宋兵兵
安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定
1. 項目概況
青島鑫江東方城購物中心，位于青島市黑龍江中路城陽段，西臨黑龍江中路，東靠青銀高速。項目總占面積17萬平米，于2012年7月7日正式開業，共有2200余個停車位。廣場分為地下一層和地上五層，共約600個大小商戶，其中主力店包括華潤超市、蘇寧電器、迪卡儂、星燁國際影城、繽紛東方冰場、迪暢KTV、東方美食城、海洋貝貝兒童樂園、城市英雄電玩城等。
約有三分之二采用插卡預付費電表，商戶充值電費時均需要商場物業配合；其余商戶采用后付費模式，每月需要商場物業承擔墊付電費的資金風險。另外由于所有電表均未組網，無法實時監控各電表的用電情況，商戶無法掌握自己的用電量，商場也無法實時監管各商戶用電情況。
2. 技術標準
本方案遵循的國家標準有：
ISO/IEC11801 《國際綜合布線標準》
GB/50198 《監控系統工程技術規范》
GB50052-2009 《供配電系統設計規范》
GB50054-2011 《低壓配電設計規范》
IEC 61587 《電子設備機械結構系列》
DL/T448-2000 《電能計量裝置技術管理規程》
DL/T 698.1-2009 《第1部分：總則》
DL/T 698.2-2010 《第2部分：主站技術規范》
DL/T 698.31-2010 《第3.1部分：電能信息采集終端技術規范-通用要求》
DL/T/814-2002 《配電自動化系統功能規范》
GB/T/3047.1 《面板、架和柜的基本尺寸系列》
DL/T5137-2001 《電測量及電能計量裝置設計技術規程》
GB2887 《計算站場地技術條件》
3. 平臺結構
Acrel-3200遠程預付費電能管理系統采用分層分布式結構進行設計，詳細拓撲結構如下：
本項目設計的智能用電計量管理系統，由安科瑞品牌內控型預付費電能表DTSY1352-NK、DDSY1352-NK、通訊管理機、RS485總線（局域網）、光纖網、站控層管理計算機、系統管理軟件及預付費充值系統組成。
3.1 預付費電能計量儀表DTSY1352-NK和DDSY1352-NK
主要功能
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項目 |
DDSY1352 |
DTSY1352 |
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規格 |
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測 量
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電 壓 |
參比電壓 |
220V |
3×220/380V |
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功耗 |
<10VA(單相) |
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阻抗 |
>2MΩ |
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精度等級 |
誤差±0.2% |
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電 流 |
輸入電流 |
10(60)A |
3×1(6)A， 3×10(80)A |
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功耗 |
<4VA(單路額定電流) |
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精度等級 |
誤差±0.2% |
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功率 |
有功、無功、視在功率，誤差±0.5℅ |
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電網頻率 |
45～65Hz，誤差±0.2% |
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計 量 |
電能 |
有功電能1級 |
有功電能0.5s級 |
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無功電功2級 |
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時鐘 |
≤0.5s/d |
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數字 信號 |
電量脈沖輸出 |
1路有功光耦輸出 |
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開關量輸出 |
1路開關量輸出 |
2路開關量輸出 |
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脈沖 |
脈沖寬度 |
80±20ms |
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脈沖常數 |
1600imp/kWh |
6400imp/kWh,400imp/kWh |
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通 信 |
接口與通信規約 |
RS485口：Modbus RTU規約/DL/T645-07規約 |
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通信地址范圍 |
Modbus RTU:1~ 247 |
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波特率 |
支持1200bps~19200bps |
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環 境 |
工作溫度 |
-25℃~+55℃ |
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相對濕度 |
≤95℅（無凝露） |
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工作溫度 |
-25℃~55℃ |
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存儲溫度 |
-40℃~70℃ |
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3.2 通訊管理機ANET-2E8S1
ANet智能通訊管理機是一款采用嵌入式硬件計算機平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網絡接口，用于將一個目標區域內所有的智能監控/保護裝置的通信數據整理匯總后，實時上傳主站系統，完成遙信、遙測功能。
同時，ANet智能通訊管理機支持接收上級主站系統下達的命令，并轉發給目標區域內的智能系列單元，完成對廠站內各開關設備的分、合閘遠方控制或裝置的參數整定，實現遙控和遙調功能，以達到遠動輸出調度命令的目標。
ANet智能通訊管理機提供豐富的規約庫支持，實現不同二次設備供應商的智能設備互聯。作為自動化系統網絡與監測設備之間的通信接口設備，ANet智能通訊管理機實現了規約轉換、接口匹配、數據轉換等三項功能。
ANet智能通訊管理機提供RS485通信端口，每個端口至多可帶32臺儀表設備（對于低壓綜合保護建議每個端口掛接不超過10個）；可根據儀表設備的通信波特率、通信線路長度及客戶對通信數據的刷新速度要求最終決定每個通信端口所帶的設備數量。
ANet智能通訊管理機實時并行多任務處理與第三方設備的訪問及上位系統的連接通信，支持軟件組態。通過專門的配置管理軟件，可為不同通道掛載設備選擇不同的通信協議，并可通過更改配置文件來改變通訊管理機所連接儀表設備的數量及數據信息，而不需更改軟件程序。
技術參數
