棗莊學院遠程預(yù)付費系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

安科瑞張娟

摘要：介紹棗莊學院遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)，采用智能預(yù)付費儀表進行遠程分合控制，達到預(yù)付費使用功能。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-3200型遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)配電回路用電的收費和能效管理。

關(guān)鍵詞：學生宿舍; 棗莊學院;預(yù)付費電能表；Acrel-3200型；遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)

0  概述 
本項目為棗莊學院遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)。根據(jù)校方對1#公寓、2#公寓學生預(yù)付費用電的要求，需要對棗莊學院各強電間的空調(diào)動力配電箱、各宿舍的PZ30箱配電回路進行組網(wǎng)集中管控，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)棗莊學院公寓樓學生用電收費管理和統(tǒng)一管控，監(jiān)控范圍為樓層106臺ADF100及488臺ADM100，分18條總線，現(xiàn)場電表通過屏蔽雙絞線和設(shè)置于采集箱的串口服務(wù)器進行通訊，將數(shù)據(jù)上傳至預(yù)付費系統(tǒng)后臺，實現(xiàn)遠程收費管理功能。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）和圖（2）所示：

圖（2）各串口服務(wù)器拓撲圖

間隔設(shè)備層主要為：ADM100和ADF100預(yù)付費多功能電表。其中ADM100儀表安裝于每一個學生宿舍內(nèi)，一路進線，三路出線（照明、插座、風扇），其中照明出線要求定時合閘、分閘，如圖（3）：

圖（3）宿舍配電箱一次圖

而ADF100儀表集裝安裝于強電井的動力配電箱內(nèi)，用于計量各宿舍的空調(diào)用電，如圖（4）：

圖（4）空調(diào)動力配電箱一次圖

ADM100和ADF100均具備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(wù)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。1#公寓樓有2個強電井，每層有40個學生宿舍，面積為3300㎡。2#公寓樓與1#公寓樓情況完全相同。由于公寓樓表數(shù)較多，因此在1#公寓樓、2#公寓樓分別放置采集箱（內(nèi)含2臺8口串口服務(wù)器），走光纖至主機。
站控管理層：設(shè)有高性能服務(wù)器、顯示器、UPS電源、票據(jù)打印機等設(shè)備。預(yù)付費管理系統(tǒng)服務(wù)器放置在2#公寓樓1F值班室，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。
2  遠程預(yù)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(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。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)實時性高可**到3分鐘以內(nèi)； 
c.遠程售電：學校財務(wù)集中管理，電量實時下發(fā)，并比對充值次數(shù)防止作 弊； 
d.數(shù)據(jù)**：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； 
e.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； 
f.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； 
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，也無法有效進行用電管理、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，學校財務(wù)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，同時也提高了學生用電的**系數(shù)。
3  案例分析
棗莊學院遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)樓層分配電箱采用ADF100及ADM100系列預(yù)付費計量儀表，該儀表主要測量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功電度、剩余電量、剩余金額。
現(xiàn)場實現(xiàn)了以下功能：

1.集中抄表服務(wù)系統(tǒng)
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（學生）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：對公寓樓、儀表及默認參數(shù)進行配置；
c)用戶管理：對學生用戶執(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(wù)報表、用能報表、報警報表等查詢。

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(yù)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**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(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
我公司提供的Acrel-3200遠程預(yù)付費系統(tǒng)可以預(yù)收電費，實現(xiàn)“先交錢、后用電”，提高學校電費收繳率，方便學生充值繳費流程，可實現(xiàn)對學生宿舍用電統(tǒng)一管控，對保證學校的正常教學秩序做出了貢獻。

參照標準：
ISO/IEC11801      《國際綜合布線標準》
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)計規(guī)范》
GB50054-2011      《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/T448-2000      《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/814-2002      《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》
GB/T18460.3        《IC卡預(yù)付費售電系統(tǒng) 第3部分： 預(yù)付費電度表》

作者簡介：張娟，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，Email: 2885050128@qq.com手機：18701997519  QQ:2885050128  主頁：http://www.acrelil.com