园区中的智慧用电管理

随着物联网、云平台等新兴信息科技的日益成熟,未来园区用电管理的发展将更加智能化、信息化。近年来,越来越多的能源互联网企业为园区用电管理提供了解决方案,文献[1]提出基于大数据技术设计开发的智能电表远程抄表系统替代传统的人工抄表方法,能够有效提高抄表的速率,并降低误抄率。文献[2]提出基于无线传感器网络研究开发的建筑智能用电监控系统,实现对用电设备的智能化安全保障,以避免由于设备维修不及时引发的建筑用电安全问题。文献[3]提出利用数据采集器对用电信息进行实时采集,实现对窃电行为的有效监测以及提高了线损管理的智能化水平与效率。但是以上研究成果仅改善了抄表效率低下、设备管理粗放及电能损耗较大等问题,在建筑园区电费业务管理层面上仍存在一些难题尚未得到解决。一方面,传统采用的预付费电表方案并不适用于商业园区,电表下属的负荷大小各有不同,若出现欠费断电的情况,很有可能会对公司业务、数据库等重要信息造成重大损失;另一方面,园区各企业的电表数量众多,"充值流程繁琐"、"电表管理困难"、"业主拖欠电费"等问题严重影响着园区用电管理的服务质量,进而导致入场企业存留率低、园区市场竞争力弱等问题。

园区智慧用电管理系统主要由智能电表、数据采集器、数据集中器及其他辅助通讯部件构成,用户端为园区物业使用的Web端程序和业主使用的小程序,用户不仅能实现用户实时用电数据的查询及业务处理功能,拥有平台体验良好的人机交互功能,还可以方便快捷地得到所需信息,享有更为智能化的分析系统和用户管理。系统利用RS-485总线技术一点对多点的通讯特征将智能电表和数据采集器及集中器组成传输监测设备组,实现一个数据采集器与多个智能电表通讯的要求,用以完成对多电表能耗数据的实时采集和有效存储,并将各个电表节点的用电数据经分析处理后实时传输至系统进行后台业务操作与算法实现,例如远程抄表、自动生成每月的账单等。另外,系统还可根据传输的电能参数判断当前设备的电压和功率是否超出设定的阈值范围,一旦超出范围即可通过GPRS通讯向用户发送预警信号(手机短信和平台警告),从而保证用电设备处于安全状态。同时,不同经济产业园区的传输监测设备组可以通过以太网技术实现与系统计算机的信息互通,完成数字化管理及后续数据的统计处理与分析。智慧用电管理系统总体设计方案如图1。

安科瑞安全用电管理云平台

本平台的整体结构如图所示:

系统功能

智慧用电云平台通过4G/光纤/NB-IoT网络接入电气火灾探测器、故障电弧探测器、电气防火限流式保护器、温湿度传感器以及带NB通讯功能的感烟探测器、可燃气体探测器等设备,实现电气安全监测信息通过平台、APP推送、短信推送、微信公众号推送、微信小程序推送、钉钉推送、邮件推送或者语音呼叫等方式实时报警。

结语

能耗用电管理涉及到用户的切身利益和需求,其引发的问题易导致较高的社会效应。园区智慧用电管理系统设计提供并构建了一种稳定可靠、高效安全的管理平台及实现方法,整体缩减了用电管理的总成本,提高了园区服务工作效率与智能化水平。提出系统的整体管理结构设计,主要包含了电费账单业务模块、设备监测模块、数据统计分析模块,分析了各模块的主要功能。为了解决不同用电分项下多电表管理混乱以及企业拖欠电费的问题,提出建立"角色账户"进行分管的思路进行构建设计,为园区系统用户提供实时可靠的用电信息,以远程控电的短信提醒方式监督企业缴纳电费。该系统还可向气、热、水表计量与抄表管理、重要设备运维管理等领域扩展,并终为未来实现建立"智能化园区"提供一定的借鉴和参考,具有较强的应用价值。

参考文献

[1]赵晓红,吕国栋,王文婷.基于大数据的小型智能电表自动抄表方法研究[J].自动化与仪器仪表,2020,243(01):185.

[2] 滕志军,张力,宋锐,等.基于无线传感器网络的智能用电在线监控系统 [J] . 电子器件,2017,40(06):1567

[3] 张芹,何行,何欢,等.智能电表远程数据采集器设计及在线损管理中的应用 [J] . 电子设计工程,2017,25(20):72.

[4]安科瑞电气股份有限公司官网.

[5]安科瑞企业微电网设计应用手册.2022.05版.

[6]陈映荷,闵薇.园区智慧用电管理系统的设计与应用.2020.

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