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延安新區(qū)北區(qū)能源小區(qū)項(xiàng)目遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)及能耗云系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

瀏覽次數(shù):1121更新時(shí)間:2020-02-10

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801;

 

摘要:介紹延安新區(qū)北區(qū)-能源小區(qū)項(xiàng)目遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)及能耗云系統(tǒng),采用智能預(yù)付費(fèi)多用戶計(jì)量箱ADF300進(jìn)行遠(yuǎn)程分合控制,達(dá)到預(yù)付費(fèi)使用功能,同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的兩間低壓配電室以及各棟樓單元的總進(jìn)線配電箱的多功能電表數(shù)據(jù)進(jìn)行采集匯總統(tǒng)計(jì)分析。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地采集及4G無(wú)線組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通訊并遠(yuǎn)傳至云平臺(tái),通過(guò)AcrelCloud-3200預(yù)付費(fèi)云平臺(tái)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)安裝了ADF300多用戶計(jì)量箱的配電回路用電的收費(fèi);通過(guò)Acrel-5000Cloud能源管理云平臺(tái)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)A、B區(qū)專(zhuān)變配電室及各棟樓單元用能的統(tǒng)計(jì)分析。

 

關(guān)鍵詞:預(yù)付費(fèi)電能表;Acrel-3200型;ADF300

 

 

0  概述 

       延安能源小區(qū)項(xiàng)目位于陜西省延安市新區(qū),此項(xiàng)目共包含兩個(gè)地塊,其中A地塊14棟樓,B地塊10棟樓,兩個(gè)地塊隔了一條馬路,A地塊和B地塊之間無(wú)法施工布線組網(wǎng),物業(yè)值班室位于A地塊。

       本項(xiàng)目為延安能源小區(qū)提供解決方案。本項(xiàng)目共有ADF300多用戶預(yù)付費(fèi)計(jì)量箱101臺(tái),針對(duì)小區(qū)地下倉(cāng)庫(kù)用電的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)用電的智能化管理,以保證先收費(fèi)后用電;同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)A區(qū)專(zhuān)變、B區(qū)專(zhuān)變配電室及各棟樓單元配電總箱上合計(jì)254只多功能電表,通過(guò)對(duì)各電表的用電進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,以達(dá)到整個(gè)小區(qū)用電量及負(fù)荷的實(shí)時(shí)了解及管控幫助管理人員發(fā)現(xiàn)潛在的節(jié)能機(jī)會(huì),提高能源利用效率,科學(xué)地管理能源使用,從而降低能源使用費(fèi)用,為建立節(jié)約型社會(huì)發(fā)揮作用。

1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

       本監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)延安能源小區(qū)項(xiàng)目遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)及能耗云系統(tǒng),對(duì)小區(qū)地下室倉(cāng)庫(kù)配電箱的末端用戶配電系統(tǒng)進(jìn)行收費(fèi)管理及整個(gè)小區(qū)能源消耗的管理;監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)101臺(tái)ADF300多用戶預(yù)付費(fèi)計(jì)量箱,254只多功能儀表,各智能設(shè)備通過(guò)485總線手拉手連接到就近的數(shù)據(jù)采集箱,每臺(tái)數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)配置一臺(tái)4G路由器,通過(guò)4G路由器里的流量實(shí)現(xiàn)各處儀表與監(jiān)控云平臺(tái)的數(shù)據(jù)連通,完成收費(fèi)管理及能耗統(tǒng)計(jì)分析的系統(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;如圖所示:

          

A區(qū)專(zhuān)變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

            

B區(qū)專(zhuān)變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

       

A區(qū)1#、2#樓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

        

A區(qū)3#、4#樓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

        

A區(qū)6#、7#樓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

        

A區(qū)5#、8#樓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

           

A區(qū)9#、10#樓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

         

A區(qū)11#、12#樓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

         

A區(qū)13#、14#樓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

         

B區(qū)2#、3#樓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

          

B區(qū)4#、7#樓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

            

B區(qū)5#、6#樓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

            

B區(qū)8#、9#樓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

            

B區(qū)1#、10#樓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

        間隔設(shè)備層主要為:預(yù)付費(fèi)多用戶計(jì)量箱ADF300以及配電柜及配電箱上安裝的多功能電表。這些裝置均采用RS485通訊接口,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)MODBUS總線組網(wǎng)至就近的數(shù)據(jù)采集箱,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集。

