【應用案例】遠程抄表與配電能效系統(tǒng)在學校公寓的應用

安科瑞未曉妃

0前言

 該校在遠程抄表智能系統(tǒng)使用前學生公寓用電控制和計量形式多種多樣，具體有：

(1)無限電無計量；

(2)無限電有電表計量；

(3)有限電、模塊式計量的限電柜；

(4)有限電、模塊式計量、CI卡收費模式的限電柜。

 具有限電、計量和收費功能的限電柜只有限電功能在使用，計量和收費功能沒有啟用，并且大部分用電管理設備運行都在8年以上，限電功能大多已失效，用電管理設備只是起到開關(guān)的作用，因此在學生公寓房間內(nèi)不同程度的使用違章電器。違章電器的使用造成供電線路老化、短路和燒斷的現(xiàn)象，增加維修人員和保衛(wèi)人員檢查的工作量，同時也浪費大量的電能，增加學校的電費支出，并且也無法給學生提供一個安全的生活環(huán)境，發(fā)生多起因使用違章電器房間著火現(xiàn)象。

1目前全國各大學學生公寓用電管理收費系統(tǒng)模式

（1）人工抄表收費：優(yōu)點讀數(shù)直觀，故障影響面小，缺點勞動強度大、效率低。

（2）智能模塊集中抄表收費系統(tǒng)：優(yōu)點設備集中，容易布線，施工簡單，易于管理；缺點一旦主板出現(xiàn)故障，影響面大，并且讀數(shù)不夠直觀，不利于查看房間實時用電情況。

（3）IC卡預付費用電管理收費系統(tǒng)：優(yōu)點是電費回收率比較高，缺點IC卡是易損部件，增加學生的經(jīng)濟負擔，一旦欠電費隨時斷電，給學生生活帶來不便。

（4）遠程抄表智能用電管理收費系統(tǒng)：每個房間一塊電表，只需增加一條通訊線給集中器就能實現(xiàn)，減少工程造價；可遠程停送電，一個人可以管理幾千個房間，工作效率高；每個房間一塊電表，即使出現(xiàn)故障不會波及其他房間，影響面小。

2學生公寓用電實行限電、計量和收費必要性

 只有實施限電才能屏蔽違章電器的使用，避免電量的浪費，減少學校電費的支出，同時學生的安全生活環(huán)境得以保障。只有計量和收費才能增強學生的節(jié)約意識，做到“誰使用，誰交費”，做到用電公平合理，減少學生間的矛盾。

3遠程抄表智能管理收費系統(tǒng)的應用及運行現(xiàn)狀

 2007年該校決定對學生公寓啟動收費，實行定額指標管理，超定額實施收費的管理模式，我部門通過對學生公寓收費系統(tǒng)制造廠家的多次考察、調(diào)研，決定安裝國內(nèi)遠程抄表智能收費管理系統(tǒng)。阻性負載自動識別限電智能化低壓電力線載波集中抄表用電管理系緘簡稱集抄系統(tǒng)提由中心計算機、集中器、采集終端和各類計量表組成的三級網(wǎng)絡，是利用微電能專用集成技術(shù)、低壓擴頻載波通訊技術(shù)和計算機應用技術(shù)，通過電力線匯集配變下所有終端電表的數(shù)據(jù)，與每一終端電表進行數(shù)據(jù)通訊，并對這些數(shù)據(jù)進行分析處理，同時可以使用多種通訊方式將所抄錄的數(shù)據(jù)發(fā)送到供電管理部門的數(shù)據(jù)服務器中，是將低壓配電網(wǎng)中電能表數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理及斷電控制一*化的自動化電能計量管理系統(tǒng)。是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的一個重要組成部分。是以先進的電力線載波通誡PLC技術(shù)為基礎(chǔ)，以系統(tǒng)工程的思想為指導，以擴頻通信技術(shù)為核心而研制成功的具有高水平的新一代集中抄表產(chǎn)品。該系統(tǒng)具有記數(shù)準確、通訊可靠性高、綜合成本低、系統(tǒng)構(gòu)建靈活方便、施工量小、運行費用低、適應能力強等特點。

 該校一期工程（部分學生公寓）2007年12月開始施工，2008年5月所有工程結(jié)束并開始試運行，2008年12月2日系統(tǒng)開始正式運行，2009年1月開始對學生公寓中的單身公寓開始實施收費，2009年9月對新生房間實施定額指標管理、超定額實施收費。2010年1月二期工程開始施工，二期工程完工后我校所有學生公寓都納人遠程抄表智能收費管理系統(tǒng)中，共計安裝17164塊電表（含公共區(qū)電表）。2010年9月對所有學生房間開始實施定額指標管理、超定額實施收費。廠家結(jié)合我校的實際需求，對智能用電管理收費系統(tǒng)做了個性化的調(diào)整，我校智能收費管理系統(tǒng)具體功能如下：

（1）杜絕違章電器的使用，降低火災的發(fā)生，我校阻性負載設置是低功率是50W，大于等于該值，系統(tǒng)自動斷電，負載斷開5分鐘后系統(tǒng)自動恢復供電，非阻性負載不受限制；

（2）由于所有公寓房間的供電線路線徑大部分是.25m時塑銅線或聚錄乙烯塑銅電纜，為了避免使用大功率設備而造成線路過流發(fā)熱，我校大功率限定在2500W，延長線路使用壽命，并對防火安全起到很大作用；

（3）學生公寓用電量下降，2008年學生公寓使用電量占學校總用電量的2274%，到2011年下降到11.18%。本科生、碩士研究生和博士研究生房間用電量平均節(jié)電率分別為226%、29石%和2287%，效果非常明顯；

