城市建筑能耗管理

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)專變、B區(qū)專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)有效地管理能源使用，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：

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4G無線網(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；

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)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)行開戶、銷戶、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)置功率過載的閾值，也支持設(shè)置單表金額報(bào)警的兩級(jí)閾值。

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