产品展示

PRODUCT DISPLAY

技术文章

首页 > 技术文章 > 浅析校公寓集中抄表系统的设计与能效管理应用方案

浅析校公寓集中抄表系统的设计与能效管理应用方案

　更新时间：2023-05-23　点击量：369

摘结论：基于新开普公司在河池学院建设水电智能系统的过程，阐述了公/寓水电管理中遇到的常见问题，研究了水电余量转移、供电线路分路、水电报表统计、恶意用电判断、切断和恢复等一系列问题。

关键词:学生公/寓；系统平台；网络电表；一卡通

1 系统平台建设任务

1.1系统背景

校物流管理体系是一个庞大的管理体系。目前，学校宿舍和公/寓用电管理是重要环节之一。学校宿舍、公/寓危险用电、恶意用电、tou电、漏电、过载用电等现象一直是困扰物流管理的普遍问题；近年来，随着经济的快速发展，学校宿舍、公/寓电脑和各种电器逐渐普及，导致用电量日益增加，过去，单一照明用电已不能满足日常需求。与此同时，学校宿舍和公/寓的电费也在增加，各学校也不时出现用电安/全问题。

1.2系统初步结构

建设系统由 RS485 或 TCP-IP 联网电表管理机(集中器)、抄送器、联网电表、自助购电机、监控管理站、监控管理软件；本系统的联网电表适用于集中安装或分散安装的联网电表。

1.3系统应具备的功能

1)采用先进的测量和控制芯片，具有判断大功率电阻负荷的功能，可实现恶负荷和过载断电，准确测量有功电能，达到测量精度 1.0 级。2)联网电表系统可实现自助购电，与校园一卡通系统无缝连接。3）采用外部 E2PROM 保存数据，寿命长 10 年，数据保存安/全可靠，支持掉电保存功能。4)可多卡购电，支持退电、补电、房间类型管理等操作。5)电表具有按时断电功能，电表具有两种输出功能。6)智能管理:下载电量，测量用电量，根据剩余电量实现开断继电管理。学生换房不影响正常的购电和用电。7)负荷控制:限制用户*大功率(可修改)，过载自动断电，过载是否可以由参数设置为 0 时不启用。只要参数设置超载功率，无论表是开着还是没有开着，都不是 0 当超载启用时，如果超载，会自动断电。8)恶性负载控制:该表能准确识别恶性负载，并能快速响应断电，限制用户恶性负载。可以通过参数卡设置恶载是否启用。 0 时为不起用。无论表是开着还是没有开着，只要参数卡设置了恶载功率 0 恶载即启用，如有恶性负载，会自动断电。9）提示信息：LCD 液晶显示器可显示充值电量、剩余电量、累计用电量、请购点、房间号、取卡、超载、恶载及异常提示信息。10)防盗、异常用电、非法用电自动记录功能。11)低限提醒:当剩余电量不足时，请购买电源，提示电量不足，工作指示灯会迅速闪烁。12)支持透ZHI用电，透ZHI度数可由参数设定，透ZHI范围以度为单位。13)通信部分采用 RS-485 通信模式，外部链接抄送器进行数据通信。14)通信可实时查询当前用电量和电气状态。初始参数可通过通信设置房间信息，单个房间或所有断电功能。可实现定时断电功能。

2 系统的特点

2.1低功率报JIN

具有低功率报JIN功能，提醒用户及时购买电源：报JIN电源参数可根据实际需要设置，当剩余电源等于或小于报JIN电源时，提醒用户及时购买电源。如果不及时购买电源充电，当剩余电源为0时，继电器断开，购买电源充电恢复电源。

2.2 超负荷控制

该电表具有过载控制功能，即可通过参数设置*大电负荷 5（20）A 缺表*大值5kW，10(40)A 如果用户使用的电气设备总功率超过设定的*，则表缺省*大值为10kW 5 s，电表切断继电器，停止供电，还可设置超载断电次数，设置断电次数，如果超载断电次数设置为，则需要刷授权卡供电。 0.超载断电后，直接刷用户卡，自动联通，恢复供电。如果仍有超载，5 s 内电表将再次切断供电线路。

