一.项目概况

天津某大学位于天津市武清区开发区，本科宿舍楼区域共19幢6层学生宿舍楼，为了方便管理，为该区域配置远程预付费能源管理系统.

二. 用户需求

系统应通过多功能的电能计量表计、智能水表、通讯网络和计算机软件，实现供能源系统在运行过程中的数据采集、数据计算、电能抄表、报表生成等，完成系统的安全供电、电能、水量计量、设备管理和运行管理。系统由站控管理层、网络通讯层和现场设备层构成。

2.1 系统功能需求：

1）计量控制独立

多回路电表内对应各用户单元的计量单元独立，保证计量准确性：控制单元独立，保证控制可靠性；每户宿舍冷热水单独计量。

2）通信管理分离

服务器通过串口设备来实现对水、电表数据的信息采集，使信息采集分层实施，保证数据采集的实时性。

3）符合预付费要求

预付费功能，可免去人工抄表、收费、通断电、过流跳闸，水表阀控等繁琐工作，管理方便、轻松。

4）数据安全可靠

数据库采用SQL Server 数据库，运行稳定、安全性高、扩展性强，非操作人员无法随意更改，保

证数据安全。

三. 设计范围

根据用户需求及项目实际情况，本项目智能化设计一套远程预付费能源管理系统。该项目现场设备层仪器仪表的具体分布情况如下：

本科宿舍楼区域：共19 栋宿舍楼，具体仪表数量如下所示：

通过统计后各个区域的点位如下表所示：

根据电表统计数据，现场共3389个宿舍预付费电表回路，每个宿舍配置冷热水表各一块，共需要配备冷热水表各3389台，中水表3852台，水表的具体参数根据现场实际水管管径配置。

四. 网络拓扑结构

预付费能源管理系统通常采用分层分布式结构进行设计，即现场设备层、网络通讯层和站控管理层.整套预付费能源管理系统系统示意图如下图：

现场设备层：由安科瑞ACR系列智能电表与ADYGF-300系列多回路预付费电表组成，负责终端电度计量及分合闸等功能；第三方设备水表负责宿舍冷热量水数据采集；水表辅助电源DC12V不含在系统后台范围内，由施工方在安装水表时就近安装水表供电电源，如水表无供电电源支持，则无法实现远程通讯及阀控等功能，只能现场读取数据。

网络通讯层：由采集器及协议隔离器器组成，负责水、电数据采集及控制命令中转。

站控管理层：由主机服务器及安科瑞远程预付费能源管理系统组成，负责水电数据的存储，命令发送及充值付费等功能。

4.1 系统组网示意图：

ADYGF300系列多用户计量箱接线图：

4.2 预付费能源管理系统运行环境

电能管理系统硬件正常工作条件：由于本项目总计接入点位数多，为使预付费电能电能管理系统正常工作，安装系统软件的服务器已重新设计，建议配置需满足如下硬件条件：

CPU：E5-2650V4*2以上；

内存：64G以上；

硬盘：8T以上；

显示器：VGA、SVGA以及支持桌面操作系统的图形适配器，显示256色以上.

4.3 .软件运行环境条件

预付费能源管理系统软件主要运行在微软的Windows Sever 2008服务器操作系统平台上，兼容Windows Server 2008 Enterprise Edition 64位(简体中文)、Windows 7 Ultimate 64位(简体中文)。软件通过软件加密锁进行授权，经过授权的软件可以长时间不间断运行，而没有经过授权的软件数据库点仅能使用32点，且连续在线运行时间限制为1小时。

五. 系统功能

预付费能源管理系统是我们研制的与ADYGF300系列多回路预付费电表箱及水表等配套的售能管理系统。它是以售能管理软件和数据库软件为主，包括计算机，串口服务器，打印机等设置在内的计算机系统。主要完成电能表、水表参数设置，售水、售电管理及用能管理工作，操作简便，具有良好的人机界面，能够有效的统计和管理数据，并对数据的安全性做了有效的保密措施。安装方便，是用电管理部门、学校、商业广场和物业小区等管理部门，提高用电管理水平，解决收费难问题的优质产品。

