近些年供電公司為解決欠費問題相繼安裝使用了預付費（fèi）電能表及其售電管理係統（tǒng），僅北京（jīng）地區就運行IC卡預付費電能表56000餘塊。預付費電能表的推廣使用大大（dà）緩解了供電（diàn）部門（mén）的收費壓力，但是（shì）目前各地（dì）主要采用以IC卡為數據傳遞媒介的IC卡預付費電能表，它在使用（yòng）中存在如下問題：

⑴ 抗（kàng）攻擊能力差。IC卡的丟失、損壞，特別是其開放的IC卡讀寫端口易受外界攻擊。被攻擊造成表內控製係統失效後難以取證認定，極易發生用電糾紛。

⑵ 管理困難。由於IC卡購電的突發性和隨時性，增加了供電部（bù）門的（de）售電壓力。同時（shí）為了保證數據的安（ān）全性，目前普遍采用智能CPU卡，它的COS係統和（hé）動態密鑰認證保證了數據安全性的同時，也增加了用電管理部（bù）門的管理工作量。而（ér）且多環節（jiē）論證增加非預期故（gù）障的發生（shēng）。

⑶ 難以適應電價政策性調（diào）整（zhěng）的需要。電價在購（gòu）電時就已確定並且寫在預付費（fèi）電能（néng）表中，由於IC卡預付費電能表存貯的電價不（bú）能做到實時調整，每次調價都給供電部門增加了很多工作量，電力（lì）用戶為此（cǐ）也經常提出異議。

⑷ 以IC卡為數據（jù）傳遞媒介的預付費係統，限製了電話銀行（háng）、網上銀行等等購電方式的功能擴展。必須（xū）要求電力用戶持卡到售電營業點購電，增加了電力用戶的負擔，降低電力營銷的服務質量（liàng），同時也增加了供電部門的工作量。

⑸ 數據采集不及時，無法實現反映用戶用電狀況，不能對竊電行為進行（háng）有效監控，不能滿足用電管理自動化（huà）、現代化的需求（qiú）。

因此，為解決IC卡預付費電能表在實際應用中存在的問題和弊端，我們研究開發了一種全新的預付（fù）費電能表――遠（yuǎn）程預付費電（diàn）能表（biǎo）。這種遠程預付費電能（néng）表以GPRS/CDMA IX移動（dòng）通信網作為信息傳遞媒介，通過用電（diàn）管理係統實現遠程（chéng）預付費及其它用（yòng）電管理功能。


2  原理組成及技術（shù）特點

遠程預（yù）付（fù）費電能表由預付費多功能（néng）基表和（hé）通訊模塊兩部分組（zǔ）成，不設（shè）本地IC卡（kǎ）接口。通訊模塊裝有一個移動電（diàn）話（huà）卡，具有靜態的IP地址，負責與用電管理係統主站通訊（xùn）。該表具有以（yǐ）下技（jì）術特點：

⑴ 預付費（fèi）多功（gōng）能基表的計量數據、預付費數據分開存貯（zhù），存（cún）儲信息相互獨立，避免了以往IC卡預付費電（diàn）能表由於計量（liàng）數據與（yǔ）預付費數據相互幹擾產生的死機、黑屏、亂碼、無故報警、無故跳閘等故障。

⑵ 通訊（xùn）模（mó）塊由單獨CPU控製，不設FLASH，避免了（le）數據重複存貯，有效降低了製造成（chéng）本，同時（shí）簡化了係統工作流程。各種曲線及時間記錄存儲在基表內（nèi），通（tōng）訊模塊（kuài）根據主站的數據請求讀取基表數據，進行規約轉換，打包上送（sòng）給（gěi）主站。同時（shí），通訊模塊也可以根據要求，主動向主站上送基表數據。通訊模塊可進行熱插拔更換，兼容GPRS/CDMA IX兩種製式，便於維護。

