近些年供電公司為（wéi）解決欠費問題相繼安裝使用了預付費電能表及（jí）其（qí）售電管理係統，僅北京地區就運行IC卡預付費電能表（biǎo）56000餘塊。預付費電能表的推廣使用大大緩解了供電部門的收費壓（yā）力，但是目前（qián）各地（dì）主要（yào）采用以IC卡為數據傳遞媒介的IC卡預（yù）付（fù）費電能（néng）表，它在使用中存在如下（xià）問題：

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

⑵ 管理困難（nán）。由於IC卡購電的突發性和隨（suí）時性，增加了供電部門的售電壓力。同時為（wéi）了保證數據的安全性，目前普遍采用智能CPU卡，它的COS係統和動態密鑰認證保（bǎo）證了數據安全（quán）性的同時，也增加了用電管理部門的管理工作量。而且多環（huán）節論證增加非預期（qī）故障的發生。

⑶ 難以適應電價政策性調整（zhěng）的需要。電價在購電時就已確（què）定並且寫在預付費電能表中，由於（yú）IC卡預付費電（diàn）能（néng）表存（cún）貯（zhù）的電價不能做到實時調整，每（měi）次調價都給（gěi）供電部（bù）門增加了（le）很多（duō）工作量（liàng），電力用戶為此也經常提出異（yì）議。

⑷ 以IC卡為數據（jù）傳遞媒介（jiè）的預付費係統，限製了電話（huà）銀行、網上（shàng）銀行等等購電（diàn）方式的功能（néng）擴展（zhǎn）。必（bì）須（xū）要求電力用戶（hù）持卡到售（shòu）電營業點購電，增加了電力用戶的（de）負擔，降低電（diàn）力營銷的服務質量，同時也增加了供電部門的工作量。

⑸ 數（shù）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有效監控，不能滿（mǎn）足用電管理自動（dòng）化、現代化的需求。

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


2  原理組成及技術特點

遠程預付費電能表由（yóu）預付費（fèi）多功能基表和通訊模塊兩部分組成，不設本地IC卡（kǎ）接口。通訊模塊裝有一個移動電話卡，具有靜態的IP地址，負責與用電管理係統（tǒng）主站通訊。該表具有以下技術特點：

⑴ 預付費多功能基表的計量數（shù）據、預付費數據分開存貯，存儲信息相（xiàng）互獨立，避（bì）免了以往IC卡預付費電能表由於計量數據（jù）與預（yù）付費數（shù）據相互幹擾產生的死機、黑屏、亂碼、無故報警、無（wú）故跳（tiào）閘等故障。

⑵ 通訊模塊由（yóu）單獨CPU控製，不設FLASH，避免了數據重複存貯，有效降（jiàng）低了製（zhì）造成本，同（tóng）時簡（jiǎn）化了係統工作流程。各種（zhǒng）曲線及時間記錄存儲在基（jī）表內，通訊模塊根據主站的（de）數據請求讀取（qǔ）基表數據，進行規（guī）約轉（zhuǎn）換，打包上送給主站。同時，通訊模塊也可以根據要求，主動向主站上送基表數據（jù）。通（tōng）訊模塊可進行熱插拔（bá）更換（huàn），兼容GPRS/CDMA IX兩種製式，便於維護。

⑶ 預付費多功（gōng）能基表的功能包括計量采樣、數據存儲、告警事件判斷、預付費、負荷（hé）控製等，通訊規約滿足國標《DL/T645-1997多功能電能表通信規約》；通訊模塊功能包括遠程（chéng）通訊、規約轉換、數據轉（zhuǎn）發、遠程升級、遠程校（xiào）時等，通訊規約滿足（zú）國網負控規約《Q/GDW 130-2005電力（lì）負荷管理係統（tǒng）數據傳輸規約》。

⑷ 用戶購電（diàn）金額通過主站遠程下發，基表計算儲存剩餘金（jīn）額。在運行過程中，基表根據（jù）計量的有功電量、費率時（shí）段單價（jià）、CT/PT變比等信息，實（shí）時遞減剩餘金額。當剩餘金額低於告警閥值時，基表產生聲（shēng）光告警（jǐng），同時從告警端子輸出告警，提醒用戶及時購電。告警事件同時由通訊模塊上送（sòng）到主站，主（zhǔ）站再通過（guò）短（duǎn）信（或其他手段）通知用戶。當用戶剩餘金額小於0時，基（jī）表輸出（chū）跳閘信號，通過跳閘開關動作斷電。基表同（tóng）時產生跳閘事件，通過通訊模塊通知主站。

⑸ 從安全（quán）性考慮，除（chú）與預付費有關的表計參（cān）數外，其它參數不能夠遠程設置（zhì）。購電數據智能通過主站遠程下發，不能通過（guò）本地紅（hóng）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（wǎng）絡（luò）恢複正常後（hòu）主站立即將購電信息下發到現場表計。當網絡（luò）不通時，表計自動進（jìn）入保電狀態，此時即使剩餘電量小於0，跳閘端子（zǐ）也不輸出跳閘信號。當（dāng）網絡不通時，表計自動進入保電狀態。這樣就避免了因網（wǎng）絡不通（tōng）而不能及時下發購電信息造成的跳閘事件。表（biǎo）計在正常運行狀態下，主站也可以通過網絡設置使表計進入和退（tuì）出保電狀態。保電狀態不影響剩餘金額的扣（kòu）減、告警事件的上（shàng）送、負荷過載的判斷，隻是對跳閘端子進行保護，使其不產生輸出。供電部門（mén）工作人員在授權的情況下，也可以在主站（zhàn）通過GPRS/CDMA IX網絡，遠（yuǎn）程直接控製跳閘。

