城市建筑能耗管理

0  概述

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

本項目為延安能源小區(qū)提供解決方案。本項目共有ADF300多用戶預付費計量箱101臺，針對小區(qū)地下倉庫用電的性質(zhì)實現(xiàn)用電的智能化管理，以保證先收費后用電；同時現(xiàn)場A區(qū)專變、B區(qū)專變配電室及各棟樓單元配電總箱上合計254只多功能電表，通過對各電表的用電進行統(tǒng)計分析，以達到整個小區(qū)用電量及負荷的實時了解及管控幫助管理人員發(fā)現(xiàn)潛在的節(jié)能機會，提高能源利用效率，科學有效地管理能源使用，從而降低能源使用費用，為建立節(jié)約型社會發(fā)揮作用。

1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)延安能源小區(qū)項目遠程預付費及能耗云系統(tǒng)，對小區(qū)地下室倉庫配電箱的末端用戶配電系統(tǒng)進行收費管理及整個小區(qū)能源消耗的管理；監(jiān)控現(xiàn)場101臺ADF300多用戶預付費計量箱，254只多功能儀表，各智能設備通過485總線手拉手連接到就近的數(shù)據(jù)采集箱，每臺數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)配置一臺4G路由器，通過4G路由器里的流量實現(xiàn)各處儀表與監(jiān)控云平臺的數(shù)據(jù)連通，完成收費管理及能耗統(tǒng)計分析的系統(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：

間隔設備層主要為：預付費多用戶計量箱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，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)至就近的數(shù)據(jù)采集箱，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

網(wǎng)絡通訊層主要為：串口服務器，4G路由器。主要功能為把分散在現(xiàn)場的采集裝置集中采集并通過4G無線網(wǎng)傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

站控管理層：設有阿里云服務器、工控機、顯示器、打印機等設備。遠程預付費及能耗云系統(tǒng)部署在阿里云服務器上，集中采集現(xiàn)場設備運行狀況，在工控機的對應網(wǎng)頁上以人機交互的形式顯示給用戶。

以上網(wǎng)絡儀表均采用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)動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達30個設備，傳輸距離為1.2km。

2  B/S架構(gòu)遠程預付費云電能管理系統(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、報表中心模塊。

 集中抄表服務程序常年運行在阿里云服務器上，不間斷定時對所有表進行遠程抄表；遠程預付費系統(tǒng)包含所有開戶、售電、遙控及報表功能。主要特點如下：

a. 快速配置，即裝即用：將電表和通訊管理機配置導入系統(tǒng)就可以使用；

b. 遠程集中抄表：免去人工抄表，電表狀態(tài)實時性可準確到3分鐘以內(nèi)；

c. 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；

d. 遠程售電：財務集中管理，電量實時下發(fā)，并比對充值次數(shù)防止；

e. 數(shù)據(jù)安全：網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸采用金融級的3DES加密算法，防止數(shù)據(jù)竊電；

f. 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；

g. 能耗分析及查詢：用戶和管理員都可查詢預付費表或各類接入的計量儀表每天的用能狀況；

傳統(tǒng)的IC卡預付費售電管理系統(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。

利用遠程預付費電能管理系統(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，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，同時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)項目地下室分配電箱采用安科瑞公司多用戶預付費計量箱ADF300，該儀表主要測量電度值、剩余電量、剩余金額等電參量。

現(xiàn)場實現(xiàn)了以下功能：

1.集中抄表服務系統(tǒng)

集中抄表服務程序包含三大模塊，除了常年運行的定時對所有儀表進行集中遠程抄表以外，還集成了報警短信發(fā)送服務，能將電費金額預警和欠費預警自動生成手機短信自發(fā)送給對應的用戶，該功能需要與阿里云短信推送服務配合使用。

系統(tǒng)默認半小時對所有表進行一次遠程集中抄表，時間間隔支持個性化配置。

2.遠程預付費電能管理系統(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限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；

2）系統(tǒng)配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數(shù)進行配置；

3）用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；

4）售電管理：對已開戶的表進行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；

5）報表中心：提供售電、售水財務報表、用能報表、報警報表等查詢，本系統(tǒng)所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導出。

系統(tǒng)針對商鋪開戶不僅支持一戶一表，也支持一戶掛多表的需要；同時支持和解決了項目改造后新老表切換時，老表金額轉(zhuǎn)入的問題；支持峰谷電價，支持一表一電價；可對單表設置功率過載的閾值，也支持設置單表金額報警的兩級閾值。

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