對開(kāi)戶(hù)、報警1、報警2、欠費、未開(kāi)戶(hù)、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(jìn)行遙控，遙控的命令類(lèi)型如下：

1.電價(jià)下發(fā)；

2.設置下發(fā)（下發(fā)報警金額閾值和過(guò)載功率閾值）；

3.保電（強制儀表合閘）；

4.恢復預付費（欠費自動(dòng)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）

批量遠程操作場(chǎng)景界面如圖9所示：

圖9 批量操作界面

系統還將二次接入的電能計量?jì)x表接入系統，進(jìn)行遠程集中抄表后，提供了輔助的能耗查詢(xún)報表，為能耗分析、用能比對和安全用電提供強有力的依據。該功能用于替代部分能耗分析和管理系統的功能，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Acrel5000。

根據時(shí)間段、回路編號等條件，查詢(xún)時(shí)間段內抄表電能值及能耗差值，界面如圖10所示：

圖10 能耗查詢(xún)界面

系統還提供了多個(gè)報表以供查詢(xún)，分別是日/月/年財務(wù)銷(xiāo)售統計報表、失聯(lián)表/通訊管理機查詢(xún)報表、能耗查詢(xún)報表、實(shí)時(shí)報警/歷史報警查詢(xún)報表，支持導出。

財務(wù)報表(日銷(xiāo)售報表)如圖11所示：

圖11 日銷(xiāo)售報表

預付費表日用能報表如圖12所示：

圖12 日用能報表

3 結束語(yǔ)

傳統的IC卡預付費售電管理系統實(shí)現了先交費后用電的管理模式，但由于抄收電表數據依賴(lài)于購電卡，用戶(hù)用電數據滯后于發(fā)生時(shí)間，不僅需要人工抄表，也無(wú)法進(jìn)行用電管理、監控和實(shí)時(shí)控制。

利用遠程預付費電能管理系統，無(wú)需IC卡，可以實(shí)現計算機遠程集中抄表、實(shí)時(shí)監控、遠程充值和遠程控制，再通過(guò)預警信息和短信通知，物管部門(mén)即可完成整個(gè)抄表、收費、控制和核查工作，實(shí)現高度信息化和自動(dòng)化，大大提高用電營(yíng)銷(xiāo)管理效率和水平，節約人力物力的同時(shí)，也提高了經(jīng)濟效益，同時(shí)還具有防信息泄露防竊電的安全功能。