電能計量與預付費管理系統

1 概述

  用戶端消耗著整個電網80%的電能，用戶端智能化用電管理對用戶可靠、安全、節約用電有十分重要的意義。構建智能用電服務體系，全面推廣用戶端智能用電管理解決方案，實現電網與用戶的雙向良性互動。用戶端急需解決的研究內容主要包括：智能樓宇、智能電器、增值服務、客戶用電管理系統、需求側管理等課題。

  電能管理系統和能耗管理系統正是針對以上課題而研發的用戶端能源管理分析系統。能耗管理系統在電能管理系統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統計，以直觀的數據和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣，有效節約能源，為用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。 

2 參照標準

3．Acrel-3000電能遠程集抄管理系統

3.1 系統功能

  配電監測

  安科瑞Acrel-3000電能管理系統具備友好的人機界面，能夠以配電一次干線圖的形式直觀顯示配電線路的分布情況，同時將實時采集的各回路的電參量信息，以及配電回路開關的分合閘狀態，實時顯示在系統界面中。

  電能報表

  安科瑞Acrel-3000電能管理系統以豐富的數據報表體現計量體系的完整性。系統具備各回路定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的用電情況，即該節點進線用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可追溯，維護計量體系的正確性。

  負荷曲線

  安科瑞Acrel-3000電能管理系統對配電系統總進線回路（或重要負荷的出線）設計了負荷趨勢曲線。便于配電維護人員及時掌握用電需求與供電系統負荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權益提供保障。借助該功能，還可分析用能需量的增長趨勢，適時調整需量申報，減少因需量偏差過大造成的多余繳費。

  電參量報表

  安科瑞Acrel-3000電能管理系統具有對實時電力參數和歷史電力參數的存儲和管理功能，所有實時采集的數據、順序事件記錄等均可保存到實時數據庫。在監控畫面中能夠自定義需要查詢的參數、查詢的時間段或選擇查詢近更新的記錄數等，并通過報表方式顯示出來。該功能方便用戶進行事故追溯查詢。

  統計報表

  安科瑞Acrel-3000電能管理系統為用戶提供了綜合的電能和需量統計報表功能，包含不同饋線的峰平谷用電量統計與記錄，從而為用電的合理管理提供了數據依據(需要選用帶復費率和需量功能的電力儀表)。同時可對各回路進行日、月報表的統計，減少配電系統維護人員的電能統計的工作時間，提高工作效率。

  遙信實時報警

  安科瑞Acrel-3000電能管理系統具備遙信報警配置功能，系統能夠對配電回路斷路器的分合閘動作進行實時監測并報警。系統報警時能夠進行信息語音提示，自動彈出報警畫面。

  遙測實時報警

  安科瑞Acrel-3000電能管理系統具備遙測報警配置功能，報警類型包括電壓越限、電流越限、頻率越限、功率因數越限、斷路器分合閘。系統報警時能夠進行信息語音提示，自動彈出報警畫面。

  遙信、遙測歷史報警查詢

  安科瑞Acrel-3000電能管理系統能夠對遙信、遙測報警數據進行存儲，方便用戶對系統報警事件進行追溯查詢。

  電能質量監測

  安科瑞Acrel-3000電能管理系統可以對整個配電系統范圍內的電能質量和電能可靠性狀況 進行持續性的監測。例如配電系統維護人員可以通過諧波分析界面掌握配電系統的諧波含量，及時采取相應的措施提高配電系統的可靠性，減少因諧波造成的供電事故的發生。

  用戶權限管理

  安科瑞Acrel-3000電能管理系統為保障系統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如配電回路名稱修改等）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行維護管理提供可靠的安全保障。

  通訊狀態圖

  安科瑞Acrel-3000電能管理系統可以實時顯示接入系統的各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構，可在線診斷系統網絡通訊狀態，發生網絡故障時能自動在屏幕上顯示故障單元和故障部位。從而方便系統維護人員實時掌握現場各設備的通訊狀態，對出現異常的設備及時維護，保證系統的穩定運行。

  基于B/S的網絡應用

  安科瑞Acrel-3000電能管理系統配置了強大的WEB頁面發布功能，從而使得用戶可以通過基于Windows平臺的IE或其他主流瀏覽器，查看系統實時數據、監控畫面、歷史數據，瀏覽效果與在Acrel-3000服務器端看到的系統畫面*相同。

  數據轉發

  安科瑞Acrel-3000電能管理系統支持多種標準協議的數據轉發，實現與第三方系統的數據共享。支持Modbus-RTU、Modbus/TCP、IEC104(南瑞)通訊協議的數據轉發，能夠支持工業OPC接口，通過OPC接口實現與其他系統（如BA系統）進行數據交互。

  手機短信報警

  安科瑞Acrel-3000電能管理系統支持手機短信報警功能，系統遙信、遙測實時報警信息可以通過短信報警模塊發送到的系統管理人員手機上，使得用戶能夠及時了解現場配電情況，消除可能發生的配電隱患。

  GPS系統時鐘同步

  安科瑞Acrel-3000電能管理系統可集成配置GPS授時設備，對系統主機進行GPS同步授時，以保證整個系統有統一的時間基準，為電力系統故障分析提供可靠的時間保障。

