摘要：針對(duì)當(dāng)前各種規(guī)模的商業(yè)廣場(chǎng)、物業(yè)小區(qū)或農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)等用電環(huán)境，為了解決電費(fèi)收費(fèi)難的問(wèn)題，過(guò)去十年，預(yù)付費(fèi)電表及IC卡售電系統(tǒng)成為主流，由于數(shù)據(jù)與環(huán)境脫離，系統(tǒng)防偽造、防攻擊、防篡改、防跟蹤等數(shù)據(jù)安全性能始終是一個(gè)突出的技術(shù)問(wèn)題，往往給物業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。安科瑞遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)的實(shí)施，為物業(yè)公司挽回了經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，創(chuàng)造了相當(dāng)可觀(guān)的效益，也節(jié)約了大量的人力成本。

關(guān)鍵詞：電能管理；用電控制；遠(yuǎn)程集中抄表；商業(yè)廣場(chǎng) ；遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM933 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1001-1390（2016）00-0000-00

0 前言

        遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)，是一項(xiàng)集底層通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、電能計(jì)量技術(shù)、加密技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、信息化技術(shù)與現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管控系統(tǒng)。

        該系統(tǒng)主要完成電能表參數(shù)設(shè)置，商戶(hù)售電管理及用電管理工作，操作簡(jiǎn)便，實(shí)行物業(yè)公司遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)操作、遙控和監(jiān)控，具有良好的人機(jī)界面，能夠有效的統(tǒng)計(jì)和管理數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)的安全性做了有效的保密措施。安裝方便，是用電管理部門(mén)、商業(yè)廣場(chǎng)和物業(yè)小區(qū)等管理部門(mén)，提高用電管理水平，解決收費(fèi)難問(wèn)題的理想產(chǎn)品。

       相比傳統(tǒng)的插卡式預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，不僅安全性更高（用戶(hù)與物理硬件隔離，數(shù)據(jù)高強(qiáng)度加密），有效杜絕偷漏電的發(fā)生，所有電能表都能夠?qū)崟r(shí)納入監(jiān)控范圍，用戶(hù)欠費(fèi)過(guò)載等都有報(bào)警提示，能夠遠(yuǎn)程拉閘送電等操作，而且對(duì)于用電費(fèi)用差額，能耗分析等數(shù)據(jù)分析提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

       該大型商業(yè)廣場(chǎng)首次上線(xiàn)該系統(tǒng)6個(gè)月內(nèi)，依靠系統(tǒng)完成電費(fèi)收繳450萬(wàn)人民幣，較之以前大大提升了利潤(rùn)水平，并且大幅度減少了人工成本和管理成本。

1 項(xiàng)目概述及建設(shè)目標(biāo)

      該大型商業(yè)廣場(chǎng)總建筑面積70萬(wàn)㎡，由50萬(wàn)㎡商鋪以及20萬(wàn)㎡社區(qū)住宅組成，是集購(gòu)物、美食、旅游、文化、酒店、休閑、娛樂(lè)、運(yùn)動(dòng)、居住、商務(wù)十大主題功能于一體的大型商業(yè)地產(chǎn)項(xiàng)目。

      本項(xiàng)目中納入系統(tǒng)管控的單相預(yù)付費(fèi)、三相預(yù)付費(fèi)、二次接入等各類(lèi)儀表總計(jì)2435個(gè)。

2 遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

      本項(xiàng)目是針對(duì)商業(yè)廣場(chǎng)、物業(yè)小區(qū)、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)等的商業(yè)用戶(hù)設(shè)計(jì)一套智能用電計(jì)量管理系統(tǒng)，針對(duì)商戶(hù)用電的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)商戶(hù)用電的智能化管理，為保證商戶(hù)用電的獨(dú)立性和安全性，采用一戶(hù)一表的方案。

      針對(duì)本項(xiàng)目為商業(yè)用戶(hù)配置安科瑞終端預(yù)付費(fèi)電能計(jì)量表計(jì) DTSY1352-C、DDSY1352-C 來(lái)獨(dú)立計(jì)量每個(gè)商業(yè)用戶(hù)的用電量。通訊管理機(jī)通過(guò) RS-485 總線(xiàn)采集所有終端電能計(jì)量?jī)x表的數(shù)據(jù)。本項(xiàng)目中選用的安科瑞終端電能計(jì)量表計(jì)技術(shù)指標(biāo)和功能符合國(guó)家GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T615-2007對(duì)電能表的各項(xiàng)技術(shù)要求。

      通訊管理機(jī)將數(shù)據(jù)通過(guò)由光纖組成的網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至中心管理計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)管理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理，系統(tǒng)管理軟件由此進(jìn)行遠(yuǎn)程集中抄表、售電、拉閘等操作，形成物管方需要的圖形、文字等形式的文件，以此實(shí)現(xiàn)整個(gè)城市廣場(chǎng)商戶(hù)用電的智能化管理。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

