一.項目概況

天津某大學位于天津市武清區開發區，本科宿舍樓區域共19幢6層學生宿舍樓，為了方便管理，為該區域配置遠程預付費能源管理系統.

二. 用戶需求

系統應通過多功能的電能計量表計、智能水表、通訊網絡和計算機軟件，實現供能源系統在運行過程中的數據采集、數據計算、電能抄表、報表生成等，完成系統的安全供電、電能、水量計量、設備管理和運行管理。系統由站控管理層、網絡通訊層和現場設備層構成。

2.1 系統功能需求：

1）計量控制獨立

多回路電表內對應各用戶單元的計量單元獨立，保證計量準確性：控制單元獨立，保證控制可靠性；每戶宿舍冷熱水單獨計量。

2）通信管理分離

服務器通過串口設備來實現對水、電表數據的信息采集，使信息采集分層實施，保證數據采集的實時性。

3）符合預付費要求

預付費功能，可免去人工抄表、收費、通斷電、過流跳閘，水表閥控等繁瑣工作，管理方便、輕松。

4）數據安全可靠

數據庫采用SQL Server 數據庫，運行穩定、安全性高、擴展性強，非操作人員無法隨意更改，保

證數據安全。

三. 設計范圍

根據用戶需求及項目實際情況，本項目智能化設計一套遠程預付費能源管理系統。該項目現場設備層儀器儀表的具體分布情況如下：

本科宿舍樓區域：共19 棟宿舍樓，具體儀表數量如下所示：

通過統計后各個區域的點位如下表所示：

根據電表統計數據，現場共3389個宿舍預付費電表回路，每個宿舍配置冷熱水表各一塊，共需要配備冷熱水表各3389臺，中水表3852臺，水表的具體參數根據現場實際水管管徑配置。

四. 網絡拓撲結構

預付費能源管理系統通常采用分層分布式結構進行設計，即現場設備層、網絡通訊層和站控管理層.整套預付費能源管理系統系統示意圖如下圖：

現場設備層：由安科瑞ACR系列智能電表與ADYGF-300系列多回路預付費電表組成，負責終端電度計量及分合閘等功能；第三方設備水表負責宿舍冷熱量水數據采集；水表輔助電源DC12V不含在系統后臺范圍內，由施工方在安裝水表時就近安裝水表供電電源，如水表無供電電源支持，則無法實現遠程通訊及閥控等功能，只能現場讀取數據。

網絡通訊層：由采集器及協議隔離器器組成，負責水、電數據采集及控制命令中轉。

站控管理層：由主機服務器及安科瑞遠程預付費能源管理系統組成，負責水電數據的存儲，命令發送及充值付費等功能。

4.1 系統組網示意圖：

ADYGF300系列多用戶計量箱接線圖：

4.2 預付費能源管理系統運行環境

電能管理系統硬件正常工作條件：由于本項目總計接入點位數多，為使預付費電能電能管理系統正常工作，安裝系統軟件的服務器已重新設計，建議配置需滿足如下硬件條件：

CPU：E5-2650V4*2以上；

內存：64G以上；

硬盤：8T以上；

顯示器：VGA、SVGA以及支持桌面操作系統的圖形適配器，顯示256色以上.

4.3 .軟件運行環境條件

預付費能源管理系統軟件主要運行在微軟的Windows Sever 2008服務器操作系統平臺上，兼容Windows Server 2008 Enterprise Edition 64位(簡體中文)、Windows 7 Ultimate 64位(簡體中文)。軟件通過軟件加密鎖進行授權，經過授權的軟件可以長時間不間斷運行，而沒有經過授權的軟件數據庫點僅能使用32點，且連續在線運行時間限制為1小時。

五. 系統功能

預付費能源管理系統是我們研制的與ADYGF300系列多回路預付費電表箱及水表等配套的售能管理系統。它是以售能管理軟件和數據庫軟件為主，包括計算機，串口服務器，打印機等設置在內的計算機系統。主要完成電能表、水表參數設置，售水、售電管理及用能管理工作，操作簡便，具有良好的人機界面，能夠有效的統計和管理數據，并對數據的安全性做了有效的保密措施。安裝方便，是用電管理部門、學校、商業廣場和物業小區等管理部門，提高用電管理水平，解決收費難問題的優質產品。