5.1 预付费管理系统软件的主要功能

• 数据采集：管理软件自动采集各用户的电能数据，并具备单点、单元、群采集的功能；

• 远程控制：可以使用管理软件远程控制欠费用户的电源及水表阀门，提高水电费回收率。

• 查询功能：单户查询：可随时查询任一户的耗能信息；

• 单层查询：可随时查询任一层全部用户的耗能信息；

• 全区查询：可随时查询整个办公区内所有用户的耗能信息；

• 预付费功能：系统可实现收费供电供水，先购能，后用能；

• 设定与更改功能：系统具有对各预付费电能表进行参数设定功能和用户信息修改、设置等

• 打印功能：可以打印各用户月能源消耗费用报表和单户费用清单；

• 数据存储、备份：系统具备强大的数据存储功能，可提供各用户历史用电数据，包括历次购电日期、购电量记录、每月用电记录等，在系统掉电时，历史记录的存储时间不小于12个月，并具备数据备份功能。恢复供电后，系统能自动对设备恢复供电；

• 防功能：系统可实现授权密码操作，防止非授权人操作；对所有操作人员及操作自动记录，且不能删除更改。并设有运行日志，可以详细记录操作员的操作流程。

• 可以查询以天为单位历史用电数据（周、月用电量），不受充值次数等因素影响。

• 能够满足对所有表具实时电量数据采集（并提供RS-485接口，MODBUS-RTU通讯协议）。

• 单表电量余额低值报警: a 设置功能; b报警通知以缴费通知单形式体现并可以直接打印; c 预留手机短信通知功能。

• 用户可通过手机网页实现远程查询剩余电量，远程充值，查询充值记录及实现远程分合闸功能等。

5.2 电能管理系统的使用功能

系统配置设置功能

• 系统可提供用户信息配置接口，配置各独立核算单元的用户身份信息及对应的通信管理机号_串口号_表号。

• 系统可提供预付费参数的配置：如水电价、报警金额等

• 系统可提供用电控制参数的配置：如限定功率阈值

预付费充值管理功能

• 系统可通过远程预付费充值软件对每个独立核算的用电单元进行充值

• 金额充值

• 充值金额通过串口服务器下发至电表。

充值记录统计、查询功能

• 当一个正确的充值操作（充值金额确保录入电表）产生后，应生成对应的正确的充值记录。

• 能够提供日、月、季等充值统计报表，以方便用户做充值历史查询（充值次数、日期、金额）；并提供对应的校核记录以方便管理方进行财务比对。

• 所有的报表能输出打印。

误充值冲正功能

• 若由于人为操作失误的原因造成的误充值，系统能提供冲正操作，并保证相应的充值记录的正确匹配。

退电功能

• 系统能提供退电、退水功能，方便管理方提供退电服务。

• 能提供退电、退水报表，方便财务统计及核查

通信状态报警及查询功能

系统应能实时监控通信管理机的连接状态及各电表的通信连接状态信息（通信管理机中定义电表的异常通信状态标识：0—正常；1异常），并提供异常提示告警，方便管理方及时掌握现场的状况及作出故障排查。以保证充值的一次成功率。

用电信息实时监控及查询功能

• 系统能实时监控各用户的用电情况：包括剩余金额\电量、总用电量、当前功率等

• 所有电表月度使用电量能以月报格式汇总体现并查询，不受充值次数影响。

• 对于剩余金额不足或功率超限等异常情况可提供实时报警

• 可依据记录提供报表及打印输出

基础用电设置功能

• 系统能提供基础用电设置及批量下发功能，方便每月进行基础电量的下发。

• 基础电量当月有效，不滚存。

• 可提供基础电量下发的记录查询

批量通断电控制功能

• 系统能提供按楼栋、楼层、区域、房间的批量通断电、断水控制操作

售电管理系统主要功能界面如下图所示：