      依據(jù)整個(gè)商業(yè)廣場(chǎng)的配電情況分布情況，本系統(tǒng)組網(wǎng)方案采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)布線(xiàn)原理圖

Fig.1 system wiring diagram

      站控管理層管理是人機(jī)交互的直接窗口，對(duì)采集的現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況，是系統(tǒng)的上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如服務(wù)器、打印機(jī)、UPS電源等組成。

      通訊層使用的設(shè)備為ANE-Lx8通訊管理機(jī)。該層是數(shù)據(jù)上行和下達(dá)的橋梁，主要負(fù)責(zé)對(duì)485總線(xiàn)上連接的所有儀表進(jìn)行集中抄表、數(shù)據(jù)緩存和數(shù)據(jù)上傳，以及對(duì)服務(wù)器端傳輸過(guò)來(lái)的遙控指令執(zhí)行指令透?jìng)骱突厮蜕蟼鳌?/span>

      現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測(cè)量的各類(lèi)型的儀表等，也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。主要型號(hào)包括安科瑞品牌三相預(yù)付費(fèi)電能表DTSY1352-NK、單相預(yù)付費(fèi)電能表DDSY1352-NK。

2.2 數(shù)據(jù)流程設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)流程走向主要分為兩種:

1) 遠(yuǎn)程集中抄表數(shù)據(jù)流程。

圖2 集中抄表數(shù)據(jù)流程

Fig.2 centralized meter reading data flow

2) 開(kāi)戶(hù)、售電、遙控等操作數(shù)據(jù)流程。

圖3 遙控?cái)?shù)據(jù)流程

Fig.3 remote control data flow

2.3系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)

      整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分為三個(gè)大塊，分別是集中抄表服務(wù)系統(tǒng)，遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)，以及用戶(hù)查詢(xún)機(jī)系統(tǒng)。集中抄表服務(wù)程序常年運(yùn)行，不間斷定時(shí)對(duì)所有表進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表；遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)包含所有開(kāi)戶(hù)、售電、遙控及報(bào)表功能；用戶(hù)查詢(xún)機(jī)系統(tǒng)用于商鋪查詢(xún)個(gè)人信息、充值和用電情況。主要特點(diǎn)如下：

 ◆ 快速配置，即裝即用：將電表和通訊管理機(jī)配置導(dǎo)入系統(tǒng)就可以使用；

 ◆ 遠(yuǎn)程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態(tài)實(shí)時(shí)性高可精確到3分鐘以?xún)?nèi)；

◆ 支持單獨(dú)計(jì)價(jià)、多費(fèi)率、階梯電價(jià)：可對(duì)每塊電表單獨(dú)設(shè)置電價(jià)、費(fèi)率和階梯電價(jià)；

◆ 遠(yuǎn)程售電：財(cái)務(wù)集中管理，電量實(shí)時(shí)下發(fā)，并比對(duì)充值次數(shù)防止作弊；

◆ 數(shù)據(jù)安全：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸采用金融級(jí)的3DES加密算法，防止數(shù)據(jù)作弊竊電；

◆ 手機(jī)短信提醒：當(dāng)金額不足或金額欠費(fèi)，共三級(jí)預(yù)警，都可及時(shí)短信通知商戶(hù)；

◆ 遠(yuǎn)程控制：可對(duì)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；

◆ 能耗分析及查詢(xún)：用戶(hù)和管理員都可查詢(xún)預(yù)付費(fèi)表或管控表每天的用能狀況。

組成系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖4所示：

圖4 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

Fig.4 system hardware structure

2.3.1集中抄表服務(wù)系統(tǒng)

     集中抄表服務(wù)程序包含三大模塊，除了常年運(yùn)行的定時(shí)對(duì)所有儀表進(jìn)行集中遠(yuǎn)程抄表以外，還集成了報(bào)警短信發(fā)送服務(wù)，能將電費(fèi)金額預(yù)警和欠費(fèi)預(yù)警自動(dòng)生成手機(jī)短信自發(fā)送給對(duì)應(yīng)的商鋪用戶(hù)，該功能需要與硬件短信配合使用，使用短信廠(chǎng)商提供的開(kāi)發(fā)接口SDK進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

系統(tǒng)默認(rèn)半小時(shí)對(duì)所有表進(jìn)行一次遠(yuǎn)程集中抄表，時(shí)間間隔支持個(gè)性化配置。

通訊管理機(jī)集抄上傳的數(shù)據(jù)幀格式如下：

<XML>

<010101 online=”True”>

//單表抄表數(shù)據(jù)

</010101>

……

<090999 online=”True”>

//單表抄表數(shù)據(jù)

</090999>

</XML>

2.3.2用戶(hù)查詢(xún)機(jī)系統(tǒng)

      商鋪用戶(hù)可通過(guò)物管公司門(mén)口的觸摸屏，使用開(kāi)戶(hù)時(shí)獲取的用戶(hù)號(hào)和初始密碼，登陸觸摸屏查看個(gè)人信息、儀表狀態(tài)、剩余金額、充值記錄以及日用電記錄等信息。

