摘要：介紹延安新區北區-能源小區項目遠程預付費及能耗云系統，采用智能預付費多用戶(hù)計量箱ADF300進(jìn)行遠程分合控制，達到預付費使用功能，同時(shí)對現場(chǎng)的兩間低壓配電室以及各棟樓單元的總進(jìn)線(xiàn)配電箱的多功能電表數據進(jìn)行采集匯總統計分析。系統采用現場(chǎng)就地采集及4G無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通訊并遠傳至云平臺，通過(guò)AcrelCloud-3200預付費云平臺系統實(shí)現對安裝了ADF300多用戶(hù)計量箱的配電回路用電的收費；通過(guò)Acrel-5000Cloud能源管理云平臺系統實(shí)現對A、B區專(zhuān)變配電室及各棟樓單元用能的統計分析。
0 概述
延安能源小區項目位于陜西省延安市新區，此項目共包含兩個(gè)地塊，其中A地塊14棟樓，B地塊10棟樓，兩個(gè)地塊隔了一條馬路，A地塊和B地塊之間無(wú)法施工布線(xiàn)組網(wǎng)，物業(yè)值班室位于A(yíng)地塊。
本項目為延安能源小區提供解決方案。本項目共有ADF300多用戶(hù)預付費計量箱101臺，針對小區地下倉庫用電的性質(zhì)實(shí)現用電的智能化管理，以保證先收費后用電；同時(shí)現場(chǎng)A區專(zhuān)變、B區專(zhuān)變配電室及各棟樓單元配電總箱上合計254只多功能電表，通過(guò)對各電表的用電進(jìn)行統計分析，以達到整個(gè)小區用電量及負荷的實(shí)時(shí)了解及管控幫助管理人員發(fā)現潛在的節能機會(huì )，提高能源利用效率，科學(xué)有效地管理能源使用，從而降低能源使用費用，為建立節約型社會(huì )發(fā)揮作用。
1 系統結構描述
本監控系統主要實(shí)現延安能源小區項目遠程預付費及能耗云系統，對小區地下室倉庫配電箱的末端用戶(hù)配電系統進(jìn)行收費管理及整個(gè)小區能源消耗的管理；監控現場(chǎng)101臺ADF300多用戶(hù)預付費計量箱，254只多功能儀表，各智能設備通過(guò)485總線(xiàn)手拉手連接到就近的數據采集箱，每臺數據采集箱內配置一臺4G路由器，通過(guò)4G路由器里的流量實(shí)現各處儀表與監控云平臺的數據連通，完成收費管理及能耗統計分析的系統功能。
本監控系統采用分層分布式結構，即站控層，通訊層與間隔層；如圖所示：
A區專(zhuān)變網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
B區專(zhuān)變網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
A區1#、2#樓網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
A區3#、4#樓網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
A區6#、7#樓網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
A區5#、8#樓網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
A區9#、10#樓網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
A區11#、12#樓網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
A區13#、14#樓網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
B區2#、3#樓網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
B區4#、7#樓網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
B區5#、6#樓網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
B區8#、9#樓網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
B區1#、10#樓網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
間隔設備層主要為：預付費多用戶(hù)計量箱ADF300以及配電柜及配電箱上安裝的多功能電表。這些裝置均采用RS485通訊接口，通過(guò)現場(chǎng)MODBUS總線(xiàn)組網(wǎng)至就近的數據采集箱，實(shí)現數據現場(chǎng)采集。
網(wǎng)絡(luò )通訊層主要為：串口服務(wù)器，4G路由器。主要功能為把分散在現場(chǎng)的采集裝置集中采集并通過(guò)4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)傳至站控層，完成現場(chǎng)層和站控層之間的數據交互。
站控管理層：設有阿里云服務(wù)器、工控機、顯示器、打印機等設備。遠程預付費及能耗云系統部署在阿里云服務(wù)器上，集中采集現場(chǎng)設備運行狀況，在工控機的對應網(wǎng)頁(yè)上以人機交互的形式顯示給用戶(hù)。
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(xiàn)傳輸，一般都采用二根連線(xiàn)，接線(xiàn)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)送數據但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數據，數據傳輸速率為10Mbps。
RS485接口是采用平衡驅動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線(xiàn)上允許連接多達30個(gè)設備，傳輸距離為1.2km。
2 B/S架構遠程預付費云電能管理系統主要功能
本系統包括五大模塊，分別是登陸模塊、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。
集中抄表服務(wù)程序常年運行在阿里云服務(wù)器上，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。主要特點(diǎn)如下：