⑹ 剩餘金額增加（jiā），剩餘金額不（bú）足、跳閘輸出、表計參數更改等事件發（fā）生時，基表產生（shēng）告（gào）警（jǐng）事件，經通訊模塊主動（dòng）上送給主站，以實現在線監（jiān）測。如果告警事件產（chǎn）生時網絡（luò）不通，則待網絡（luò）恢（huī）複正常後，告警事件（jiàn）信息重（chóng）新（xīn）發送。

⑺ 為防止用戶負（fù）荷超出規定的容量限製，遠程預付費電能表具有基本（běn）的負荷控製功能。有功功率（lǜ）連續超限5分鍾，基表液（yè）晶屏上告警（jǐng）顯示，同時基表產生過負荷告警事件上送至主站，主（zhǔ）站通過短信告知用戶。有功功率連續超限15分鍾（參數（shù）可設）基表產生跳（tiào）閘信（xìn）號輸出進行（háng）跳閘。如果在上述間隔時間內有功功率下降低於（yú）上限，則不（bú）進行跳閘，重新進行判斷。

⑻ 遠程預付費（fèi）電能表的通訊模（mó）塊（kuài）帶有RS485接口。可雙向中繼轉發主站發送（sòng）給外部電能表（biǎo）的數據，從而實現（xiàn）主站（zhàn）對不具有通訊模塊的其（qí）他多功能（néng）表的控製、數據采集（jí）等。


3  用電（diàn）管理應用

遠程預付費電能表與用電管理係統（tǒng）配合可實現遠程抄表、遠程（chéng）預付費、防竊電、負（fù）荷管理等（děng）功能（néng）。

⑴ 遠程（chéng）抄表
主站可以進行隨機抄表，根據抄回（huí）的數據判斷現場電能（néng）表是否出現故障、用戶用（yòng）電是否有異常。主站也可以按（àn）抄表例日抄（chāo）表，並將抄回的數（shù）據傳到電（diàn）力營（yíng）銷管理信息係統進行電費（fèi）計（jì）算（suàn）發行。同時，主站（zhàn）也可以通過遠（yuǎn）程設置使電能表定時上（shàng）報現場數據信息。

⑵ 遠程預付費
用戶可（kě）以到供電營業廳購電，也可以通（tōng）過互（hù）聯網、電話（huà）銀行劃轉自動購電。購電金額（é）由主站通過（guò）GPRS/CDMA IX移（yí）動通信網下發到用戶電能表，從而實現遠程預付費功能。當用戶表（biǎo）內剩餘（yú）金額為0時，表（biǎo）通過輸出跳閘信號使內部繼電器或外部負荷控製開關動作斷電（diàn），避免（miǎn）了欠費行為。遠程預付（fù）費方式安全可靠，避免了IC卡預付費電能表由於通過IC卡傳遞信息出現（xiàn）的不讀卡、信息出錯等故障，具有先進性（xìng）。同時，當遇到電價調整時，可通過（guò）主站及（jí）時批量修改現（xiàn）場電（diàn）能表內電價參數，從而保證現場電能表內電價參數與調價同步（bù）。

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

⑷ 負荷（hé）管理（lǐ）
主（zhǔ）站可以采集現場電能表的電壓、電流、功率（lǜ）、電（diàn）量等數據，進行負荷分析管（guǎn）理。可根據電流數據，繪製負荷曲線，監測用電負荷變化情況（kuàng）。可根據（jù）電壓數據，計算電壓合格率。通過在表（biǎo）內設定有功功率限值，控製用戶超負荷用電（diàn）。

4  經濟效益分析


⑴ 由於采用遠程抄表，可以節省大量抄表員的人（rén）力費用。同時，可以避免人工抄表差錯、及時發（fā）現電表故障，從而提高了服務水平，提高了用戶（hù）滿意率。

⑵ 由於實行預付費，大大（dà）減少了欠費行為，提高了電費回收率。

⑶ 由於可對現場電能表運行（háng）狀（zhuàng）況進行在線（xiàn）監測，可以有效防止竊電行（háng）為，減少電量的不明（míng）損失。

⑷ 由於自動進（jìn）行（háng）負荷控製，杜絕（jué）了（le）過（guò）負荷燒表的發生，同時避免（miǎn）了100kW以上用戶因少報（bào）用電容量而（ér）不執行分時電價現（xiàn）象。


5  結束語

隨著社會的發展和（hé）科技的進步，傳統的IC卡預付費電能表已不能滿足現代（dài）用電管理的需（xū）要。IC卡預付費電能表存在易受攻擊、不能實時調價、不讀卡或信（xìn）息出錯、死機（jī）、黑屏、亂碼、無故報警、無（wú）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（tuī）出，將使電力部門用電管（guǎn）理上一個新台階，它的應用產生的（de）經濟效益可期（qī）。目前，這種遠程預付費電能表正在大連地（dì）區對低壓動力戶安裝試點，推廣應用後有（yǒu）望替代IC卡（kǎ）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（duō）弊端。