        網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為:串口服務(wù)器,4G路由器。主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)的采集裝置集中采集并通過(guò)4G無(wú)線網(wǎng)傳至站控層,完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

        站控管理層:設(shè)有阿里云服務(wù)器、工控機(jī)、顯示器、打印機(jī)等設(shè)備。遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)及能耗云系統(tǒng)部署在阿里云服務(wù)器上,集中采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況,在工控機(jī)的對(duì)應(yīng)網(wǎng)頁(yè)上以人機(jī)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(jiǎn)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(shí)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(dòng)器和差分接收器的組合,抗噪聲干擾能力增強(qiáng),總線上允許連接多達(dá)30個(gè)設(shè)備,傳輸距離為1.2km。

2  B/S架構(gòu)遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)云電能管理系統(tǒng)主要功能

       本系統(tǒng)包括五大模塊,分別是登陸模塊、系統(tǒng)配置模塊、用戶(商鋪)管理模塊、售電管理模塊、報(bào)表中心模塊。

        集中抄表服務(wù)程序常年運(yùn)行在阿里云服務(wù)器上,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、售電、遙控及報(bào)表功能。主要特點(diǎn)如下:

a. 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;

b. 遠(yuǎn)程集中抄表:免去人工抄表,電表狀態(tài)實(shí)時(shí)性可準(zhǔn)確到3分鐘以內(nèi);

c. 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);

d. 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bi;

e. 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bi竊電;

f. 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;

g. 能耗分析及查詢:用戶和管理員都可查詢預(yù)付費(fèi)表或各類(lèi)接入的計(jì)量?jī)x表每天的用能狀況;

       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,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。

3  案例分析

         延安能源小區(qū)項(xiàng)目地下室分配電箱采用安科瑞公司多用戶預(yù)付費(fèi)計(jì)量箱ADF300,該儀表主要測(cè)量電度值、剩余電量、剩余金額等電參量。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了以下功能:

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)的用戶,該功能需要與阿里云短信推送服務(wù)配合使用。

        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。

2.遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能管理系統(tǒng)

        本系統(tǒng)包括五大模塊,分別是登陸模塊、系統(tǒng)配置模塊、用戶(商鋪)管理模塊、售電管理模塊、報(bào)表中心模塊,主要功能如下:

        1)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;

        2)系統(tǒng)配置: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)用戶管理:對(duì)商鋪用戶執(zhí)行開(kāi)戶、銷(xiāo)戶、遠(yuǎn)程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作;

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

        5)報(bào)表中心:提供售電、售水財(cái)務(wù)報(bào)表、用能報(bào)表、報(bào)警報(bào)表等查詢,本系統(tǒng)所有的報(bào)表及記錄查詢,都支持excel格式導(dǎo)出。

        系統(tǒng)針對(duì)商鋪開(kāi)戶不僅支持一戶一表,也支持一戶掛多表的需要;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。

 

       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、報(bào)警1、報(bào)警2、欠費(fèi)、未開(kāi)戶、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)

 

        系統(tǒng)還將電能計(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)。

        系統(tǒng)還提供了多個(gè)報(bào)表以供查詢,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)查詢報(bào)表、能耗查詢報(bào)表、實(shí)時(shí)報(bào)警/歷史報(bào)警查詢報(bào)表,支持導(dǎo)出。以下是財(cái)務(wù)報(bào)表和預(yù)付費(fèi)表日用能查詢報(bào)表:

 

               售電查詢界面

 

               電銷(xiāo)售報(bào)表界面

 

               電綜合報(bào)表界面

4 B/S架構(gòu)能耗云管理系統(tǒng)主要功能

     綜合能耗主界面

 

當(dāng)日電用能曲線

反映建筑物當(dāng)年用能各分類(lèi)能耗和折算為標(biāo)準(zhǔn)煤的綜合能耗,并計(jì)算得到單位面積能耗;

通過(guò)表計(jì)計(jì)量的主要為電能消耗,界面下方顯示電能的當(dāng)日逐時(shí)用能曲線;單擊每個(gè)分類(lèi)能耗的上部區(qū)域,可跳轉(zhuǎn)到該分類(lèi)能耗的用能分析主界面;