圖5 查詢(xún)機(jī)系統(tǒng)界面1

Fig.5 query system interface1

圖6 查詢(xún)機(jī)系統(tǒng)界面2

Fig.6 query system interface2

2.3.3遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)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(hù)（商鋪）管理模塊、售電管理模塊、報(bào)表中心模塊，系統(tǒng)大致運(yùn)行和操作流程如圖7所示：

圖7 系統(tǒng)應(yīng)用流程

Fig.7 system application process

1.登陸管理：管理操作員賬戶(hù)及權(quán)限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；

2.系統(tǒng)設(shè)置：對(duì)建筑、通訊管理機(jī)、儀表及默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行配置；

3.用戶(hù)管理：對(duì)商鋪用戶(hù)執(zhí)行開(kāi)戶(hù)、銷(xiāo)戶(hù)、遠(yuǎn)程分合閘、抄表導(dǎo)出及記錄查詢(xún)等操作；

4.售電管理：對(duì)已開(kāi)戶(hù)的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售電、退電、沖正及記錄查詢(xún)等操作；

5.報(bào)表中心：提供售電財(cái)務(wù)報(bào)表、用能報(bào)表、報(bào)警報(bào)表等查詢(xún)。

      系統(tǒng)針對(duì)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(xiàng)目改造后新老表切換時(shí)，老表金額轉(zhuǎn)入的問(wèn)題；支持峰谷電價(jià)，支持一表一電價(jià)；可對(duì)單表設(shè)置功率過(guò)載的閾值，也支持設(shè)置單表金額報(bào)警的兩級(jí)閾值。

用戶(hù)開(kāi)戶(hù)界面如圖8所示：

圖8 用戶(hù)開(kāi)戶(hù)界面

Fig.8 user account interface

      批量遠(yuǎn)程操作場(chǎng)景中，系統(tǒng)提供了多項(xiàng)功能，針對(duì)開(kāi)戶(hù)、報(bào)警1、報(bào)警2、欠費(fèi)、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(yuǎn)程對(duì)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(shè)置下發(fā)（下發(fā)報(bào)警金額閾值和過(guò)載功率閾值）；

3.保電（強(qiáng)制儀表合閘）；

4.恢復(fù)預(yù)付費(fèi)（欠費(fèi)自動(dòng)跳閘的模式）；

5.拉閘（強(qiáng)制斷電）；

6.抄表導(dǎo)出（導(dǎo)出當(dāng)前所有表狀態(tài)為EXCEL）

批量遠(yuǎn)程操作場(chǎng)景界面如圖9所示：

圖9 批量操作界面

Fig.9 batch interface

      系統(tǒng)還將二次接入的電能計(jì)量?jī)x表接入系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程集中抄表后，提供了輔助的能耗查詢(xún)報(bào)表，為能耗分析、用能比對(duì)和安全用電提供強(qiáng)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，如果需要專(zhuān)業(yè)的能耗分析和管理，需要另外配置安科瑞能耗系統(tǒng)Acrel5000。

根據(jù)時(shí)間段、回路編號(hào)等條件，查詢(xún)時(shí)間段內(nèi)抄表電能值及能耗差值，界面如圖10所示：

圖10 能耗查詢(xún)界面

Fig.10 energy consumption query interface

       系統(tǒng)還提供了多個(gè)報(bào)表以供查詢(xún)，分別是日/月/年財(cái)務(wù)銷(xiāo)售統(tǒng)計(jì)報(bào)表、失聯(lián)表/通訊管理機(jī)查詢(xún)報(bào)表、能耗查詢(xún)報(bào)表、實(shí)時(shí)報(bào)警/歷史報(bào)警查詢(xún)報(bào)表，支持導(dǎo)出。

財(cái)務(wù)報(bào)表(日銷(xiāo)售報(bào)表)如圖11所示：

圖11 日銷(xiāo)售報(bào)表

Fig.11 daily sales report

預(yù)付費(fèi)表日用能報(bào)表如圖12所示：

圖12 日用能報(bào)表

Fig.12 daily energy consumption report

3 結(jié)束語(yǔ)

      傳統(tǒng)的IC卡預(yù)付費(fèi)售電管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了先交費(fèi)后用電的管理模式，但由于抄收電表數(shù)據(jù)依賴(lài)于購(gòu)電卡，用戶(hù)用電數(shù)據(jù)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(jiān)控和實(shí)時(shí)控制。

      利用遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)，無(wú)需IC卡，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程集中抄表、實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程充值和遠(yuǎn)程控制，再通過(guò)預(yù)警信息和短信通知，物管部門(mén)即可完成整個(gè)抄表、收費(fèi)、控制和核查工作，實(shí)現(xiàn)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(jié)約人力物力的同時(shí)，也提高了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還具有防信息泄露防竊電的安全功能。

文章來(lái)源：《電測(cè)與儀表》2016年15期增刊。