  開放的系統擴展功能

  安科瑞Acrel-3000電能管理系統監控軟件具備多種標準的接口和協議的接入，如支持485總線，多種不同的通訊協議如Modbus-RTU、Modbus/TCP、IEC103、IEC104等，同時具備后期對非標準規約協議的開發接入，使得所有智能設備都能無縫連接到后臺系統中來。同時系統支持工業OPC接口與其他系統（如BA系統）進行數據共享。

  雙機冗余功能

  安科瑞Acrel-3000電能管理系統具有配置雙機冗余的功能。該功能提高了系統的安全性和容錯性，保證了系統中即使某臺監控主機出現異常也不會影響到整個Acrel-3000電能管理系統的正常運行。

3.2 系統結構

  Acrel-3000電能管理系統通常采用分層分布式結構進行設計，即現場設備層、網絡通訊層和站控管理層：

  現場設備層

  現場設備層主要是連接于網絡中用于電參量采集測量的各類型的儀表等，也是構建該配電系統必要的基本組成元素。肩負著采集數據的重任，這些設備可為乙方各系列帶通訊網絡電力儀表、溫濕度控制器、開關量監測模塊和電動機保護器等。

  網絡通訊層

  網絡通訊層主要是由通訊服務器、接口轉換器件及總線網絡等組成。該層是數據信息交換的橋梁，不同的接口轉換器件提供了RS232、RS422、RS485、SPABUS等及以太網等各種接口，組網方式靈活，支持點對點的通訊、現場總線網絡、以太網等類型的組態網絡。通訊服務器主要用于直接對現場儀器儀表轉達上位機的各種控制命令，并負責對現場儀器儀表回送的數據信息進行采集、分類和存儲等工作，如電壓/電流等電參量、輸入開關量狀態、修改儀表內部參數或各種控制繼電器斷開/閉合的操作命令等；光電隔離保護裝置主要是為保證上位機的正常工作，避免網絡中不穩定信號對其造成的干擾或破壞；接口轉換器件則是由于現場儀表或其它系列的裝置與上位機的通訊接口存在差異，需要進行轉換方可進行數據交換。

  站控管理層

  站控管理層是針對配電網絡的管理人員，該層直接面向用戶。該層也是系統的上層部分，主要是由電能管理系統軟件和必要的硬件設備如計算機、打印機、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過數據傳輸協議讀取前置機采集的現場各類數據信息，自動經過計算處理，以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況，并可接受管理人員的操作命令，實時發送并檢測操作的執行狀況，以保證供用電單位的正常工作；電能計量管理功能設計各種符合用戶的報表格式，報表內數據嚴格按照各種標準進行計量，用戶只需查找打印即可，大的方便了操作，提高了工作效率。

3.3 設備選型

四、費控管理系統

1.  IC卡表本地預付費系統

1.1功能概述

  本地IC卡預付費電能表帶讀卡和繳費功能。用戶通過售電窗口進行開戶、充值、補卡業務流程，辦完業務后須將IC卡插入電表，電表充值，連續用電計算并扣除，顯示剩余電量，余額不足跳閘，續購電后復電。

1.2系統特點

  IC卡表本地預付費方案適合于電表分散安裝的場合。施工簡單，不需要安裝其他設備，不需要鋪設線纜，減少了施工費用。不足之處是無法實現遠程采集、控制。如有實時數據采集的需要，可輔之電能集抄系統來實現。

1.3系統示意

2.基于多用戶計量箱的射頻卡預付費系統

2.1功能概述

  用戶通過售電窗口進行開戶、充值、補卡業務流程，辦完業務后須持卡在對應的多用戶計量箱上刷卡以完成充值，多用戶計量箱根據各戶用電計算扣除其剩余電量，當余額不足時跳閘，續購后復電。

2.2系統特點

  基于射頻卡充值終端預付費方案適用電表集中安裝的場合。當用戶不便進入電表集中安裝的強電間時，可通過安裝在強電間外的充值終端方便地實現充值。充值終端提供本地集抄，可供用戶查詢剩余金額。不足之處是需要局部組網，布置485通信至終端，施工相對復雜，建設成本稍高。

2.3系統示意

3.后臺遠程預付費系統

3.1功能概述

  以電能管理軟件和集中抄表軟件為主，包括計算機，通訊管理機，打印機等設置在內的集成系統。

  主要完成電能表參數設置，商戶售電管理及用電管理工作，操作簡便，實行物業公司遠程實時操作實時監控，具有良好的人機界面，能夠有效的統計和管理數據，并對數據的安全性做了有效的保密措施。安裝方便，是用電管理部門、商業廣場和物業小區等管理部門，提高用電管理水平，解決收費難問題的理想產品。

3.2系統特點

◆ 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；

◆ 遠程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態實時性可精確到3分鐘以內；

◆ 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；

◆ 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；

◆ 數據安全：網絡數據傳輸采用金融級的3DES加密算法，防止數據竊電；

◆ 手機短信提醒：當金額不足或金額欠費，共三級預警，都可及時短信通知商戶；

◆ 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；

◆ 能耗分析及查詢：用戶和管理員都可查詢預付費表或管控表每天的用能狀況；

◆ 在線支付：可選配支付寶在線支付，完成無人值守，自助購電。

3.3系統示意