2.3 透ZHI用电

电表具有透ZHI功能，使未及时办卡的新入住用户也能用电，透ZHI量也能控制。DDSY1351主要用于校园、工业园区或企事业单位的公/寓。用户通常是相对移动的居民，电表中有*大透ZHI电源参数 (参数可根据实际需要设置)，电量不足时报JIN，提醒用户及时购电。如果管理者在新用户入住时需要允许透ZHI，当累计透ZHI电量达到参数设定的*大透ZHI电量时，电表继电器断开停电，需要充电才能恢复供电，透ZHI电量从刚开始下载的电量中扣除。新居民入住后，应及时办理用户卡购电充值。请注意，当电表透ZHI时，如果刚开始购电充值后剩余电量小于或等于零，则无法供电。

2.4 恶载断电

本表具有判断大功率的阻性负载 (即恶性负载)功能，具体恶载是否启用，功率参数是否可通过网络实时传输(设置为 0 即为不起用)。在任何状态下，当发现恶性负载时，只要参数设置恶性负载功率，LCD 恶载和剩余电量将显示，继电器将断开，恶载断电次数也可以设置。设置断电次数后，如果恶载断电，将通过 5 min 之后会自动送电。如果恶载次数超过设定的断电次数，则需要刷授权卡供电。

2.5 未用完电量可退电

当房间居民因退房或其他原因需要退还电表的剩余电量时，可以退电。操作步骤如下：

1)用户将退电卡放在购买电机上进行退电授权(输入退电后要保存的剩余电量，以保证学生离校前退电后仍能短时间用电)。具体操作见《购买电机操作说明书》。2)用户退电授权的用户卡在电表系统上退电，退电成功后显示“OK“剩余电量为保留电量。如果保留电量大于当前剩余电量，则电表上的剩余电量为原剩余电量，退电量为0。

3)退电操作后的表没有透ZHI功能。如果用户需要透ZHI，他们需要清理零件。

2.6 房间换表不影响原始数据

当电表故障现场无法及时维修时，应更换新手表。操作步骤如下：1）如果电表仍显示，记录剩余电量和表对应的房间号。如无法显示，请写下电表的房间号。2)管理员将记录的信息反馈给管理中XIN。3)维修人员拿到表后，安装电表，然后在网上更新传输参数，填写换表登记表，用软件系统收集当前电表的MAC 及房间号。4） MAC通过上位软件收集换表还有房间号，然后单独初始化这个表。初始化时，将更换电表的剩余电量初始化为新表。电表已打开。5)维修人员将登记表交给管理中XIN，并将更改信息存储在仓库中。此时完成换表操作。

2.7 按房间号购电

用户换房后，只需按新房号购电即可。

2.8 剩余电量报JIN阀值自动提示

水电系统与学校短信平台和运营商信息服务系统对接后，可支持设备异常短信息报JIN、系统故障报JIN和剩余电量报JIN阀值的设置。当剩余电量低于报JIN阀值时，通过报JIN面板和手机短信自动提示。

2.9 固定水费收取特殊定制功能

系统采用定制的业务流程和收费机制，通过批量扣除，扣除固定的电费，作为每个用户的共享税费，完成学校的特殊水费支付需求。

2.10 7X24 灵活的自助购电方式

系统通过所需的房间号码或家庭号码或户主注册的手机号，在自助购电系统上查询信息，完成购电。系统根据购电信息自动完成送电，并可在学校地点打印付款凭证。

3 计量表的工作过程

用户可以在管理中XIN购买电源或通过购买电机自助购买电源，并将新购买的电源充电到房间的电表上。购买电源和电源充电。用户购买电源后，请及时将购买的电源充电到电表中。如果未下载电源，则不能再购买。如果用户的刚开始充电量小于已使用的透ZHI量，则剩余电源为负值，继电器关闭。只有当充电后剩余电源为正值时，才能恢复正常电源。

用户购买电源后，请及时将购买的电源充电到电表中。如果用户的刚开始充电量小于已使用的透ZHI量，剩余电源为负值，继电器关闭。只有当充电后剩余电源为正值时，才能恢复正常电源。

