龔永波
安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定
1. 項目概況
青島鑫江東方城購物中心，位于青島市黑龍江中路城陽段，西臨黑龍江中路，東靠青銀高速。項目總占面積17萬平米，于2012年7月7日正式開業(yè)，共有2200余個停車位。廣場分為地下一層和地上五層，共約600個大小商戶，其中主力店包括華潤超市、蘇寧電器、迪卡儂、星燁國際影城、繽紛東方冰場、迪暢KTV、東方美食城、海洋貝貝兒童樂園、城市英雄電玩城等。
約有三分之二采用插卡預(yù)付費電表，商戶充值電費時均需要商場物業(yè)配合；其余商戶采用后付費模式，每月需要商場物業(yè)承擔墊付電費的資金風(fēng)險。另外由于所有電表均未組網(wǎng)，無法實時監(jiān)控各電表的用電情況，商戶無法掌握自己的用電量，商場也無法實時監(jiān)管各商戶用電情況。
2. 技術(shù)標準
本方案遵循的國家標準有：
ISO/IEC11801 《國際綜合布線標準》
GB/50198 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
GB50052-2009 《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》
GB50054-2011 《低壓配電設(shè)計規(guī)范》
IEC 61587 《電子設(shè)備機械結(jié)構(gòu)系列》
DL/T448-2000 《電能計量裝置技術(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 《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》
GB/T/3047.1 《面板、架和柜的基本尺寸系列》
DL/T5137-2001 《電測量及電能計量裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》
GB2887 《計算站場地技術(shù)條件》
3. 平臺結(jié)構(gòu)
Acrel-3200遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，詳細拓撲結(jié)構(gòu)如下：
本項目設(shè)計的智能用電計量管理系統(tǒng)，由安科瑞品牌內(nèi)控型預(yù)付費電能表DTSY1352-NK、DDSY1352-NK、通訊管理機、RS485總線（局域網(wǎng)）、光纖網(wǎng)、站控層管理計算機、系統(tǒng)管理軟件及預(yù)付費充值系統(tǒng)組成。
3.1 預(yù)付費電能計量儀表DTSY1352-NK和DDSY1352-NK
主要功能
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項目 |
DDSY1352 |
DTSY1352 |
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規(guī)格 |
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測 量
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電 壓 |
參比電壓 |
220V |
3×220/380V |
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功耗 |
<10VA(單相) |
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阻抗 |
>2MΩ |
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精度等級 |
誤差±0.2% |
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電 流 |
輸入電流 |
10(60)A |
3×1(6)A， 3×10(80)A |
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功耗 |
<4VA(單路額定電流) |
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精度等級 |
誤差±0.2% |
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功率 |
有功、無功、視在功率，誤差±0.5℅ |
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電網(wǎng)頻率 |
45～65Hz，誤差±0.2% |
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計 量 |
電能 |
有功電能1級 |
有功電能0.5s級 |
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無功電功2級 |
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時鐘 |
≤0.5s/d |
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數(shù)字 信號 |
電量脈沖輸出 |
1路有功光耦輸出 |
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開關(guān)量輸出 |
1路開關(guān)量輸出 |
2路開關(guān)量輸出 |
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脈沖 |
脈沖寬度 |
80±20ms |
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脈沖常數(shù) |
1600imp/kWh |
6400imp/kWh,400imp/kWh |
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通 信 |
接口與通信規(guī)約 |
RS485口：Modbus RTU規(guī)約/DL/T645-07規(guī)約 |
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通信地址范圍 |
