華元69地塊5#辦公樓遠(yuǎn)程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

劉丹

                                                                安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；
摘要：由于傳統(tǒng)電費管理制度采用先用電后收費的方法存在弊端，由此產(chǎn)生了預(yù)付費供電方式，先交費后用電，地解決了收費難的問題，也可以實現(xiàn)安全用電的智能化管理，提高供電效率,避免私拉亂接。安科瑞遠(yuǎn)程預(yù)付費管理系統(tǒng)是以預(yù)付費管理軟件結(jié)合預(yù)付費儀表來實現(xiàn)預(yù)付費和安全用電管理、時間控制、功率控制等功能，是用電管理部門、商業(yè)廣場和物業(yè)小區(qū)等管理部門，提高用電管理水平，解決收費難問題的理想解決方案。
0  概述

       華元69號地塊位于杭州市臨平新城核心位置，為杭州市地鐵一號線南苑站地鐵上蓋物業(yè)，是臨平目前的城市綜合體。項目總占地面積約6.8萬方，其中地上建筑面積約47萬方，地下建筑面積約17萬方，總計約64萬方。

1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

       預(yù)付費管理系統(tǒng)主要實現(xiàn)華元69地塊5#辦公樓租戶的收費管理和能效考核；監(jiān)控范圍為配電箱內(nèi)安裝的324臺單相預(yù)付費儀表，分12條總線，現(xiàn)場所有電表均通過屏蔽雙絞線和設(shè)置于后臺的通訊管理機進行通訊，由通訊管理機將數(shù)據(jù)處理后上傳至預(yù)付費系統(tǒng)后臺，后實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通，完成能效管理和收費管理的系統(tǒng)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）所示：

圖（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

間隔設(shè)備層主要為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表和預(yù)付費多功能電表。這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)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：通訊管理機，也稱智能網(wǎng)關(guān)，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠(yuǎn)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)有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，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。

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(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps。

RS485接口是采用平衡驅(qū)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(dá)32個設(shè)備，傳輸距離為1.2km。

2  遠(yuǎn)程預(yù)付費電能管理主要功能

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)，遠(yuǎn)程預(yù)付費電能管理，以及用戶余額查詢。

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(yuǎn)程抄表；遠(yuǎn)程預(yù)付費系統(tǒng)包含所有開戶、售電、遙控及報表功能；用戶查詢機系統(tǒng)用于租戶查詢個人信息、充值和用電情況；另外還可配置手機端查詢，可用于租戶在手機

終端上實時查詢個人信息、充值、遠(yuǎn)程控制及每日用電情況，如果條件滿足，還支持用戶使用支付寶銀聯(lián)等方式遠(yuǎn)程自助購電。

3  案例分析

華元69地塊5#辦公樓遠(yuǎn)程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)為1棟辦公樓建筑，針對租戶進行預(yù)付費電能管理，并可實現(xiàn)遠(yuǎn)程。

配電箱采用預(yù)付費計量儀表，儀表主要測量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、剩余電量、剩余金額。

現(xiàn)場實現(xiàn)了以下功能：

a 預(yù)付費管理功能：先交費，后用電，支持微、支付寶充值；

b 遠(yuǎn)程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態(tài)實時性可達(dá)到1分鐘以內(nèi)；

c 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)作竊電；

d 手機短信提醒：當(dāng)金額不足或金額欠費，共三級預(yù)警，都可及時短信通知商戶；

e 遠(yuǎn)程控制：可對任意一塊電表執(zhí)行遠(yuǎn)程拉閘或保電等一系列遠(yuǎn)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；

g 個人手機查詢：支持手機端用戶自主購電，自主查詢。

h：財務(wù)報表：可定期為財務(wù)提供報表，充值金額、使用金額、剩余金額等等；

4  結(jié)束語

隨著社會生產(chǎn)的進步，在商業(yè)辦公樓用電量不斷增長、對供電質(zhì)量要求不斷提高的同時，也存在大量拖欠電費的情況，加重了商業(yè)辦公樓的經(jīng)營風(fēng)險。為了使商業(yè)辦公樓提高電費收繳率，規(guī)避惡意欠費造成的經(jīng)濟損失，我公司特提供成套的預(yù)付費解決方案，系統(tǒng)不但可以預(yù)收電費，實現(xiàn)“先交錢、后用電”，又可針對租戶有選擇性的進行限電?，F(xiàn)場通過遠(yuǎn)程預(yù)付費的系統(tǒng)，實現(xiàn)了先交費后用電，可以避免物業(yè)公司電費墊資問題，從而緩解了商業(yè)辦公樓運營的資金壓力，防止了私接偷電的問題。

作者簡介： 

劉丹，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