学生宿舍楼电能管理系统设计方案

摘要：介绍正商职业学校预付费云平台系统，采用智能预付费仪表进行智能预付费远程控制。系统采用现场网关就地组网的方式，组网后通过网络将数据远传云服务器后台，通过AcrelCloud-3200预付费云平台系统实现配电回路用电的收费和能效管理。

0  概述

郑州正商职业学院位于巩义市米河镇北部草店村，计划总投资12亿元，规划总用地面积37.3万平方米(约559亩)，总建筑面积约47.53万平方米;其中一期规划用地23.18万平方米，总建筑面积约31.98万平方米;二期规划用地14.13万平方米，总建筑面积约15.55万平方米。

本项目为新建学生宿舍楼的电能管理系统。将现场男生宿舍楼和女生宿舍楼的配电箱内安装安科瑞预付费计量仪表。从而实现宿舍学生用电的智能化管理，采用云平台系统方便学校对宿舍用电情况进行了解及收费。针对本项目配置安科瑞预付费电能表ADM130来分别计量每个房间里的用电量，从而实现先收费后用电的预付费管理模式。

1  系统结构描述

本系统主要实现正商学院学生宿舍配电回路进行收费管理，监控范围为606块ADM130预付费计量仪表，设置了6台采集箱，仪表经过采集箱经过通讯管理机采集分析后通过现场网络后台云平台进行通讯，实现智能仪表与监控云平台的数据连通，完成能效管理和收费管理的系统功能。

本监控系统采用分散分布式结构，项目现场只需要安装预付费仪表和通讯管理机通过一卡通网络与后台通讯；

如图（1）所示：

 

图（1）网络拓扑图

现场设备层主要为：预付费多功能电表。这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内，这些装置均采用RS485通讯接口，通过现场MODBUS总线组网通讯，实现数据现场采集。

网络通讯层主要为：通讯管理机，其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集，同时通过内部网络远传至系统云平台，完成现场层和站控层之间的数据交互。

系统管理层：客户有自己的机房，安装在虚拟机上，通过和学校一卡通对接，学生可以通过一卡通自助充值。

以上网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-

RTU通讯协议，RS485采用屏蔽线传输，一般都采用二根连线，接线简单方便；通讯接口是半双工通信即通信的双方都可以接收、发送数据但是在同一时刻只能发送或接收数据，数据传输速率为10Mbps。

RS485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰能力增强，总线上允许连接多达32个设备，传输距离为500m以内。

2  预付费云平台主要功能

AcrelCloud-3200预付费云平台是安科瑞公司研制的与安科瑞各类预付费电能表配套的售电管理系统。它是以预付费管理软件和集中抄表软件为主，包括云服务后台，通讯管理机，打印机等设置在内的集成系统。

主要完成电能表/水表参数设置，商户售电/售水管理及能耗管理工作，操作简便，实行企业集团、物业公司远程实时操作实时监控，具有良好的人机界面，能够有效的统计和管理数据，并对数据的安全性做了有效的保密措施。安装方便，是用电管理部门、商业广场和物业小区等管理部门，提高用电用水管理水平，解决收费难问题的理想产品。

主要特点如下：

项目托管，免现场安装

项目现场可以省去配置预付费服务器、安装数据库、短信猫等一系列工作。不但可以省去很多硬件成本，还能大大减少调试和维护成本

远程抄表，远程售电

抄表信息通过网关实时上传到云平台，快速便捷，免去人工抄表；财务集中管理，电量实时下发，并比对充值次数防止作弊；支持一户一电价，一户一水价

云端部署，集团式预付费

系统软件升级维护不再收到客户网络环境的困扰，云端统一部署，升级方便快速；客户不需要安装客户端。

金额预警

金额不足或金额欠费提醒、电表充值到账提醒，都可及时短信通知商户

远程控制

可对任意一块电表执行远程拉闸或保电等一系列远程控制、参数设置等操作，方便管理

系统规模

接入表不受数量、地域限制，一个账户可以管理多个项目，系统设计容量可达十万个计量点。

能耗分析

用户和管理员都可查询预付费表或管控表每天的用能状况；可提供能耗分析+财务轨迹一体式综合管理报表，包含用户表的能耗、财务数据、能耗和财务的期初期末值等数据

手机APP，在线支付

系统可选配微信小程序或微信公众号，实现无人值守，在线支付购水购电，以及查询操作。

打印功能

可以打印各用户用能报表和各用户费用清单。

访问方式不受限

系统将可以通过PC浏览器、平板、手机APP访问和在线支付无人值守

权限管理更科学

账户与项目挂钩，每个物业环境的财务数据互相独立；角色设置与账户设置分离；集团总部用户可访问多个项目。

统一第三方接口API

提供统一的第三方API或SDK开发接口，第三方平台可选择数据接入或完全接管。

电站电能管理

提供变电所或楼层、大楼总表的远程自动抄表，以及相关能耗分析报表的功能

数据安全

公网传输数据采用AES加密算法，秘钥分发机制，等保障数据安全

利用预付费云平台管理系统，可以实现预付费远程集中抄表、实时监控、远程充值和远程控制，再通过预警信息和短信通知，系统软件部署在云服务器上管理方及客户可以通过网页端或者手机端查看用电用水数据，实现自助远程充值。物管部门可以远程完成整个物业形态的水电抄表、收费、控制和核查等工作，实现高度信息化和自动化，大大提高用电营销管理效率和水平，节约人力物力的同时，也提高了经济效益，同时还具有防信息泄露防窃电的安全功能。