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硬件篇 |
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技術參數 |
指標 |
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電源 |
電壓 |
AC 85 V ～265 V 、 DC 12 V ～36 V （訂貨時說明） |
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裝置功耗 |
≤10W |
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處理器 |
ARM32位Cortex-A7內核，528MHz |
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板載存儲內存 |
256MB DDR3內存 + 256MB NAND Flash電子硬盤 |
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串行接口 |
8路光耦隔離RS485 + 1路RS232(調試口) |
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以太網接口 |
2路10/100M自適應 |
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USB HOST |
1路USB2.0高速接口，支持熱拔插及即插即用斷點續傳數據存儲 |
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SD卡接口 |
內置8GB SDCard 電子硬盤，支持熱拔插及即插即用斷點續傳數據存儲 |
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安全性 |
工頻耐壓：通信端子和輔助電源之間AC 2kV 1min |
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絕緣電阻：輸入、輸出端對機殼>100MΩ |
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環境 |
工作溫度：-20℃～+55℃ 存儲運輸溫度：-25℃～+70℃ 相對濕度：≤95%（+25℃） 海拔高度：≤2500m |
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電磁兼容檢測 |
GB/T17626.2-2006 靜電放電抗擾度試驗 4級 GB/T17626.4-2008 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗4級 GB/T17626.5-2008 浪涌(沖擊)抗擾度試驗4級 GB/T17626.6-2008 射頻場感應的傳導騷擾抗擾度3級 |
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軟件篇 |
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設備配置 |
C/S架構ANetCM配置管理軟件，開放式模板管理，純文本或excel工程信息管理 |
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快速更新 |
ANetOS提供1-3秒配置更新，3-7秒固件升級更新。 如更新錯誤配置，防損算法在3-5秒內將設備自動恢復到更新前配置狀態。 如升級有問題固件，防損算法在5-10秒內將設備自動恢復到升級前狀態。 |
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Console配置 |
RS232串行命令行簡約命令集配置管理 |
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網絡通訊方式 |
Socket方式，支持XML格式壓縮上傳，提供AES加密及MD5身份認證等安全需求 |
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數據采集周期 |
秒 級自定義配置 |
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自動上傳周期 |
秒、分鐘 級自定義配置，視上傳協議而定 |
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協議支持 |
除一般標準協議外，可支持對采集側及上位機非標準協議的定制化開發 |
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與上位機對時 |
實時保持與上位機同步對時 |
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斷點續傳 |
實時檢測，上傳失敗自動保存待傳數據，支持外部存儲介質的即插即用和空間擴容，網絡恢復時待傳數據自動上傳 |
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歷史庫存儲 （斷點續傳） |
根據自動上傳周期進行歷史庫存儲， 可自定義歷史庫數據保存天數，到期先進先出， 存儲空間自動防溢，近溢值先進先出 |
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協議支持 |
GBT19582-2008（Modbus、ModbusTCP）、DL/T645-1997、DL/T645-2007、 CJT188-2004、IEC60870-5（101、103、104）、DGJ08-2068-2012上海建筑能耗、DGJ32/TJ111-2010江蘇建筑能耗、電力需求側（需定制）、遠程預付費、運維云平臺、串-網透傳等 |
4. 平臺功能
整個系統軟件設計分為三個大塊，分別是集中抄表服務系統，遠程預付費電能管理系統，以及用戶查詢系統。
集中抄表服務程序常年運行，不間斷定時對所有表進行遠程抄表；遠程預付費系統包含所有、售電、遙控及報表功能；用戶查詢機系統用于商鋪查詢個人信息、充值和用電情況，如果條件滿足，還支持用戶使用支付寶等方式遠程自助購電。
主要特點如下：
快速配置，即裝即用：將電表和通訊管理機配置導入系統就可以使用；
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；
遠程售電：財務集中管理，電量實時下發，并比對充值次數防止；
手機自助查詢及售電：租戶通過手機可以查詢個人信息、余額、充值記錄、用電記錄等，同時可以通過手機遠程充值，支持支付寶付款；
數據安全：網絡數據傳輸采用金融級的3DES加密算法，防止數據竊電；
手機短信提醒：當金額不足或金額欠費，共三級預警，都可及時短信通知商戶；
遠程控制：可對任意一塊電表執行遠程拉閘或保電等一系列遠程控制操作，方便管理；
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。
Acrel-3200遠程預付費系統軟件界面
5. 項目總結
傳統的IC卡預付費售電管理系統實現了先交費后用電的管理模式，但由于抄收電表數據依賴于購電卡，用戶用電數據滯后于發生時間，不僅需要人工抄表，也無法有效進行用電管理、監控和實時控制。利用Acrel-3200遠程預付費電能管理系統，無需IC卡，可以實現計算機遠程集中抄表、實時監控、遠程充值和遠程控制，再通過預警信息和短信通知，以及手機網站，物管部門即可完成整個抄表、收費、控制和核查工作，實現高度信息化和自動化，大大提高用電營銷管理效率和水平，節約人力物力的同時，也提高了經濟效益。商戶可以通過手機支付寶自助購電，及時掌握自己的剩余電量以及用電情況。至此實現整個青島鑫江東方城購物中心的商戶用電的智能化管理。
作者簡介：
宋兵兵，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究中低壓綜合保護及絕緣監測系統， QQ：3007723194 手機：13482141563（微信同號）