可通過(guò)下拉框切換建筑物,建筑物圖片可根據(jù)項(xiàng)目要求替換;

     分類(lèi)能耗主界面

 

反映某分類(lèi)能耗(例如電)當(dāng)日及昨日同期、當(dāng)月及上月同期、當(dāng)年及上年同期的用能及對(duì)比,增長(zhǎng)百分比及增加值;

反映某分類(lèi)能耗過(guò)去48小時(shí)、過(guò)去31天、過(guò)去12個(gè)月、過(guò)去3年的用能趨勢(shì);

反映某分項(xiàng)能耗的當(dāng)月用能餅圖;

反映某分類(lèi)能耗當(dāng)年各月用能同比分析圖;

    分類(lèi)能耗支路用能統(tǒng)計(jì)報(bào)表

 

可靈活選擇支路,并統(tǒng)計(jì)某段時(shí)間內(nèi)支路用能的日、月、周、季、年用能;

通過(guò)透shi表功能強(qiáng)大,用戶可進(jìn)行多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組合排序;

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可通過(guò)柱狀圖、點(diǎn)線圖、堆積圖、餅圖等多種圖表展示;

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel;

      分類(lèi)能耗支路非工作日用能

統(tǒng)計(jì)對(duì)各支路工作日和非工作日用能,非工作日可通過(guò)系統(tǒng)靈活設(shè)置

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel;

      分類(lèi)能耗支路同比分析

統(tǒng)計(jì)各支路當(dāng)年每月用能及去年同期用能;

       分類(lèi)能耗支路用能集抄

 

查詢各支路任意兩個(gè)時(shí)間的表計(jì)讀數(shù),并計(jì)算出差值;

時(shí)間精度到分鐘;

      分類(lèi)能耗支路分時(shí)段用能趨勢(shì)分析

可查詢?nèi)我恢纺扯螘r(shí)間內(nèi)的用能參數(shù)(例如電壓、電流、功率、功率因數(shù)等),具體可查詢的參數(shù)與安裝的儀表和系統(tǒng)配置有關(guān),查詢時(shí)不可跨月;

數(shù)據(jù)以圖表或表格的形式顯示,圖表可通過(guò)鼠標(biāo)操作放大、縮小、移動(dòng);可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序(大值、小值);

數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel;

5  結(jié)束語(yǔ)

        隨著社會(huì)生產(chǎn)的進(jìn)步,在商業(yè)及小區(qū)用電量不斷增長(zhǎng)、對(duì)供電質(zhì)量要求不斷提高的同時(shí),也存在大量拖欠電費(fèi)的情況,加重了物業(yè)的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。為了提高電費(fèi)收繳率,規(guī)避惡意欠費(fèi)造成的經(jīng)濟(jì)損失,我公司特提供遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)解決方案,系統(tǒng)不但可以預(yù)收電費(fèi),實(shí)現(xiàn)“先交錢(qián)、后用電”,又可針對(duì)用戶有選擇性的進(jìn)行限電。現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)的系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了先交費(fèi)后用電,可以避免延安能源小區(qū)物業(yè)電費(fèi)墊資問(wèn)題,從而緩解了物業(yè)運(yùn)營(yíng)的資金壓力,防止了私接偷電的問(wèn)題;同時(shí)對(duì)能源小區(qū)的用電進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,幫助管理人員發(fā)現(xiàn)潛在的節(jié)能機(jī)會(huì),提高能源利用效率,科學(xué)地管理能源使用,從而降低能源使用費(fèi)用,為建立節(jié)約型社會(huì)發(fā)揮作用。做能源小區(qū)項(xiàng)目的節(jié)能工作,對(duì)促進(jìn)和帶動(dòng)節(jié)能工作,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)具有重要意義。

 

參照標(biāo)準(zhǔn):

ISO/IEC11801 《綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

GB/50198 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

GB50054-2011       《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》

IEC 61587              《電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)系列》

DL/T448-2000         《電能計(jì)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(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》

DL/T5137-2001      《電測(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

GB2887               《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)條件》

GB/T18460.3        《IC卡預(yù)付費(fèi)售電系統(tǒng) 第3部分: 預(yù)付費(fèi)電度表》

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部技術(shù)要求[2008]114號(hào)文

 

作者簡(jiǎn)介:劉丹,女,本科  安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電

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