協創物聯網合肥產業園項目遠程預付費電能管理系統的設計與應用
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陸曉君
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201901
摘要：介紹協創物聯網合肥產業園項目遠程預付費電能管理系統，采用智能預付費儀表進行遠程分合控制，達到預付費使用功能。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-3200型遠程預付費電能管理系統實現配電回路用電的收費和能效管理。
0 概述
協創物聯網合肥產業園項目遠程預付費電能管理系統為協創物聯網提供解決方案。本項目為員工宿舍樓，針對員工宿舍用電的性質實現宿舍用電的智能化管理，為保證宿舍用電的性和安全性，采用一戶一表的方案，針對本項目為宿舍配置安科瑞終端預付費電能計量表計DDSY1352-NK來計量每個宿舍的用電量，以保證先收費后用電。
1 系統結構描述
本監控系統主要實現協創物聯網的樓層配電箱的0.4kV配電系統進行收費管理和能效考核；監控范圍為85只DDSY1352，現場電表通過屏蔽雙絞線和設置于操作臺的串口服務器進行通訊，通過串口服務器將數據上傳至預付費系統后臺，Z后實現總線上儀表與監控主機的數據連通，完成能效管理和收費管理的系統功能。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（1）所示：
間隔設備層主要為：預付費多功能電表。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，實現數據現場采集。
網絡通訊層主要為：串口服務器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集并傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。
站控管理層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給租戶。
以上網絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發送數據但是在同一時刻只能發送或接收數據，數據Z高傳輸速率為10Mbps。
RS485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達30個設備，Z大傳輸距離為1.2km。
2 遠程預付費電能管理系統主要功能
整個系統軟件設計分為三個大塊，分別是集中抄表服務系統，遠程預付費電能管理系統，以及租戶查詢系統。
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；遠程預付費系統包含所有開戶、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就可以使用；
b.遠程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態實時性Z高可準確到3分鐘以內；
c.支持單獨計價、多費率、階梯電價：可對每塊電表單獨設置電價、費率和階梯電價；
d.遠程售電：財務集中管理，電量實時下發，并比對充值次數防止作弊；
e.數據安全：網絡數據傳輸采用金融級的3DES加密算法，防止數據作弊竊電；
f.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；
g.能耗分析及查詢：租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；
傳統的IC卡預付費售電管理系統實現了先交費后用電的管理模式，但由于抄收電表數據依賴于購電卡，租戶用電數據滯后于發生時間，不僅需要人工抄表，也無法有效進行用電管理、監控和實時控制。
利用遠程預付費電能管理系統，無需IC卡，可以實現計算機遠程集中抄表、實時監控、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，節約人力物力的同時，也提高了經濟效益，同時還具有防信息泄露防竊電的安全功能。
3 案例分析
協創物聯網合肥產業園項目遠程預付費電能管理系統樓層分配電箱采用DDSY1352-NK系列預付費計量儀表，該儀表主要測量所有常規電力參數，如：電壓、電流、有功功率、功率因數、頻率、有功電度、剩余電量、剩余金額。現場實現了以下功能：
1.集中抄表服務系統
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送服務，能將電費金額預警和欠費預警自動生成短信自發送給對應的租戶租戶，該功能需要與硬件短信貓配合使用。
系統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
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、租戶（宿舍）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下：
本系統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限分配，查看系統日志等功能；
b)系統設置：對建筑、儀表及默認參數進行配置；
c)租戶管理：對用戶執行開戶、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。
系統針對宿舍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，老表金額轉入的問題；支持峰谷電價，支持一表一電價；可對單表設置功率過載的閾值，也支持設置單表金額報警的兩級閾值。
