网络式预付费电能管理系统.doc

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兰吉尔表计(珠海)有限公司
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Landis+Gyr Metering (Zhuhai) Ltd.

网络式预付费电能管理系统

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网络式预付费电能管理系统

珠海横琴派诺技术有限公司

目录

1. 方案设计 3
1.1工程概况 3
1.2方案介绍 3
1.3方案特点 4
1.4硬件配置 5
1.4.1 主站管理层设备 5
1.4.2 网络通讯层设备 6
1.4.3 现场设备层设备 7
2. 功能介绍 10
2.1日常业务模块 10
2.2其他业务模块 14
2.3报表功能模块 14
2.4统计分析模块 14
2.5基础资料维护模块 15
附录：简易售电程序 17
3. 设备清单 18

1. 方案设计
网络预付费模式，即用户必须先买电，后用电。预付费电表采用集中安装的方式，都安装在弱电井旁的电表间。每个需要计费商铺安装独立的网络预付费电表，为每个铺进行单独用电计量,实现在线监测和远程控制为一体.
网络预付费电能表中保存有用户的购电量信息，电表实时扣减用户购电量，低余额短信自动提醒,恶性负载自动识别,一旦用户购电量为零，电表即拉闸断电，停止电力供应；用户再次购电后，即可自动合闸供电，不需要电费催收,不需要人工插卡,一站式服务,减少物业人员的工作量降低安全隐患.
1.2方案介绍
SmartPM1100网络预付费管理系统。本系统是珠海派诺在综合、比较目前市场上各种预付费方案优缺点基础上，选用最佳的STS国际标准，成功打造而成的先进人性化智能的预付费方案，方案架构如下图所示。
RS485
RS485
RS485
TCP/IP

系统逻辑上分为三个层次：
1) 主站管理层：主要指SmartPM1100预付费售电管理软件及其运行的计算机、打印机、UPS电源等，这是本系统的核心部分。主要提供：租户售电、网络装电、电量采集、窃电监测、分析报表等功能。
2) 网络通讯层：主要包括预付费电表集中器PMAC3503、MOXA网络交换机、TCP网络、RS485网络；本层负责搭建计费管理主站与现场电表间构网络通讯桥梁，为计费管理主站远程装电、远程采集电表数据、远程监察用户用电提供通信通道。
3) 现场设备层：主要是SPM95XX系列网络预付费电能计量仪表，这是本系统的关键部分。用于存储租户购置的电度数，计量实际用电量，依据剩余用电量给用户发出分级告警，依据设定的用电透支额度判断在何时进行断电等等。

