摘要：本文针对高校学生公寓用电特点,从安全用电角度提出了一套集用电管理、计量、恶性负载智能识别控制、实时跟踪检测等功能于一体的数字化安全用电管理系统技术解决方案———学生公寓智能控电管理系统。

关键词：公寓；恶性负载；安全用电；智能系统
引言
近年来,为了响应国家创建节约型社会的号召,伴随着高等学校后勤社会化改革的迅速推进,各地高等学校对原有的校内学生公寓采用了新的管理模式。各地、各高等学校积极利用社会资金,通过各种渠道,采用社会化的办法,建设了一批高质量高标准的学生公寓,较大地改善了大学生们的生活与学习条件,受到了高等学校师生的普遍欢迎。公寓内的
配置由过去满足基本生活需求的设备,到如今设有电热水器、空调、电脑、浴霸等。传统的对学生公寓采取限电流、定时间断送电的用电管理模式显然无法满足大学生们的使用需求。更值得一提的是被称之为恶性负载的电器,如烧开水用的电炉、“热得快”等产品,这些违章电器的使用给学生公寓的用电带来了很大的安全隐患,对学生生命财产安全造成极大的威胁。为了解决高校学生公寓安全用电存在的诸多问题,笔者经过多方调研,在原有的学生宿舍集中用电系统的基础上,从安全用电角度提出了一套适合高校学生公寓使用的数字化安全用电管理系统技术解决方案———学生公寓智能控电管理系统。
一系统基本要求
(1)下图为学生公寓智能控电管理系统的结构框图。本系统中的数字化控制模块采用智能化数学模型控制技术,集用电管理、计量、恶性负载智能识别控制、实时跟踪检测等优点于一身,是学生公寓智能控电管理系统的核心部分。
(2)组网方式。本系统采用分布式单元控制设计原则,结构简单,既可以采用成本低、对网络布线要求不高的RS-485总线进行组网,也可以采用高校校园局域网进行组网,更可以采用中国移动GSM无线网络进行组网。在此我们以第一种组网方式进行技术分析。
(3)系统微机的基本配置:CPU主频1.7GHz及以上;操作系统:主流操作系统,如Windows2000/XP;内存;硬盘;显示器等。
二系统基本功能及原理
(一)单元控制模块基本功能
1数据采集、传输与恶性负载智能识别控制。2集成电路芯片。单元控制模块要求具备解释并执行系统微机指令的功能,每个单元控制模块分管8个房间控制模块,采用超大规模集成电路芯片,集成独立的CPU单元和数据处理单元,即使数据传输线路有故障或断电也不会引起数据丢失。单元控制模块内部须设置可靠的电源检测电路、看门狗电路、数据存储保护电路,具有过载断电、断电自动恢复能力和防雷、防过电压措施,并在系统管理程序上实现数据备份、数据校验处理、数据块保护处理及指令冗余等抗干扰措施,使整个系统稳定可靠的运行。
（二）房间控制模块基本功能
1计量。房间控制模块发送计量脉冲信号,执行计量任务。
2控制。房间控制模块执行单元控制模块发出的指令,接通或断开房间的总电源。模块的关键部件为继电器,可选用新型的大电流电触点的磁保持继电器,利用12V电压的正负脉冲信号驱动。
（三）恶性负载智能识别控制的基本原理
1建立数学模型。学生公寓智能控电管理系统根据学生使用电器的用电动态参数建立数学模型,根据其用电特点将电器分为阻性负载和感性负载。
2自动识别控制。系统CPU程序自动跟踪检测电器瞬间加电时功率点的大小,经过分析后发出控制指令。如下图,假设系统设置恶性负载的识别功率为300W,当使用大于300W的阻性负载(如电炉、“热得快”等),系统检测识别后发出指令切断该房间的电源。当房间使用感性负载(如电脑、充电器等),系统检测后识别为正常用电负载,所有的正常负载都不会累加。当房间使用1500W的电热水器时,系统CPU程序实时跟踪检测到电热水器的瞬间加电功率点处于开放的范围,也会识别为正常用电负载制指令。如下图,假设系统设置恶性负载的识别功率为300W,当使用大于300W的阻性负载(如电炉、“热得快”等),系统检测识别后发出指令切断该房间的电源。当房间使用感性负载(如电脑、充电器等),系统检测后识别为正常用电负载,所有的正常负载都不会累加。当房间使用1500W的电热水器时,系统CPU程序实时跟踪检测到电热水器的瞬间加电功率点处于开放的范围,也会识别为正常用电负载。
三Acrel-EIOT能源物联网云平台
1概述
Acrel-EIoT能源物联网开放平台是一套基于物联网数据中台，建立统一的上下行数据标准，为互联网用户提供能源物联网数据服务的平台。用户仅需购买安科瑞物联网传感器，选配网关，自行安装后扫码即可使用手机和电脑得到所需的行业数据服务。
该平台提供数据驾驶舱、电气安全监测、电能质量分析、用电管理、预付费管理、充电桩管理、智能照明管理、异常事件报警和记录、运维管理等功能，并支持多平台、多语言、多终端数据访问。
2应用场所
本平台适用于公寓出租户、连锁小超市、小型工厂、楼管系统集成商、小型物业、智慧城市、变配电站、建筑楼宇、通信基站、工业能耗、智能灯塔、电力运维等领域。
3平台结构
4平台功能
电力集抄；能耗分析；预付费管理；智能照明；安全用电；智慧消防
5系统硬件配置

四结束语
“学生公寓智能控电管理系统”应是专门针对高校学生公寓用电特点及其急需解决的安全用电问题,采用智能化数学模型控制技术构建的全套数字化安全用电管理系统技术解决方案。目前市场上已有一些技术产品可以满足一般的集中用电管理要求,但在恶性负载智能识别控制技术和实时跟踪检测手段等方面还有待进一步提高。


参考文献
[1]蔡旭斌,罗玲.电能计量自动抄表技术的现状与发展[J].广东电力,2003.
[2]卫建华,徐进.学生宿舍用电安全管理系统解决方案[J].现代电子技术,2004.
[3]游飞.高校学生公寓安全用电管理技术分析
[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.