预付费电表 宿舍用电管理终端电能计量表

为进一步落实国家十三五规划关于节能减排任务的要求，全面掌握学校能耗的数据，确保学校正常教学、科研的能源需求和实现有效节能，高校建立校园智慧能源管理系统用以掌握校园建筑能耗的实时数据，对校园各种能源系统进行分布式监控与集中管理势在必行。通过校园智慧能源管理系统可实现校园建筑用能的实时在线分类计量监测、能耗数据自动采集与存贮、数据统计与分析、数据远程传输、数据显示和打印、数据显示发布等，使学校能源管理部门对能源系统进行有效的监控与管理；为校园节能降耗研究、设计与改（建）造提供参考数据；通过校园智慧能源管理系统对学校各用能系统、用能单位的能耗趋势的分析，查找能耗突增和非工作时间用能的异常现象，从而消除能耗漏洞、管理漏洞。校园智慧能源管理系统是通过实时在线能源数据采集、能源质量监测、能源管理作为系统支撑，实现一体化的能源管控；通过能源统计、分析、诊断、预测等这些有效的技术和管理手段，可实现校园综合节能率的大幅度提升并为“智慧校园”建设提供强有力的技术支撑。充分利用学校校园网现有资源，搭建校园智慧能源管理系统的基本框架，建设校园智慧能源管理系统监测网络，对学校的各个用能环节进行实时监测；实现校区教学区、生活区单体建筑及单位用电总计量。各建筑及单位用电计量重点考虑在各变电所的低压出线回路加装三相多功能电力监控终端进行计量、监测，数据累加实现；针对不具备单独低压出线回路的建筑，在建筑和单位的总进线侧加装三相多功能电力监控终端进行计量、监测；提供同比环比分析比较、线损分析、按照区域进行能耗数据统计、按照部门进行能耗统计；对学校商铺进行用电远程集抄并实现预付费管理。通过在商铺的入户进线配置单相或三相费控电能表进行用电计量、监测，实现用电远程集抄及费控；系统监测网络建设充分考虑后期的建设，为后期能源监测、能耗设备的接入预留扩展空间；

负载限制及负载识别算法当学生使用纯阻性负载的违规电器(恶性负载)时，较易导致电器火灾等安全事故，对学生的生命和财产安全造成影响;当学生使用过多的常规电器，但累加用电负荷过高，同样会造成安全事故。因此，该管理终端从大功率限制和恶性负载识别两方面需求出发来决定负载控制结果，以保证宿舍用电安全。大功率限制的方法比较简单，若所有负载功率和**过总功率大值，则判断为功率**限，必须切断宿舍供电回路。对于恶性负载的判断，若也采用总功率判断的方法，则不能够被准确识别。测试小功率纯阻性恶性负载工作特性时，可发现其功率因数很高。但若直接测试宿舍总供电回路功率因数并不会很高，故本设计终端采取增量判断法，即实时检测用电回路功率因数增量，作为判断恶性负载的依据。在宿舍总用电回路总功率为**限的情形下，功率因数增量**过大设定值，则判断为恶性负载接入。功率因数增量为式中：PN——当前有功功率;PL——上一时刻有功功率;ΔP——有功功率增量;QN——当前无功功率;QL——上次无功功率;ΔQ——无功功率增量。3.3 逻辑控制方式。3.3.1 强制控制高校宿舍中有部分宿舍会安排给相关管理人员和留学生住宿。这些宿舍往往是不切断电供电且没有负载、时间限制等。这种情况下，强制控制功能打开，则其他的控制功能将不起作用。另外，高校在有大型活动安排时，需要对各宿舍回路做统一的断送电处理，也需通过强制控制功能实现。3.3.2 时间控制高校学生较多，为统一安排作息，需统一按时通/断电，例如06:00~08:00为学生早晨起床洗漱时间，应保持照明和插座回路处于通电状态;08:00~11:00为学生上课时间，学生一般不在宿舍，切断所有回路;23:00~06:00为学生休息时间，应切断照明用电，但保证插座和空调用电回路正常供电;在周末，08:00~23:00，一般学生不用上课，大多数时间均在宿舍，此时应保证所有相关回路供电。终端为照明、插座、空调回路均提供独立的两套控制时段表，方便学校管理部门根据实际情况在不同的时刻控制不同的回路通/断电，满足定时控制管理的要求。3.3.3 负载控制终端为宿舍用电总回路提供负载控制，可识别恶性负载并迅速作出响应。3.3.4 预付费控制终端配合远程预付费售电管理系统可实现先交费后用电的功能。学生可根据宿舍用电情况自行充值，用以保证宿舍正常用电。当学生用完充值的电能后，终端会自行切除宿舍用电。学生若及时充值，可及时恢复供电。3.3.5 组合控制以上4种逻辑控制方式可单独使用，也可组合使用。终端可根据强制控制、时间控制、负载控制、预付费控制的组合控制逻辑及**级共同决定供电输出回路的通或断。

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对于物业公司，租户需先充值，后用水用电，余额到达设置的警戒值时系统会自动短信提醒租户充值，租户可通过微信、支付宝或银联方式自助充值。
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对学校学生宿舍，系统可以为每个宿舍提供三路电源独立控制：照明、空调和插座回路。三路电源均可设置定时通断、强制控制、预付费控制、功率控制以及恶性负载自动识别功能，可以通过微信、支付宝、校园一卡通进行充值，提高学生宿舍用电安全管理质量。
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摘要：针对高校学生宿舍用电管理的复杂性以及安全用电的管理需求，设计了一种学生宿舍安全用电智能管理终端。测试结果表明，智能管理终端可快速识别接入宿舍回路的恶性负载，组合控制逻辑共同对宿舍用电进行监控，以满足学校后勤管理部门对学生宿舍的用电管理需求。关键词：宿舍用电;智能管理;逻辑控制;负载识别0 引言随着社会经济的发展及学生公寓的普及，学生宿舍的用电情况发生了巨大变化。科学、合理地管理学生宿舍的用电，成为学校后勤管理部门面临的一个十分重要的课题。综合调查比较学校学生宿舍的用电情况，总结学校用电管理有以下几个需求：(1)电力商品化。传统**的供电方式和从住宿费中平均收取电费的方法不适应现在用电设备日趋增多的需求，采取按需购电的方式实行电力商品化是势在必行的管理手段。(2)用电安全。为避免学生在使用非安全用电设备时引起火灾情况，所以应考虑**负荷及恶性负载识别自动断电的控制措施。(3)按需控制。为培养学生良好的生活习惯，规范学生的作息，应结合学校管理需求对学生宿舍的用电回路实施定时控制。本文设计一种学生宿舍安全用电智能管理终端，以满足学校后勤管理部门对学生宿舍的用电管理需求。1 功能设计结合计量计费、智能监控及识别、断送电控制管理的要求，宿舍安全用电智能管理终端设计功能如下：(1)累加计量总用电量，递减计量剩余电量;(2)可实时检测电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数等电力参数;(3)支持对3个输出回路(如照明、插座、空调)作独立控制;(4)支持预付费控制、负载识别控制、时间控制、强制控制等4种逻辑控制功能;(5)可查询各种日志记录。2 硬件组成宿舍安全用电智能管理终端采用功能的微控制单元(Micro Control Unit，MCU)设计。整机的硬件系统实现依据各个功能模块而展开，包含微处理器、电阻分压网络电压采样、电流互感器电流采样、三路磁保持继电器控制输出、铁电数据存储、液晶显示、按键输入、有功电能脉冲指示输出等。硬件组成如图1所示。

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