本工程将为每个需要计费的公寓、商铺安装一台SPM95XX预付费电能表，负责对公寓、租铺的电量计量、预付费控制；每120~150台电表被连接到1台PMAC3503网络预付费集中器上，集中器配备有3个RS485口，这些表计将通过3条485总线被接入集中器；集中器的另一端将过TCP/IP网络接入Moxa网络交换机；预付费管理主站通过其TCP/IP网口也连入网络交换机，从而整个系统构成了一个相互连通，协调工作的网络型预付费系统。
1.3方案特点
SmartPM1100网络预付费系统采用了当前最先进的无介质STS国际预付费标准，除了完成传统IC卡预付费系统所具备的功能外，还兼具多种业主需要的高级功能，如：防窃电管理、租户负荷控制、电量分析报表等功能，与传统IC卡预付费系统相比，系统具备如下优特点。
1) 系统更安全：主站管理层采用B/S架构，将数据服务器和用户操作端分离开来，充分保证购售电数据的安全性；另一方面，购售电量采用国际标准STS预付费机制，有效防止电量被篡改、电量丢失的风险！
2) 购电更方便：系统采用无介质购电/售电方式，有效避免传统IC卡购电中出现的租户忘带卡、IC卡损坏等无法购电的尴尬，极大方便租户购电操作，也方便了业主售电过程，减少售电工作量；另一方面，由于购电量被加密成一串20位编码，因此可以采用更多的购/售电方式，如就近到营业网点缴费购/售电,也可登录业主网站或与业主有委托协议的网上银行、电话银行等随时随地缴费购/售电；
3) 装电更快捷：网络装电，用户购电后，购电量经过STS加密，通过网络直接传到用户电表，电表解密核对后，直接装电，高效快捷，不像传统IC卡预付费系统，租户必须带回IC卡，才能装电；
4) 电表更安全：租户购电、装电无需接触电表，避免传统IC卡预付费系统，由于租户接触电表给电表带来潜在破坏，有效保护电表运行安全，避免电表被认为破坏的风险；
5) 防窃电更容易：主站系统与现场电表实时在线，业主可实时监测租户用电情况；另一方面，电表上记录有偷窃电事件，这些事件可及时被主站采集并报警给业主，业主可及时进行现场监察，确认窃电行为；
6) 变配电设备保护：电表配有负荷控制功能，根据租户的报装，业主可给每个租户单独设置用电负荷，一旦租户用电负荷超限，电表即可自动跳闸断电，有效保护业主配电设备的正常运行，避免因长时间超负荷运行带来的对配电设备的损坏。
1.4.3 现场设备层设备
现场设备层设备主要是SPM95XX系列网络预付费电能仪表，本工程包含的SPM953X网络预付费电能仪表。下面以SPM951X网络预付费表做介绍。
1、SPM95XX网络预付费电能表
根据本工程设计要求及项目需要，现场设备选择SPM9513系列网络预付电能仪表.
网络预付费电能表以网络为通讯媒介，采用国际标准STS加密方式，租户购电量经STS加密后是一20位数字，这些数字通过网络传输到SPM95系列电表后，被解密出租户购电量，保存进电表，安全可靠。
当租户剩余电量小于等于报警电量门限时，报警灯闪烁，提示用户剩余电量不足。电能表可编程设定报警电量门限，默认5kWh；当电能表剩余电量小于等于0kWh时，报警灯闪烁，提醒用户购电，如果不允许透支用电和赊欠用电，继电器将跳闸。
电能表可编程设定透支电量门限，当电能表中剩余电量递减到零时，可不间断地进行透支用电，所用电量递增到透支电量中，直至达到透支电量门限时为止。透支电量将在下次购电时从购电电量中扣减。若透支电量门限设为零，则电能表不具有透支功能。电能表出厂默认不允许透支。
SPM951X系列预付费电能表支持有功电能、无功电能、视在电能计量，同时支持测量功能：总电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、电网频率等电网运行参数。具体特性如下描述：
◆ 获得STS认证。预付费功能符合STS算法(NRS 009-6-6，NRS 009-6-7，NRS 009-6-8, NRS 009-6-9)，有一套完整的安全管理体系，具有很高的安全等级，与其它符合STS标准的系统完全兼容。
◆ 支持预付费用电。用户购电装入电能表，电能表本地实时结算，剩余电量用完后自动跳闸。
◆ 支持后付费用电。管理部门通过集抄系统抄读用电量，在主站系统中结算、收费。
◆ 支持赊欠用电模式。
◆ 支持负荷控制，超负荷自动跳闸模式。
◆ 支持多种事件检测、事件记录功能
◆ 支持多种复费率模式计量。
◆ 支持购电数据记录及查询
◆ 电能表剩余电量可使用天数估算功能
表1-1主要功能列表
序号
功能
功能描述
1
电能计量
计量当前正向、反向、组合的有功、无功、视在电能
2
预付费
通过电能预付费管理系统实现先交费后用电
3
需量计算
有功需量测量，记录最近12月最大需量及其需量发生时间
4
负荷控制
实现超负荷跳闸及自动/手动重合闸
5
负荷曲线记录
可记录组合有功电能、反向有功电能、正向无功电能、反向无功电能等数据。记录间隔可设置为15、30、60分钟。
6
数据冻结
冻结上12个月的各类电度
7
LCD显示
8位段式LCD显示
8
通讯接口
a) 具有内置RF通讯模块、光电接口。
b) 电能表可通过RF和主站通讯，实现远程集抄、设置参数、继电器控制、事件上报等功能。
c) 电能表可通过RF和UIU通讯，实现数据抄读、购电等功能。
d) 光电接口可以实现和掌上电脑本地数据抄读、参数设置。
e）通讯协议符合DISSCAAA9-2的要求，此通讯只能在电表停电情况下进行。

表1-2 技术参数
电压输入
参比
230Vac/50Hz
电压范围
130V-276V（0.56Un-1.2Un）
功耗
≤2W，10VA
电流输入
基本电流
5A
最大电流
单三相直连:80A 三相经互感器:5(6)A
起动电流
40mA
功耗
≤4.0VA
测量性能
符合标准
IEC62053-21GB/T15284-2002
测量精度
1.0级
时钟精度
误差≤0.5s/d
EMC性能
静电放电抗扰度
接触放电8KV
空气放电15KV
高频率电磁场抗扰度
80MHz-2GHz 30V/m
快速瞬变脉冲群
4KV/2.5KHz
无线电干扰测试
CISPR 22 B级设备
射频场感应的传导骚扰抗扰度
150kHz－80MHz 10V/m
浪涌抗扰度
4KV

冲击电压
6KV
耐压电压
电流线路对地（ II类绝缘）4KV
辅助端子之间2KV
工作温湿度
-40℃～70℃，≤95％
防护等级
IP54
防火等级
V0
2功能介绍
SmartPM1100网络预付费系统采用了当前先进的无介质STS国际预付费标准，除了完成传统IC卡预付费系统功能外，还兼具多种业主需要的高级功能，如：防窃电管理、负荷控制、分析报表等。图2-1为系统登录后的主界面显示。

