一、背景分析

1.背景概述

大學(xué)生在校期間的主要活動范圍集中于高校宿舍 ，高校宿舍水電管理工作是保障高校宿舍管理有序開展的基礎(chǔ)。 在高校宿舍水電管理中涉及到三個重要方面 ，一是安全管理工作 ，二是水電計量和收費工作，三是節(jié)能降耗。 對高校宿舍水電管理的現(xiàn)狀及針對以上三方面存在問題進行探討 ， 并針對這三方面摸索行之有效的對策 ，對于高校宿舍水 電管理具有重要意義。

2.當(dāng)前現(xiàn)狀

①基礎(chǔ)

高校兼具教學(xué)、科研與生活等多重功能，建筑類型豐富且功能劃分精細(xì)復(fù)雜，能耗種類呈現(xiàn)多元化特征。然而，當(dāng)前學(xué)生群體的節(jié)能意識普遍薄弱，各類用能設(shè)備的能源浪費現(xiàn)象較為突出，亟待針對性改善。

②管理

校園能耗數(shù)據(jù)采集的自動化水平低下，導(dǎo)致統(tǒng)計分析工作面臨較大困難，人工操作量繁重。

水電費收取工作依賴專人負(fù)責(zé)推進，使得人工管理成本居高不下。

對于學(xué)生濫用惡性負(fù)載設(shè)備的情況難以實現(xiàn)實時監(jiān)測，安全隱患未能得到及時排查與消除。

③統(tǒng)計

能耗數(shù)據(jù)的完整性不足，難以開展有效的統(tǒng)計分析工作，致使管理者缺乏對整個校園能源管理狀況及設(shè)備能耗情況了解。

信息孤島現(xiàn)象顯著，各校區(qū)的信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)難以實現(xiàn)共享互通，嚴(yán)重制約了能源管理的協(xié)同性。

3.場景需求

系統(tǒng)自動抄表和計費

照明 、插座、空調(diào) 、衛(wèi)生間分別計量用電、獨立

拉合閘控制禁止使用違規(guī)阻性負(fù)載 、移相插排等

分工作日 、節(jié)假日管理宿舍斷電送電時間

禁止使用違規(guī)阻性負(fù)載、移相插排等

宿舍補助電費下發(fā) 、登記管理等

食堂 、超市、宿舍等水電收費

宿舍統(tǒng)一化、批量化管理

校園整體用能匯總統(tǒng)計， 能夠找出用電較高區(qū)域

二、解決方案

Acrel Cloud3200-高校預(yù)付費系統(tǒng)主要由感知層（終端采集設(shè)備），傳輸層（通訊管理機），平臺層（高校預(yù)付費云平臺）三個部分組成。系統(tǒng)功能集設(shè)備管理、設(shè)備監(jiān)控、水電計費、財務(wù)管理、宿舍管理、報警管理、能耗分析于一體。 可方便實現(xiàn)學(xué)生用水電監(jiān)控、宿舍商鋪食堂等水電預(yù)付費、終端表計及邊緣網(wǎng)關(guān)的運行狀態(tài)監(jiān)管、 惡性負(fù)載監(jiān)測報警、學(xué)生作息控制、補助發(fā)放、自助充值繳費、校區(qū)整體用能分類分項分區(qū)統(tǒng)計等需求。

1.B/S架構(gòu)，多客戶端訪問

無需安裝客戶端，通過瀏覽器，手機APP用戶就可以完成配置 、設(shè)置 、查詢 、控制等所有操作。

2.水電預(yù)付費

水電費用預(yù)充值，欠費自動斷電/關(guān)閥，補助賬戶和充值賬戶分開，優(yōu)先扣除補助金額。

3.遠(yuǎn)程實時抄表和控制

系統(tǒng)能實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動抄表，并能夠單獨和批量對宿舍進行管理和控制。

4.違章電器惡性負(fù)載識別

可準(zhǔn)確識別回路中的惡性負(fù)載并斷電提醒，同時平臺進行報警，例如電吹風(fēng) 、熱水袋 、 電熱鍋等違規(guī)電器。

5.自助繳費

學(xué)生可以使用微信進行水電充值 、查詢，同時支持接入學(xué)校一卡通平臺。

6.多回路單獨檢測控制

一進多出，可分空調(diào) 、插座 、照明 、衛(wèi)生間等至多五路獨立電源配電，各回路獨立計量統(tǒng)一 計費 、可分別設(shè)置參數(shù)獨立控制。

7.能耗分析

支持建立配電拓?fù)?，可分類別（水 、 電 、氣 、冷熱 量） ，分區(qū)域（食堂 、宿舍 、教學(xué)樓等） ，分項（插座 、照明 、空調(diào)）等多維度統(tǒng)計學(xué)校整體能耗。

8.時間控制 ，定時通斷時間控制 ，定時通斷可根據(jù)學(xué)校實際要求，支持一天8個時間段通斷 設(shè)置，實現(xiàn)宿舍用電每個回路的定時通斷功能。