⑶ 預付費多功能基表的功能包括計（jì）量采樣、數據存儲、告警事件判斷（duàn）、預付費、負荷控製等，通訊規約滿足國標《DL/T645-1997多功能電能表通（tōng）信規（guī）約》；通訊模塊功能包括（kuò）遠程通訊、規約轉換、數據（jù）轉發、遠程升級、遠程校時等，通訊規約滿（mǎn）足國網負控規約《Q/GDW 130-2005電力負（fù）荷管理係統數據傳輸規約（yuē）》。

⑷ 用戶（hù）購電（diàn）金（jīn）額通過主站遠程下發，基表計算（suàn）儲（chǔ）存剩餘金額。在運（yùn）行過程中，基表根據計量的（de）有功電量、費率時段單價、CT/PT變比（bǐ）等信息，實時遞減剩餘金額。當剩餘金額低於告警閥值時，基表產生聲光告（gào）警，同時從告警端子輸出告警，提醒用戶及時購電。告警事（shì）件同時由通訊模塊（kuài）上送到主站，主站再通過短信（或其他（tā）手段）通知用戶。當用（yòng）戶（hù）剩餘金額小（xiǎo）於0時（shí），基表輸出跳閘信號，通（tōng）過跳閘開（kāi）關動作斷電。基表同時產生跳閘事件，通過通訊模塊通知（zhī）主站。

⑸ 從安全性（xìng）考（kǎo）慮，除與預付費有關的表計參數外，其它參數不能夠遠程設置（zhì）。購電（diàn）數據智能通過（guò）主（zhǔ）站遠程下發，不能通（tōng）過本地紅外或RS485口進行購電。如果用戶購電時GPRS/CDMA IX網絡不通，主站可延時下發購電信息。在網絡恢複正（zhèng）常後主站立（lì）即將購電信息（xī）下發到現場表計。當網絡不通時，表計自動進入保電狀態，此時即使剩餘電（diàn）量小於0，跳閘端子也不輸出跳閘信號。當網絡（luò）不通時，表計自（zì）動進入保電狀（zhuàng）態。這樣就（jiù）避免了因網絡不通而不能及（jí）時下發購電信息造成的跳閘事件（jiàn）。表計在正常運行狀態下，主站也可以通過網絡設置使表計（jì）進入和退出保電狀態（tài）。保電狀態不影響剩餘金額的扣減、告警事件的上送、負荷過載的判斷，隻是對跳閘端子進（jìn）行保護，使其不產生輸出。供電部門工作人員在授權的情況下，也可以在主站通過GPRS/CDMA IX網絡，遠程直接控製跳閘。

⑹ 剩餘金額增加，剩（shèng）餘金額不足（zú）、跳閘輸出、表（biǎo）計（jì）參數更改等（děng）事件發生時（shí），基表產生告警事件，經通訊模塊主動上送給主站，以實現在線監測。如果告警事件產（chǎn）生（shēng）時網絡不通，則（zé）待網絡恢複（fù）正常後，告警事件信（xìn）息重新發送。

⑺ 為防止用戶負荷超出規定的（de）容量限製，遠程預付費電能表具有基本的（de）負荷控製功能。有功（gōng）功率連續超限5分鍾，基表液晶屏上告警顯示，同時基表產生過負荷告警事件上送至主（zhǔ）站，主站通過短（duǎn）信告知用戶（hù）。有功功率連續（xù）超限15分鍾（參數可設）基表產生跳閘信號輸出進行跳閘。如果在上述間隔時間內有功功率下降低於上（shàng）限，則不進（jìn）行跳閘，重（chóng）新進行判（pàn）斷。

⑻ 遠程預付費電能表的通（tōng）訊模塊帶有RS485接口。可雙向中繼（jì）轉（zhuǎn）發主（zhǔ）站發送給外（wài）部電能表的數據，從而實現主站對不具有通訊模塊的其他多功能表的控（kòng）製、數（shù）據采集等。


3  用電管理應用

遠程預付費（fèi）電能（néng）表與（yǔ）用電管理係統配合可實現遠程抄表、遠（yuǎn）程預付費（fèi）、防（fáng）竊電、負荷（hé）管理等功（gōng）能。