5.1 預付費管理系統軟件的主要功能

• 數據采集：管理軟件自動采集各用戶的電能數據，并具備單點、單元、群采集的功能；

• 遠程控制：可以使用管理軟件遠程控制欠費用戶的電源及水表閥門，提高水電費回收率。

• 查詢功能：單戶查詢：可隨時查詢任一戶的耗能信息；

• 單層查詢：可隨時查詢任一層全部用戶的耗能信息；

• 全區查詢：可隨時查詢整個辦公區內所有用戶的耗能信息；

• 預付費功能：系統可實現收費供電供水，先購能，后用能；

• 設定與更改功能：系統具有對各預付費電能表進行參數設定功能和用戶信息修改、設置等

• 打印功能：可以打印各用戶月能源消耗費用報表和單戶費用清單；

• 數據存儲、備份：系統具備強大的數據存儲功能，可提供各用戶歷史用電數據，包括歷次購電日期、購電量記錄、每月用電記錄等，在系統掉電時，歷史記錄的存儲時間不小于12個月，并具備數據備份功能。恢復供電后，系統能自動對設備恢復供電；

• 防功能：系統可實現授權密碼操作，防止非授權人操作；對所有操作人員及操作自動記錄，且不能刪除更改。并設有運行日志，可以詳細記錄操作員的操作流程。

• 可以查詢以天為單位歷史用電數據（周、月用電量），不受充值次數等因素影響。

• 能夠滿足對所有表具實時電量數據采集（并提供RS-485接口，MODBUS-RTU通訊協議）。

• 單表電量余額低值報警: a 設置功能; b報警通知以繳費通知單形式體現并可以直接打印; c 預留手機短信通知功能。

• 用戶可通過手機網頁實現遠程查詢剩余電量，遠程充值，查詢充值記錄及實現遠程分合閘功能等。

5.2 電能管理系統的使用功能

系統配置設置功能

• 系統可提供用戶信息配置接口，配置各獨立核算單元的用戶身份信息及對應的通信管理機號_串口號_表號。

• 系統可提供預付費參數的配置：如水電價、報警金額等

• 系統可提供用電控制參數的配置：如限定功率閾值

預付費充值管理功能

• 系統可通過遠程預付費充值軟件對每個獨立核算的用電單元進行充值

• 金額充值

• 充值金額通過串口服務器下發至電表。

充值記錄統計、查詢功能

• 當一個正確的充值操作（充值金額確保錄入電表）產生后，應生成對應的正確的充值記錄。

• 能夠提供日、月、季等充值統計報表，以方便用戶做充值歷史查詢（充值次數、日期、金額）；并提供對應的校核記錄以方便管理方進行財務比對。

• 所有的報表能輸出打印。

誤充值沖正功能

• 若由于人為操作失誤的原因造成的誤充值，系統能提供沖正操作，并保證相應的充值記錄的正確匹配。

退電功能

• 系統能提供退電、退水功能，方便管理方提供退電服務。

• 能提供退電、退水報表，方便財務統計及核查

通信狀態報警及查詢功能

系統應能實時監控通信管理機的連接狀態及各電表的通信連接狀態信息（通信管理機中定義電表的異常通信狀態標識：0—正常；1異常），并提供異常提示告警，方便管理方及時掌握現場的狀況及作出故障排查。以保證充值的一次成功率。

用電信息實時監控及查詢功能

• 系統能實時監控各用戶的用電情況：包括剩余金額\電量、總用電量、當前功率等

• 所有電表月度使用電量能以月報格式匯總體現并查詢，不受充值次數影響。

• 對于剩余金額不足或功率超限等異常情況可提供實時報警

• 可依據記錄提供報表及打印輸出

基礎用電設置功能

• 系統能提供基礎用電設置及批量下發功能，方便每月進行基礎電量的下發。

• 基礎電量當月有效，不滾存。

• 可提供基礎電量下發的記錄查詢

批量通斷電控制功能

• 系統能提供按樓棟、樓層、區域、房間的批量通斷電、斷水控制操作

售電管理系統主要功能界面如下圖所示：