4 选择应用设备的性能

4.1 带恶性负载联网电表

使用 DDSY1351 类型(单控)联网电表符合产品要求 GB/T 17215.321—2008《1 和 2 级静态交流是有功的电能表》、GB/T18460 预付费售电系统和Q/CAP 002.5—2012 一卡通计费系统集管理和自动控制于一体的非接触卡预付费非电能表等相关标准和要求，用电预付，计量准确，切断可靠，可提供电管理效率，满足学生公/寓、集体宿舍用电管理需求。本电表与原校园一卡通兼容，使用方便。本表与原校园一卡通兼容，使用方便。DDSY1354 类型(双控)非接触式联网智能电表满足一个房间双路控制的应用需求。两种电表的准确度等级是 1.0，额定电压 220 V，负载电流有 10（40）A，5（20）A 等。

00001. 基本误差：基本误差控制在正负1.0%～1.5%之间。2)执行标准:GB/T 17215.321—2008。3)启动电流:负载电流为0.4%IB，参比电压（230 V），参比频率（50 Hz）和功率因数（cos φ）在1的条件下，电表应连续测量电能。4)潜力:在115%参考电压条件下(265 V），电表不得输出脉冲(不计量电能)。5)电气参数:工作电压:0.70～1.15 的额定电压（165～265 V）。6）绝缘试验：≥2 kVAC/1 min。7)功耗：电压线路≤2 W (10 VA) 电流线路≤4 VA。8)抗雷电压：交流6kV。9)外观尺寸:115 mm×160 mm×65 mm。10)质量:约0.45 kg。

4.2 联网电表管理机应具备的功能

负责互联网电表的控制和数据采集，简要查询相应的房间用电信息、通电和停电命令的下载以及抄送器与计算机控制中XIN之间的数据传输。当房间电量低于底限，自动报JIN。管理员(集中器)将具有以下功能:1)查询房间信息；2)TCP//IP 接口；3)查询断电室；4)设置系统时间；5)手动房间供电；6)网络查询功能；7)手动房间断电；8)查看管理机(集中器)IP；9)检查系统参数；10)设置开关时间(选择具有此功能的定时开关装置)；11)查询开关时间(选择具有此功能的定时开关装置)；12)取消开关时间 (具有此功能的定时开关装置的选择)；13)通信端口:上行 TCP/IP、RS485,下行 RS485；14)每个可连接32个抄送器。

4.3 使用抄送器应有的功能

1)管理器(集中器)转发到计量控制模块的数据包；2)本地数据处理:接收和存储定期断电参数；3)工具功能:强制断电、测试断电、收集联网电表MAC地址等。；4)定期给联网电表断电；5)RS485 64个电表；6)通信端口:RS485端口向上，RS485端口向下。端口，电流环端口。

5 系统平台建设(软件由新开普公司提供)

5.1 运行环境

运行平台：Windows 2003 server、Windows 2008年server、Windows 7。

5.2 安装、卸载和登录管理系统

5.2.1 安装前的准备

1）SQL SERVER 2008光盘、系统软件、读卡器。2)连接读卡器 PC 机上。3)确定计算机网络连接正常，能够 Ping 通管理机(集中器)。4)本系统可配合 [综合收费系统]、[两层一卡通系统]、使用三层一卡通系统，也可以脱离上述环境。根据不同的系统环境，系统将自动在原系统上创建系统所需的数据库结构。配合[综合收费系统]和[两层一卡通系统]，直接连接主数据库“Accdb"；与[三层一卡通系统]配合时，连接到第三方本地库“LocalCost(注:需要创建第三方本地仓库 LocalCost，然后运行电控系统)。在使用系统之前，请准备用户房间与电控机柜之间的行列和列出对应的关系表。

注:为了系统的安/全稳定，需要保证通信软件和管理器(集中器)始终在线。

5.2.2 卸载

该系统是绿色软件，可以通过删除安装目录和快速方式卸载。

5.2.3 登陆

1)单击菜单“电子控制管理系统"图标或桌面“电子控制管理系统"图标，显示登录窗口，系统应输入服务器、数据库、登录用户、登录密码、操作员、操作员密码和登录区域，其中登录用户名和操作员密码显示为 * 如果是刚开始登录，请选择[创建] / 验证数据库]复选框；2）需要输入的参数：服务器：本报计算机的网络标识或网络标识 IP 地址。数据库：两层收费系统 Accdb数据库或三层系统 LocalCost 数据库。登录用户：SA 或其他用户。登录密码：即数据库用户的密码。操作员：超级管理员（系统默认）。密码：（系统默认）。