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)法有效進(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，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。
3 案例分析
延安能源小區項目地下室分配電箱采用安科瑞公司多用戶(hù)預付費計量箱ADF300，該儀表主要測量電度值、剩余電量、剩余金額等電參量。
現場(chǎng)實(shí)現了以下功能：
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)生成短信自發(fā)送給對應的用戶(hù)，該功能需要與阿里云短信推送服務(wù)配合使用。
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。
2.遠程預付費電能管理系統
本系統包括五大模塊，分別是登陸模塊、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，主要功能如下：
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）系統配置：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、批量操作及記錄查詢(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、售水財務(wù)報表、用能報表、報警報表等查詢(xún)，本系統所有的報表及記錄查詢(xún)，都支持excel格式導出。
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。
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）
系統還將電能計量?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。
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。以下是財務(wù)報表和預付費表日用能查詢(xún)報表：
售電查詢(xún)界面
電銷(xiāo)售報表界面
電綜合報表界面
4 B/S架構能耗云管理系統主要功能
當日電用能曲線(xiàn)
反映建筑物當年用能各分類(lèi)能耗和折算為標準煤的綜合能耗，并計算得到單位面積能耗；
通過(guò)表計計量的主要為電能消耗，界面下方顯示電能的當日逐時(shí)用能曲線(xiàn)；單擊每個(gè)分類(lèi)能耗的上部區域，可跳轉到該分類(lèi)能耗的用能分析主界面；
可通過(guò)下拉框切換建筑物，建筑物圖片可根據項目要求替換；
反映某分類(lèi)能耗（例如電）當日及昨日同期、當月及上月同期、當年及上年同期的用能及對比，增長(cháng)百分比及增加值；
反映某分類(lèi)能耗過(guò)去48小時(shí)、過(guò)去31天、過(guò)去12個(gè)月、過(guò)去3年的用能趨勢；
反映某分項能耗的當月用能餅圖；
反映某分類(lèi)能耗當年各月用能同比分析圖；
可靈活選擇支路，并統計某段時(shí)間內支路用能的日、月、周、季、年用能；
表格功能強大，用戶(hù)可進(jìn)行多種數據統計，并對數據進(jìn)行組合排序；
統計數據可通過(guò)柱狀圖、點(diǎn)線(xiàn)圖、堆積圖、餅圖等多種圖表展示；
統計數據可導出至Excel；
統計對各支路工作日和非工作日用能，非工作日可通過(guò)系統靈活設置
統計數據可導出至Excel；
統計各支路當年每月用能及去年同期用能；
查詢(xún)各支路任意兩個(gè)時(shí)間的表計讀數，并計算出差值；
時(shí)間精度到分鐘；
可查詢(xún)任一支路某段時(shí)間內的用能參數（例如電壓、電流、功率、功率因數等），具體可查詢(xún)的參數與安裝的儀表和系統配置有關(guān)，查詢(xún)時(shí)不可跨月；
數據以圖表或表格的形式顯示，圖表可通過(guò)鼠標操作放大、縮小、移動(dòng)；可對數據進(jìn)行排序（大值、小值）；
數據可導出至Excel;
5 結束語(yǔ)
隨著(zhù)社會(huì )生產(chǎn)的進(jìn)步，在商業(yè)及小區用電量不斷增長(cháng)、對供電質(zhì)量要求不斷提高的同時(shí)，也存在大量拖欠電費的情況，加重了物業(yè)的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險。為了提高電費收繳率，規避惡意欠費造成的經(jīng)濟損失，我公司特提供遠程預付費解決方案，系統不但可以預收電費，實(shí)現“先交錢(qián)、后用電”，又可針對用戶(hù)有選擇性的進(jìn)行限電?，F場(chǎng)通過(guò)遠程預付費的系統，實(shí)現了先交費后用電，可以避免延安能源小區物業(yè)電費墊資問(wèn)題，從而緩解了物業(yè)運營(yíng)的資金壓力，防止了私接偷電的問(wèn)題；同時(shí)對能源小區的用電進(jìn)行統計分析，幫助管理人員發(fā)現潛在的節能機會(huì )，提高能源利用效率，科學(xué)有效地管理能源使用，從而降低能源使用費用，為建立節約型社會(huì )發(fā)揮作用。做能源小區項目的節能工作，對促進(jìn)和帶動(dòng)節能工作，實(shí)現節能減排目標具有重要意義。
參照標準：
ISO/IEC11801 《綜合布線(xiàn)標準》
GB/50198 《監控系統工程技術(shù)規范》
GB50054-2011 《低壓配電設計規范》
IEC 61587 《電子設備機械結構系列》
DL/T448-2000 《電能計量裝置技術(shù)管理規程》
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)規范》
DL/T 698.31-2010 《第3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)規范-通用要求》
DL/T/814-2002 《配電自動(dòng)化系統功能規范》
DL/T5137-2001 《電測量及電能計量裝置設計技術(shù)規程》
GB2887 《計算站場(chǎng)地技術(shù)條件》
GB/T18460.3 《IC卡預付費售電系統 第3部分： 預付費電度表》
*技術(shù)要求[2008]114號文