9.平臺可擴展

支持?jǐn)U展接入自研配電監(jiān)控 、智慧消防 、智能照明 、 用電安全 、充電樁 、無線測溫 、變壓器監(jiān)控 、空調(diào)監(jiān)控等相關(guān)設(shè)備組成能源物聯(lián)網(wǎng)大平臺。

三、平臺功能介紹

1.宿舍管理

宿舍可以根據(jù)實際位置劃分 ，每個宿舍當(dāng)前金額剩余情況和異常狀態(tài)可以一目了然。

具體宿舍出現(xiàn)問題或者需要進行操作可以進入宿舍詳情 ，這里不僅可以查看宿舍詳細(xì)的實時信息，比如剩余金額、累計電量、電表模式、 回路狀態(tài)、當(dāng)天能耗、充值記錄、報警信息、儀表電參量等，也可以進行一些列控制操作 ，比如初始化/清零、電價設(shè)置、報警金額設(shè)置、充值/退費、補助下發(fā)、通斷控制、惡性負(fù)載設(shè)置、時控設(shè)置等。

2.財務(wù)管理

為了更好的幫助學(xué)校財務(wù)管理整個校園幾百上千個宿舍的水電充值 ，系統(tǒng)可以從日、月、年等不同的時間維度統(tǒng)計每個時間段的收入情況 ，可以 區(qū)分收費類型 ，支付方式等。統(tǒng)計以宿舍為單位的用能賬單。支持制定金額補助計劃 ，批量充值和退費學(xué)生可以使用微信或者一卡通自助繳納水電費，實現(xiàn)收費自動化。

3.惡性負(fù)載管理

很多高校宿舍都不允許學(xué)生使用發(fā)熱設(shè)備 ，比如熱得快、吹風(fēng)機、熱水壺、 電熱毯等 ，這些統(tǒng)稱為惡性負(fù)載 ，平臺可以有效識別 ，并且表端會進行跳閘警告同時平臺會發(fā)出報警 ，當(dāng)達到一定次數(shù)學(xué)生將無法用電 ，只能等待管理員進行復(fù)位 ，達到監(jiān)管的目的。

4.預(yù)付費管理

平臺支持水電先繳費后使用 ，余額不足會通過短信、微信推送方式提醒學(xué)生充值 ，欠費后自動斷水?dāng)嚯?，充值后立即回復(fù) ，另外還支持賒欠 ，當(dāng)余額欠費低于設(shè)定的金額才會跳閘。補助金額和充值金額分開扣除 ，發(fā)放補助金額后會優(yōu)先扣除補助金額。

5.定時控制

學(xué)校場景經(jīng)常會有管理學(xué)生作息的需求 ，比如會要求早上六點開燈， 晚上十點關(guān)掉 ，平臺支持設(shè)置宿舍某個用電回路每天定時分閘合閘 ，此外針對雙休日時間響應(yīng)延后 ，平臺可以對雙休日和上課日進行區(qū)分設(shè)置 ，至大支持一天八個時間段。

四、設(shè)備選型

五、硬件介紹

1.DDSY1352系列單相預(yù)付費電能表

全電參量測量， 1級有功電能；

內(nèi)置大容量（60A）磁保持繼電器實現(xiàn)通斷；

分時計費、定時控制、過功率保護

RS-485、 NB-IOT、4G、 LoRa、WI FI、藍(lán)牙多種組網(wǎng)方式；

2.DTSY1352系列三相預(yù)付費電能表

全電參量測量 ，0.5S級有功電能；

直接接入內(nèi)置大容量（80A）磁保持繼電器實現(xiàn)通斷；

分時計費、定時控制、過功率保護

RS-485、 NB-IOT、4G、 LoRa、WI FI、藍(lán)牙多種組網(wǎng)方式；

3.DDSY1352-xDM系列宿舍用電管理終端

3-5路單相全電參量測量， 1級有功電能；

內(nèi)置3-5路磁保持繼電器 ，獨立控制；

惡性負(fù)載識別、空調(diào)回路監(jiān)控、夜間小功率、學(xué)習(xí)功能；

補助電費下發(fā)、分路定時控制；

跳閘記錄存儲、跳閘詳情查詢；

RS-485通訊接口， LCD屏顯示；

4.ADF400L系列多用戶電能表

全電參量測量 ，0.5S級有功電能；

直接接入內(nèi)置大容量（100A）磁保持繼電器實現(xiàn)通斷；

互感器規(guī)格、直接接入三相、直接接入單相可混合使用；

最多可接入12路三相或36路三相；

惡性負(fù)載識別、補助電費下發(fā)、分路定時控制；

RS-485、CE以太網(wǎng)；

外擴4G、 LoRa等無線通訊；

5.Anet系列邊緣計算網(wǎng)關(guān)

全電參量測量 ，0.5S級有功電能；

直接接入內(nèi)置大容量（100A）磁保持繼電器實現(xiàn)通斷；

互感器規(guī)格、直接接入三相、直接接入單相可混合使用；

至多可接入12路三相或36路三相；

惡性負(fù)載識別、補助電費下發(fā)、分路定時控制；

RS-485、CE以太網(wǎng)；

外擴4G、 LoRa等無線通訊；