6 系统维护

6.1 日常维护系统

在“系统维护"窗口中，包括系统日常维护的大部分操作，用户可以在左树结构各级目录上点击右键实现这些维护功能。

如上图所示，房间可以分级操作。如果点击公/寓上的鼠标右键，则操作公/寓下的所有管理员（集中器）。如果点击单层上的鼠标右键，则只操作该楼层的房间。

6.2 持卡购电

功能概述：房间用户持消费卡到电子控制软件购买电力，并扣除相应金额的卡。

操作模式：1）将左树结构定位为“楼层"级，右上数据窗口显示楼层下所有房间的信息；2）选择需要购买电力的房间，使其处于明亮的显示状态，然后点击“确认房间"按钮，显示房间的详细信息；3）输入购买金额或购买电力，将消费卡放在读卡器上，点击“持卡购买"，即完成持卡购电操作；4)网络通信在操作过程中需要确定正常，否则操作失败；5)持卡购电和POS购电机购电均保存在《购电明细报表》中。

6.3 现金购电

功能概述:房间用户持现金在电控软件上购电，不扣消费卡金额，生成现金购电报表。

操作模式：1）将左树结构定位为“楼层"级，右上数据窗口显示楼层下所有房间的信息；2）选择需要购买电力的房间，使其处于明亮的显示状态，然后点击“确认房间"按钮，现金购买数据窗口显示房间的详细信息；3）输入电力金额或电力，输入电力名称，点击“确认电力购买"按钮，也就是说，现金购电操作已经完成；4)在操作过程中，需要确定网络通信正常，否则操作失败；5)现金购电数据可以通过《现金购电明细报表》找到。

6.4 补电管理

功能概述：供电管理用于管理人员免费向房间提供一定的供电。供电输入福利性质。该系统只能在一个房间的一个供电日期内补充一次电力。

操作模式：系统提供选择房间、导入补电文件、管理机器（集中器）、房间类型、单个房间四种补电方式。

6.5 退电管理

功能概述：将房间的剩余电量转换为金额，并将其退还给用户。

操作方法：1）在管理机（集中器）连接正常情况下，选择要进行退电操作的房间后，单击[确认退电]按钮，然后输入退电量（以度为单位）。确认后，可单击[退电]按钮完成步退电操作。2)退电中的操作是在步退电操作后，将退电转换为用户消费卡上的金额，点击右键，将消费卡放在读卡器上，点击[退电]将退电金额作为存款写在消费卡上。

6.6 换房管理

功能概述：更换两个房间的剩余电量。

操作模式：1)选择 A 选择房间，点击“原房间"按钮 B 房间，点击“新房间"按钮，然后点击“房间更换"按钮完成房间更换操作；2）房间更换采用多退少补的原则，对剩余电量较多的房间进行退电，对剩余电量较少的房间进行补充，同时生成相应的补充和退电细节。

6.7 用电量少的房间监控

在电气控制系统参数中，增加房间用电监控设置：1）系统参数窗口。2)用电量少的时间报表。3)设置无监控房间:可以在系统维护窗口的房间信息视图上点击右键，设置一些不包括在监控范围内的房间。4)该系统提供了手动和自动向电子邮件发送用电较少、剩余电量为负的房间的功能。手动发送:打开综合查询——将用电量少、剩余电量为负的房间发送到邮箱，打开以下窗口，点击发送电子邮件按钮。自动发送：根据用户在系统参数中设置的参数，实时通信程序将自动向的邮箱发送电子邮件。5)邮件发送功能:点击本系统任意报表上的鼠标左键，然后点击菜单栏中的“邮件发送"按钮，将报表发送到邮箱。

6.8 系统用电报表

功能概述：该模块可分别使用整个系统、公/寓、管理机器（集中器）、单位统计楼层和房间的用电情况，分级标准以用户点击左侧树形结构的目录为准。

6.9 操作人员操作报表

功能概述：该模块可以根据每个操作员的操作情况进行统计。

操作模式：选择要查询的操作员（系统将自动生成名为“实时通信"的操作员，以便用户查询自动收集的购电记录） Ctrl 或 Shift 多选择，输入查询时间段，点击“统计"按钮。本报表*可同时统计 10 本统计结果的来源是购电、补电、退电的详细记录。