图2-1系统登录主界面
2.1日常业务模块
这是整个系统软件最主要也是最常用的模块，主要功能：库存【电表出/入库】、售电【开户/售电】、电能采集【远程读写、拉闸合闸、电表在线状态】，图2-2为日常业务模块。

图2-2日常业务模块
1. 电表出/入库
系统的电表库存可以理解成一个仓库，若将整个系统（广义）中流通的电表进行简单区分的话，可分为两类：一类是用电客户正在使用的电表，另一类就是在库中的电表。也就是说，除客户正在使用的电表外，其他电表不论新、旧、好、坏都需入库（Meter Stock In），记录入库电表的资料；同理，电表给客户使用前，都需要出库（Meter Stock Out），记录出库电表的资料信息 。支持批量出/入库。图2-3为电表出库界面，图2-4为电表入库界面。

图2-3电表出库界面

图2-4电表入库界面

2. 电表开户
本模块用于购电客户信息注册，包括基本信息和电表信息，分两个页面进行登记。【客户基本信息】页面，登记客户的基本资料，如名称、编号、地址、电话、身份证等等信息。【客户电表信息】页面，主要记录客户电表编号，在此绑定客户与电表的一一对应关系。（理论上一户一表，实际可根据客户需求，对应一户多表）。图2-5为电表开户界面。

图2-5电表开户界面

3. 售电
本模块用于办理对客户的售电业务，是系统最重要、最常用的功能模块，图2-6为售电模块界面。

图2-6售电系统界面

4. 远程读写
本模块用于制定和执行电表即时抄读任务。本模块分三个页面：
a)【电表】页面如图2-7，用于选择电表和录入任务名称。并且右单击电表栏位，可以支持电表定位。

图2-7电表选择界面

b)【OBIS】页面如图2-8，点击抄表方案框内的按钮，选择抄表方案(抄表方案在基础资料里编辑)

图2-8抄表方案选择界面

c) 【监测结果】页面如图2-9，显示抄回的电表数据。并可以点击【保存数据】手工保存。

图2-9抄回表计数据浏览界面

5. 拉闸合闸
本模块用于对电表进行远程拉闸合闸，支持单个或批量操作，如图2-10界面所示。注意，拉闸/合闸只能对在线电表进行，离线的电表无法完成拉闸/合闸功能。

图2-10拉闸/合闸界面

2.2其他业务模块
【其它业务】包含了一些次常用的业务功能模块，如变更客户资料、换表等，如图2-11所示。

图2-11其他业务模块管理界面

2.3报表功能模块
【Report】菜单下包含了一些常用的报表如登录日志、电表状态、合同打印、售电报表、换表报表等功能，并具有查询、预览、打印、输出.xls、.PDF文件等功能，方便查阅和统计。如图2-12所示。

图2-12报表分析模块界面

2.4统计分析模块
【统计和分析】菜单下各模块主要是对线路（Line）、变台（Transformer）、电表等相关数据进行统计和分析。见图2-13、

图2-13统计分析模块

图2-14总表负荷曲线图

2.5基础资料维护模块
包含操作员角色管理、操作员管理、系统参数设置等功能，为整个系统做基础数据准备。如图2-15，可以对操作员划分等级，最高为超级管理员，每级管理权限均可按模块独立分配，区域管理员仅能对本区域内的电表及用户进行管理。

图2-15用户管理界面

附录：简易售电程序
简易客户端售电程序(Star POS)界面如上图，具有与完整版系统一样的【System Function】菜单。
简易客户端售电程序主要功能就是售电，业务流程更加简化，输入Meter Serial No.后，选择预先设定好的Default Amount快捷按钮，或手动填写Amount，选择好支付方式后，点【Vend】按钮即可。
Meter Serial No.：售电对象的电表编号，需手动输入。
Prepayment：电表付费类型标志，用于确认电表的付费类型，勾选表示当前电表是预付费类型，未勾选表示为后付费类型。该标志是由【Meter Model】标记的状态，此处无法手动勾选或取消勾选。
Amount：此处为净金额（Net Amount），即本次售电交易客户应交纳的金额，可以点击Default Amount快捷按钮，也可以手动输入。①当电表为预付费类型时，系统会根据输入的净金额自动计算出售电金额；②当电表为后付费类型时，系统会调出该表的上月冻结金额作为售电金额。
Paid：该处可以输入客户的实际支付金额。
Change：如果实际支付金额大于净金额，系统将自动计算并显示找零金额。
Payment Method：选择付款方式，红色表示选中的项目。

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