3  案例分析

苏中模具园项目预付费云平台管理系统为现场配电柜出线进行计量收费，从而实现租户的预付费电能管理，实现远程充值远程控制，并且后续点位有增加现场只需要加装对应的仪表即可。

现场采用DTSY1352预付费计量仪表，该仪表主要测量所有常规电力参数，如：三相电压、电流、有功功率、功率因数、频率、有功电度、剩余电量、剩余金额等。

现场实现了以下功能：

1. 集中抄表服务系统

系统默认半小时对所有表进行一次远程集中抄表，时间间隔支持个性化配置（可支持1分钟/次的采集频率）。

2. B/S云平台售电系统

本系统包括五大模块，分别是登陆模块、批量下发模块，售电管理，电报表中心。主要功能如下：
 

1）登陆管理：管理操作员账户及权限分配，查看系统日志等功能；

2）批量下发：针对学校多块电表批量初始化、清零，下发负控，基础电价，时控，强控等功能。

3）售电管理：对已经初始化的电表新增售电，退电，售电查询等功能。

4）电报表中心：查询失联电表网管信息，能耗报表实时报警等功能。

主要实现功能：

用户通过网页进行登录，系统管理员可以分配各子账户及相应权限。查看系统日志等功能；批量下发：对学校多块电表批量初始化、清零，下发负控，基础电价，时控，强控等功能；售电管理：对已经初始化的电表新增售电，退电，售电查询等功能；电报表中心：查询失联电表网管信息，能耗报表实时报警等功能。

登入界面

系统登录首页，首页提供未初始化，失联，负控，时控，强控等快捷入口，实时显示所有仪表的在线状态，以柱状图的形式展示整个项目的能耗柱状图等功能。

首页界面

系统针对宿舍预付费现场表计数量比较大的问题，实行批量操作，用户可以针对所有上线表进行批量初始化，批量下发电价，批量下发时控，负控等功能，大大较少开户工作量。

新增开户

用户管理，电表批量操作中，系统提供了多项功能，针对初始化、报警1、报警2、欠费、未初始化、失联状态都有不同的颜色显示；并且支持远程对仪表进行遥控，遥控的命令类型如下：

1.电价设置；2.恶性负载（可以设置照明插座空调的功率上限，通过多种数据科学判断是否为恶性负载）；3.强制控制（强制仪表合闸或分闸）；4.恢复预付费（欠费自动跳闸的模式）；5.定时通断（定时设置电表的分合时间，做到科学化管理用电）；6.基础金额（针对学校每学期会免费提供一部分电量给学生使用）7.清零（清除表上金额数）8.短信设置（短信提醒电费使用情况）9.空调复位（自动判断空调插座有没有拔掉，乱插拔将自动断电，需在平台恢复）

系统还将电能计量仪表接入系统，进行远程集中抄表后，提供了辅助的能耗查询报表，有相应能耗日、月、年报表，为能耗分析、用能比对和安全用电提供强有力的依据。

电能日报表

系统还提供了多个报表以供查询，分别是日/月/年财务销售统计报表、失联表/通讯管理机查询报表、开户充值查询报表、能耗查询报表、实时报警/历史报警查询报表，支持导出。以下是财务报表和预付费表日用能查询报表：

4  结束语

随着社会生产的进步，在用户用电量用水量不断增长、对供电质量要求不断提高的同时，也存在大量拖欠费用的情况，加重了供电企业的经营风险。为了使供电企业提高电费收缴率，规避恶意欠费造成的经济损失，我公司特提供成套的预付费云平台解决方案。可以为各商业综合体、写字楼、办公楼、大型连锁超市等物业管理提供预收取水电费，实现“先交钱、后用能”。通过云平台部署可以实现各分散式物业在线收费，总部财务扎口提高财务管理效率。本项目现场通过预付费云平台系统，实现了各租户先交费后用电，租户通过微信公众号进行缴费，不但避免物业公司的电费垫资问题，而且减少了物业管理环节的人力成本投入，提高了电费、水费的收缴率和企业管理水平。

参照标准：

ISO/IEC11801 《国际综合布线标准》

GB/50198 《监控系统工程技术规范》

GB50052-2009       《供配电系统设计规范》

GB50054-2011       《低压配电设计规范》

IEC 61587          《电子设备机械结构系列》

DL/T448-2000   《电能计量装置技术管理规程》

DL/T 698.1-2009   《第1部分：总则》

DL/T 698.2-2010    《第2部分：主站技术规范》

DL/T 698.31-2010  《第3.1部分：电能信息采集终端技术规范-通用要求》

DL/T/814-2002       《配电自动化系统功能规范》

DL/T5137-2001      《电测量及电能计量装置设计技术规程》

GB2887               《计算站场地技术条件》

GB/T18460.3          《IC卡预付费售电系统 第3部分： 预付费电度表》

　　审核编辑：汤梓红