6.10 短信发送

水电系统与学校短信平台和运营商增值服务系统对接后，可支持剩余电量报JIN阀值的设置。当剩余电量低于报JIN阀值时，通过报JIN面板和手机短信自动提示。

6.11 综合查询

该模块的主要功能是方便用户查询和打印各种信息。该模块包括两个子功能模块：数据查询和示意图。查询：包括：搜索、查询、过滤和排序，每个操作都非常灵活，由个人设定。

6.12 数据查询

1)房间信息查询；2)房间内有水电表查询。除上述报表外，系统还提供 [初始化房间信息表]、[退电信息表]、[补电信息表]、[软件购电信息表]、[补电文件信息表]等报表。

6.13 查询定制报表

为便于查询，系统将一些常见的查询条件集成到“查询导向"窗口中，用户可以通过鼠标选择查询条件快速完成查询操作。

6.14 WEB 自助查询

在线查询系统可以通过任何在线计算机查询水电信息和余额。自助查询如下：

1)房间水电明细查询功能:多选条件、时间段选择、水电分类选择；支持导出 EXCEL、打印功能；2)房间水电详细查询功能:增加多选条件、时间段选择、水电分类选择；支持导出 EXCEL、打印功能；3)房间用水用电统计查询功能:时间段选择、水电分类选择；支持导出 EXCEL、打印功能。

6.15 日志管理

日志管理：日志管理模块统计了系统开始运行后的操作员、登录时间、退出时间和操作模块信息。

7 对接一卡通方案

为了使原来的一卡通系统实现水电费的自助支付，以下方案是在实时共享数据的前提下，从一卡通系统用户账户余额中实时扣除用户水电费用。

1)系统由自助购买水电设备、前置转账机、一卡通服务器、水电表系统支付管理站、水电表管理系统主机组成。2)对接方案：根据学校要求，水电系统需要通过专用网络设备与原系统连接，与原水电工作站数据库同步。学生可以通过原自助设备自助刷卡购买水电，扣除的金额可以通过数据同步到一卡数据中XIN更新数据库余额，购买的水电记录可以通过数据同步系统传输到水电表系统。学校原有一卡通开放集成，便于水电系统接入。

8 校综合能效解决方案

8.1校园电力监控与运维

集成设备所有数据，综合分析、协同控制、优化运行，集中调控，集中监控，数字化巡检，移动运维，班组重新优化整合，减少人力配置。

8.2后勤计费管理

采用先进的网络抄表付费管理技术，实现电、水、气等能源综合计费，实现远程抄表、费率设置、账单统计汇总等，支持微信、支付宝、一卡通等充值支付方式，可设置补贴方案。通过能源付费管理方式，培养用能群体和部门的节能意识。

8.2.1宿舍用电管理

针对学生宿舍用电进行管理控制：可批量下发基础用电额度和定时通断功能；

可进行恶性负载识别，检测违规电气，并可获取违规用电跳闸记录。

8.2.2商铺水电收费

针对校园超市、商铺、食堂及其他针对个体的水电用能进行预付费管理

8.2.3充电桩管理平台

充电桩在“源、网、荷、储、充"信息能源结构中是必*。充电桩应用管理同样是校园生活服务中必*一部分。

8.2.4智能照明管理

通过对校路灯的全局监测，提供对路灯灵活智能的管理，实现校园内任一线路，任一个路灯的定时开关、强制开关、亮度调节，以及定时控制方案灵活设置，确保路灯照明的智能控制和效节能。

8.3能源管理系统

针对校园水、电、气等各类接入能源进行统计分析，包含同比分析、环比分分析、损耗分析等。了解用能总量和能源流向。

按校园建筑的分类进行采集和统计的各类建筑耗电数据。如办公类建筑耗电、教学类建筑耗电、学生宿舍耗电等，对数据分门别类的分析，提供领导决策，提管理效能。

构建符合校园节能监管内容及要求的数据库，能自动完成能耗数据的采集工作，自动生成各种形式的报表、图表以及系统性的能耗审计报告，能够监测能耗设备的运行状态，设置控制策略，达到节能目的。

8.4智慧消防系统

智慧消防云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术，将分散的火灾自动报JIN设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态采集消防信息，通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化"、“智能化"、“系统化"需求。从火灾预防，到火情报JIN，再到控制联动，在统一的系统大平台内运行，用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状况，并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下，在几秒时间内，相关报JIN和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段，就迅速能够迅速通知到达相关人员。