Modbus RTU:1~ 247 |
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波特率 |
支持1200bps~19200bps |
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環(huán) 境 |
工作溫度 |
-25℃~+55℃ |
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相對濕度 |
≤95℅（無凝露） |
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工作溫度 |
-25℃~55℃ |
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存儲溫度 |
-40℃~70℃ |
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3.2 通訊管理機ANET-2E8S1
ANet智能通訊管理機是一款采用嵌入式硬件計算機平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡(luò)接口，用于將一個目標區(qū)域內(nèi)所有的智能監(jiān)控/保護裝置的通信數(shù)據(jù)整理匯總后，實時上傳主站系統(tǒng)，完成遙信、遙測功能。
同時，ANet智能通訊管理機支持接收上級主站系統(tǒng)下達的命令，并轉(zhuǎn)發(fā)給目標區(qū)域內(nèi)的智能系列單元，完成對廠站內(nèi)各開關(guān)設(shè)備的分、合閘遠方控制或裝置的參數(shù)整定，實現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能，以達到遠動輸出調(diào)度命令的目標。
ANet智能通訊管理機提供豐富的規(guī)約庫支持，實現(xiàn)不同二次設(shè)備供應(yīng)商的智能設(shè)備互聯(lián)。作為自動化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測設(shè)備之間的通信接口設(shè)備，ANet智能通訊管理機實現(xiàn)了規(guī)約轉(zhuǎn)換、接口匹配、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等三項功能。
ANet智能通訊管理機提供RS485通信端口，每個端口至多可帶32臺儀表設(shè)備（對于低壓綜合保護建議每個端口掛接不超過10個）；可根據(jù)儀表設(shè)備的通信波特率、通信線路長度及客戶對通信數(shù)據(jù)的刷新速度要求最終決定每個通信端口所帶的設(shè)備數(shù)量。
ANet智能通訊管理機實時并行多任務(wù)處理與第三方設(shè)備的訪問及上位系統(tǒng)的連接通信，支持軟件組態(tài)。通過專門的配置管理軟件，可為不同通道掛載設(shè)備選擇不同的通信協(xié)議，并可通過更改配置文件來改變通訊管理機所連接儀表設(shè)備的數(shù)量及數(shù)據(jù)信息，而不需更改軟件程序。
技術(shù)參數(shù)
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硬件篇 |
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技術(shù)參數(shù) |
指標 |
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電源 |
電壓 |
AC 85 V ～265 V 、 DC 12 V ～36 V （訂貨時說明） |
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裝置功耗 |
≤10W |
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處理器 |
ARM32位Cortex-A7內(nèi)核，528MHz |
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板載存儲內(nèi)存 |
256MB DDR3內(nèi)存 + 256MB NAND Flash電子硬盤 |
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串行接口 |
8路光耦隔離RS485 + 1路RS232(調(diào)試口) |
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以太網(wǎng)接口 |
2路10/100M自適應(yīng) |
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USB HOST |
1路USB2.0高速接口，支持熱拔插及即插即用斷點續(xù)傳數(shù)據(jù)存儲 |
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SD卡接口 |
內(nèi)置8GB SDCard 電子硬盤，支持熱拔插及即插即用斷點續(xù)傳數(shù)據(jù)存儲 |
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安全性 |
工頻耐壓：通信端子和輔助電源之間AC 2kV 1min |
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絕緣電阻：輸入、輸出端對機殼>100MΩ |
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環(huán)境 |
工作溫度：-20℃～+55℃ 存儲運輸溫度：-25℃～+70℃ 相對濕度：≤95%（+25℃） 海拔高度：≤2500m |
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電磁兼容檢測 |
GB/T17626.2-2006 靜電放電抗擾度試驗 4級 GB/T17626.4-2008 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗4級 GB/T17626.5-2008 浪涌(沖擊)抗擾度試驗4級 GB/T17626.6-2008 射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度3級 |