（4）每個房間具有單獨的載波電表計量，即使出現(xiàn)故障也不像集中模塊計量那樣造成大面積停電，便于維修人員查找故障和維護，提高工作效率；

（5）減少工作量，節(jié)省人員開支，每個人可以負責幾千個房間用電管理和收費工作。根據(jù)學生公寓分布，我校在學生公寓相對集中的地點設置9個收費點，方便學生用電查詢和購電的需求。每個收費點每月底對房間電表進行集中抄表，月初在每個公寓粘貼該公寓所有房間的用電量，并通知超定額用電指標的房間在規(guī)定的時間內(nèi)交費，不交費的房間可遠程斷電；

（6）數(shù)據(jù)回傳迅速，軟件能根據(jù)房間人數(shù)、學生類別、房間的朝向設置免費電量，系統(tǒng)軟件對每個房間回傳用電數(shù)據(jù)按年/月/日自動生成報表，對超定額用電不按期交費的房間可以自動或手動遠程斷電，保證超定額用電房間的所欠電費及時回收；

（7）通訊模式我們采用的是電話線和校園網(wǎng)兩種數(shù)據(jù)傳輸模式，校園網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)快速而穩(wěn)定，電話傳輸數(shù)據(jù)慢，并伴有費用產(chǎn)生，我們逐步更換為校園網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)模式；

（8）目前廠家技術(shù)人員對9個收費點的收費系統(tǒng)軟件進行升級改造，把單機版變成網(wǎng)絡版，即把收費點的數(shù)據(jù)庫納人能源監(jiān)管平臺的服務器管理，各收費點的抄表、收費等工作通過調(diào)用能源監(jiān)管平臺服務器內(nèi)的數(shù)據(jù)庫，避免各收費點數(shù)據(jù)因電腦硬件故障或系統(tǒng)中病*等原因而造成的數(shù)據(jù)丟失

4AcrelEMS-EDU高校綜合能效管理平臺

4.1平臺概述

 AcrelEMS-EDU校園綜合能效管理解決方案針對校園能源統(tǒng)計、后勤計費管理、校園運維管理等提供高校的信息化管理平臺。從“源、網(wǎng)、荷、儲、充”多個角度解析高校當下及未來的用能問題及用能需求，在統(tǒng)一的需求下“實現(xiàn)能源互補、信息互通”等管理模式。助力學校管理智能化、數(shù)字化、綜合化，實現(xiàn)節(jié)能校園、綠色校園、低碳校園。

4.2平臺組成

 AcrelEMS-EDU高校綜合能效管理平臺采用開放的分層分布式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，主要由設備層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、應用層組成。平臺融*電力監(jiān)控、電能統(tǒng)計、電氣安全、電能質(zhì)量分析及治理、智能照明控制、預付費等功能，用戶通過瀏覽器、手機APP獲取數(shù)據(jù)，通過一個平臺即可全局、整體的對企業(yè)用電進行進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一運維，同時滿足企業(yè)用電可靠、安全、節(jié)約、有序的要求。

4.3平臺架構(gòu)

圖1安科瑞高校綜合能效管理方案架構(gòu)拓撲

5 高校綜合能效解決方案

1校園電力監(jiān)控與運維

集成設備所有數(shù)據(jù)，綜合分析、協(xié)同控制、優(yōu)化運行，集中調(diào)控，集中監(jiān)控，數(shù)字化巡檢，移動運維，班組重新優(yōu)化整合，減少人力配置。

2后勤計費管理

采用先進的網(wǎng)絡抄表付費管理技術(shù)，實現(xiàn)電、水、氣等能源綜合計費，實現(xiàn)遠程抄表、費率設置、賬單統(tǒng)計匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設置補貼方案。通過能源付費管理方式，培養(yǎng)用能群體和部門的節(jié)能意識。

2.1宿舍用電管理

針對學生宿舍用電進行管理控制：可批量下發(fā)基礎(chǔ)用電額度和定時通斷功能；可進行惡性負載識別，檢測違規(guī)電氣，并可獲取違規(guī)用電跳閘記錄。

2.2商鋪水電收費

針對校園超市、商鋪、食堂及其他針對個體的水電用能進行預付費管理。

2.3充電樁管理平臺

充電樁在“源、網(wǎng)、荷、儲、充”信息能源結(jié)構(gòu)中是必*。充電樁應用管理同樣是校園生活服務中必*一部分。

2.4智能照明管理

通過對高校路燈的全局監(jiān)測，提供對路燈靈活智能的管理，實現(xiàn)校園內(nèi)任一線路，任一個路燈的定時開關(guān)、強制開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)，以及定時控制方案靈活設置，確保路燈照明的智能控制和高*節(jié)能。

3能源管理系統(tǒng)

  針對校園水、電、氣等各類接入能源進行統(tǒng)計分析，包含同比分析、環(huán)比分分析、損耗分析等。了解用能總量和能源流向。

4智慧消防系統(tǒng)

 智慧消防云平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監(jiān)控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網(wǎng)絡，并對這些設備的狀態(tài)進行智能化感知、識別、定位，實時動態(tài)采集消防信息，通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學預警火災、網(wǎng)格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。實現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實現(xiàn)智慧消防“自動化”、“智能化”、“系統(tǒng)化”需求。從火災預防，到火情報警，再到控制聯(lián)動，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺內(nèi)運行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現(xiàn)細節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內(nèi)，相關(guān)報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關(guān)人員。

6 平臺部署硬件選型

1電力監(jiān)控與運維平臺

2后勤計費管理

2.1宿舍/商業(yè)預付費平臺

2.2充電樁管理平臺

2.3智能照明管理

3能源管理系統(tǒng)

4智慧消防系統(tǒng)

4.1電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)

4.2消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)

4.3防火門監(jiān)控系統(tǒng)