⑴ 遠程抄表
主（zhǔ）站可以（yǐ）進行隨機抄表（biǎo），根據抄回的（de）數據判斷現場電能表是否出現故障、用戶用電是否有異常。主站也可以按抄表例日（rì）抄表，並將抄回的數（shù）據傳到（dào）電力營銷管理信息係統進行電費計算發行。同時，主站也可以通過遠程設置使電能表定時上報現（xiàn）場數據信息。

⑵ 遠程預付費
用（yòng）戶可以到供電營業廳購電，也可以通過（guò）互聯網、電話銀行劃轉自動購電。購電金額由主站通過GPRS/CDMA IX移動通信網下發（fā）到用戶（hù）電能表（biǎo），從而實現遠程預付費功能。當用戶（hù）表內剩餘金額為0時（shí），表通（tōng）過輸出跳閘信號使內部繼電器或外部負荷（hé）控製開關動作（zuò）斷電，避免（miǎn）了欠費行為。遠程預付費方式安全可靠，避免了IC卡預付費電能表由於通過IC卡傳遞信息出（chū）現的不讀（dú）卡、信息出錯等故障，具有先進性。同（tóng）時，當遇到電價調整時，可通過主站及時批量修改（gǎi）現場電能表內電（diàn）價參數，從而保證現場電能表內電（diàn）價參數與調（diào）價同步（bù）。

⑶ 防竊電
當現場電能表參數發生變化或出現失壓、失流、錯誤接線等故（gù）障（zhàng）時電能表可自動上報到主站，用電檢查人員（yuán）可以根據電能表上報的信息判斷用戶（hù）是否有竊電嫌疑，並可以及時到現（xiàn）場進行檢查。這種功能可以有效地抑製竊電（diàn）行為，做到防患於（yú）未然。

⑷ 負荷管理（lǐ）
主站可以采集現場電能表的電壓、電流、功（gōng）率、電量等數據，進行負荷（hé）分析管理。可根據電流數據，繪製負荷（hé）曲線，監測用（yòng）電負（fù）荷變化情況（kuàng）。可根據（jù）電壓數據，計算電壓合格率。通過在（zài）表內（nèi）設定有功功率限值，控製用戶超負荷用電。

4  經濟效益分析


⑴ 由於采用遠程（chéng）抄表，可以節省（shěng）大（dà）量抄表員的人力費用。同時，可以（yǐ）避免人工抄表差錯、及時發現電表故（gù）障，從而提高了服務水平，提高了用戶滿意率。

⑵ 由於實行（háng）預付費，大大減少了欠費行為，提高（gāo）了電費（fèi）回收率。

⑶ 由於可對現場電（diàn）能表運行狀況進行在線監測，可以有效防止竊電行為，減少電量的不明損失。

⑷ 由於自動進行負（fù）荷控製，杜絕了過負荷燒表的發生，同時避免了100kW以上用（yòng）戶因少報用電（diàn）容量而不執行分時（shí）電價現象。


5  結束語（yǔ）

隨著社會的發展和科（kē）技的（de）進步，傳統的IC卡預（yù）付費電（diàn）能（néng）表已不能滿足現代用電管理的需要。IC卡預付費電能表存在易受攻（gōng）擊（jī）、不能實時調價（jià）、不讀卡或信息出錯、死機、黑屏、亂（luàn）碼（mǎ）、無故報警（jǐng）、無故跳閘等諸多（duō）弊端，也不能滿足互聯網方式購電、電話方式購電等方便用戶的需要。遠程預付費電能表的適時推出，將使電力部門用電管理上一個新（xīn）台階，它的應用產生的經（jīng）濟效益可期（qī）。目前，這種遠程預付費電能表正在大連地區對低壓動力戶安裝試點（diǎn），推廣應用後有望替代IC卡預付費電能表，從而徹底解決IC卡預付費電能表存在的諸多弊端。