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軟件篇 |
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設(shè)備配置 |
C/S架構(gòu)ANetCM配置管理軟件，開放式模板管理，純文本或excel工程信息管理 |
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快速更新 |
ANetOS提供1-3秒配置更新，3-7秒固件升級更新。 如更新錯誤配置，防損算法在3-5秒內(nèi)將設(shè)備自動恢復(fù)到更新前配置狀態(tài)。 如升級有問題固件，防損算法在5-10秒內(nèi)將設(shè)備自動恢復(fù)到升級前狀態(tài)。 |
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Console配置 |
RS232串行命令行簡約命令集配置管理 |
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網(wǎng)絡(luò)通訊方式 |
Socket方式，支持XML格式壓縮上傳，提供AES加密及MD5身份認證等安全需求 |
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數(shù)據(jù)采集周期 |
秒 級自定義配置 |
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自動上傳周期 |
秒、分鐘 級自定義配置，視上傳協(xié)議而定 |
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協(xié)議支持 |
除一般標準協(xié)議外，可支持對采集側(cè)及上位機非標準協(xié)議的定制化開發(fā) |
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與上位機對時 |
實時保持與上位機同步對時 |
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斷點續(xù)傳 |
實時檢測，上傳失敗自動保存待傳數(shù)據(jù)，支持外部存儲介質(zhì)的即插即用和空間擴容，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時待傳數(shù)據(jù)自動上傳 |
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歷史庫存儲 （斷點續(xù)傳） |
根據(jù)自動上傳周期進行歷史庫存儲， 可自定義歷史庫數(shù)據(jù)保存天數(shù)，到期先進先出， 存儲空間自動防溢，近溢值先進先出 |
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協(xié)議支持 |
GBT19582-2008（Modbus、ModbusTCP）、DL/T645-1997、DL/T645-2007、 CJT188-2004、IEC60870-5（101、103、104）、DGJ08-2068-2012上海建筑能耗、DGJ32/TJ111-2010江蘇建筑能耗、電力需求側(cè)（需定制）、遠程預(yù)付費、運維云平臺、串-網(wǎng)透傳等 |
4. 平臺功能
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)系統(tǒng)，遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)，以及用戶查詢系統(tǒng)。
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程抄表；遠程預(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)用于商鋪查詢個人信息、充值和用電情況，如果條件滿足，還支持用戶使用支付寶等方式遠程自助購電。
主要特點如下：
快速配置，即裝即用：將電表和通訊管理機配置導(dǎo)入系統(tǒng)就可以使用；
支持單獨計價、多費率、階梯電價：可對每塊電表單獨設(shè)置電價、費率和階梯電價；
遠程售電：財務(wù)集中管理，電量實時下發(fā)，并比對充值次數(shù)防止作弊；
手機自助查詢及售電：租戶通過手機可以查詢個人信息、余額、充值記錄、用電記錄等，同時可以通過手機遠程充值，支持支付寶付款；
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)作弊竊電；
手機短信提醒：當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；
遠程控制：可對任意一塊電表執(zhí)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(yù)付費表或各類接入的計量儀表每天的用能狀況。
Acrel-3200遠程預(yù)付費系統(tǒng)軟件界面
5. 項目總結(jié)
傳統(tǒng)的IC卡預(yù)付費售電管理系統(tǒng)實現(xiàn)了先交費后用電的管理模式，但由于抄收電表數(shù)據(jù)依賴于購電卡，用戶用電數(shù)據(jù)滯后于發(fā)生時間，不僅需要人工抄表，也無法有效進行用電管理、監(jiān)控和實時控制。利用Acrel-3200遠程預(yù)付費電能管理系統(tǒng)，無需IC卡，可以實現(xiàn)計算機遠程集中抄表、實時監(jiān)控、遠程充值和遠程控制，再通過預(yù)警信息和短信通知，以及手機網(wǎng)站，物管部門即可完成整個抄表、收費、控制和核查工作，實現(xiàn)高度信息化和自動化，大大提高用電營銷管理效率和水平，節(jié)約人力物力的同時，也提高了經(jīng)濟效益。商戶可以通過手機支付寶自助購電，及時掌握自己的剩余電量以及用電情況。至此實現(xiàn)整個青島鑫江東方城購物中心的商戶用電的智能化管理。
作者簡介：
龔永波，男，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，Email: 28801392115@qq.com手機：18702101301 QQ:2881392115