近些年供電公司為解決欠費問題相（xiàng）繼安（ān）裝（zhuāng）使用了預付費電能表及其售電管理係統，僅北京地區就運行IC卡預付費電能表56000餘塊。預付費電能表的推廣使用大大緩解了供電（diàn）部門的收費壓力，但是目前各地主要采用以IC卡為數據傳遞媒（méi）介的IC卡預付費電能表，它在使用中存在如下問題：

⑴ 抗攻擊能力差。IC卡的（de）丟（diū）失、損壞（huài），特別是其開放的IC卡（kǎ）讀寫端（duān）口易（yì）受外界攻擊。被攻擊造（zào）成表內控製係統失效後難（nán）以取（qǔ）證認定，極（jí）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，增加了供電部門的（de）售電壓力。同時為了保證數據的安全性，目前普（pǔ）遍采用（yòng）智能CPU卡，它的COS係統和動（dòng）態密鑰認證保證了（le）數據安全性的同時，也增加了用（yòng）電管理部門（mén）的管理工（gōng）作量。而且多環節論（lùn）證增加非預期故（gù）障的發生。

⑶ 難（nán）以適應電（diàn）價（jià）政策性調整的需要。電價在購電時就已確定並且寫在預付費電能表中，由於IC卡預付費電能表（biǎo）存貯的電價不能做到實時調（diào）整，每次調價都（dōu）給供電部門增加了很多工作量，電力用戶為此也經常（cháng）提出異議。

⑷ 以（yǐ）IC卡為數據傳遞媒介的預付費係統，限製了（le）電（diàn）話銀行（háng）、網上銀行等等購電方式的功能擴展。必須要求電力（lì）用（yòng）戶持卡到售電營業點（diǎn）購電，增加（jiā）了電力用戶（hù）的（de）負擔，降（jiàng）低電力營（yíng）銷的服務質量，同時也增加了供電部門的工作量（liàng）。

⑸ 數據（jù）采集不及時，無法實現反映用戶用電狀況，不能對竊電（diàn）行為進行有（yǒu）效監控，不能滿足用電管理自動化、現代化的需（xū）求。

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（jiū）開發了一種全（quán）新的預（yù）付費電能（néng）表――遠程預付費電能（néng）表。這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，通過用電管理係統實現遠程（chéng）預付（fù）費（fèi）及（jí）其它用電管理功能。


2  原理組成及技術特（tè）點

遠程預付費電能表由預付費多功能（néng）基表和（hé）通訊模塊兩部分組成，不設本地IC卡接（jiē）口。通訊模塊裝有一個移（yí）動電話（huà）卡，具有（yǒu）靜態的（de）IP地址，負責與用電管理係統主站通（tōng）訊。該（gāi）表具有以下技術特點：

⑴ 預付費多功能基表（biǎo）的計量數（shù）據、預付費數據分開存貯，存（cún）儲（chǔ）信息相互獨（dú）立，避免了以往IC卡預付費電能表由於（yú）計量（liàng）數據與預付費數據相互幹擾產生的死機、黑屏、亂碼、無故報（bào）警、無故（gù）跳閘等（děng）故障。

⑵ 通訊（xùn）模塊由單獨CPU控製，不設FLASH，避免（miǎn）了數據重複存貯，有效降低了製造成本，同時簡化了係統工作流程。各（gè）種曲線及時間記錄存儲在基表（biǎo）內，通訊（xùn）模塊（kuài）根據主（zhǔ）站的數據請求讀取基表數（shù）據，進行規約（yuē）轉換，打包上送給主站。同時，通訊（xùn）模塊也可以（yǐ）根據要求（qiú），主動向主站上送基表數據。通訊模塊可進行熱插拔更換（huàn），兼容GPRS/CDMA IX兩種製式，便於維護。

⑶ 預付費多功能（néng）基表的功能包括計量采樣、數據存儲、告（gào）警事件判斷、預付費、負（fù）荷控製（zhì）等，通訊規約滿足國標（biāo）《DL/T645-1997多功能電能表通信規約》；通訊模塊功能包括遠程通訊、規約轉換、數據轉發、遠程升級、遠程校時（shí）等，通訊規（guī）約滿足國網負控規約《Q/GDW 130-2005電力負荷管（guǎn）理係統數據傳輸規約》。

⑷ 用戶購電金額通過主站遠程下發，基表計算（suàn）儲存（cún）剩餘金額。在運行過程中，基表根據計量的有功（gōng）電量、費率時段單（dān）價、CT/PT變比等信息（xī），實時遞減剩餘金額。當剩餘（yú）金額低於告警閥值時，基表產生聲（shēng）光告警，同時從告警端子輸出告警（jǐng），提醒用戶及時購電。告警事件同時由通訊模塊上送到主站，主站再通過短信（或其他手段）通知用戶。當用戶剩餘金額小於0時，基表輸出跳閘信號，通（tōng）過跳閘開關動作斷電。基表同時產生（shēng）跳閘事（shì）件，通過（guò）通訊模塊通知主站（zhàn）。

⑸ 從安（ān）全性考慮（lǜ），除與預付費（fèi）有關的表計參（cān）數外，其它參數不能夠遠程設置。購電數據智能通過主（zhǔ）站遠程（chéng）下發，不能通過本地（dì）紅外或（huò）RS485口進（jìn）行購電。如果用戶（hù）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（zhàn）立即將購電信息下發到現場表計。當網絡不通時，表計（jì）自動進入保電狀態，此時即使剩餘（yú）電量小於0，跳閘端子也不輸出跳閘信號。當網絡不通時，表計自（zì）動進入保電狀態。這樣就避免了因網絡不通而不能及時（shí）下發購電信息造成的跳閘（zhá）事件。表計在正常運行狀（zhuàng）態（tài）下，主站也可（kě）以通（tōng）過網絡設置使表計進入和退出保（bǎo）電狀態。保電狀態不影響剩餘金額的扣減、告警事件的上送、負（fù）荷過載的判斷，隻是（shì）對跳（tiào）閘端子進行保護，使其不產生輸出。供電部（bù）門工作人員在（zài）授權的情況下，也可以在主站通過（guò）GPRS/CDMA IX網絡，遠程直接控製跳閘（zhá）。

⑹ 剩餘金額增（zēng）加，剩餘金額不足、跳閘輸出、表計參數更改等（děng）事件發生時，基表產生告警事件，經通訊模塊主動上送給主站，以實（shí）現在線監測。如果（guǒ）告警事件產生時網絡不通，則待網絡恢複（fù）正常後，告警事件信息重新發送。

⑺ 為防止用戶負荷超出規定（dìng）的容量限製（zhì），遠程（chéng）預付費電能表具有基本的負荷控製功能。有功功率連續超限5分鍾，基表（biǎo）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站，主站通過短信告知（zhī）用戶。有功功率連續超（chāo）限15分（fèn）鍾（參數可設）基表產生跳閘信號輸（shū）出進行跳閘。如果在上述間（jiān）隔時（shí）間內有功功率下降低於上限，則不進行跳閘（zhá），重新進行判斷。

⑻ 遠程預付費電能表的通訊模塊帶有RS485接口。可雙向中繼轉發主站發送給外部電能表的數據，從而實現主站對不具有通訊模塊的其他多功能表的控製（zhì）、數據采集等（děng）。


3  用電（diàn）管理應用

遠程預（yù）付費電能（néng）表與用電管理係統配合可實現遠程抄表、遠程預付費、防竊電、負荷管理等功能。

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

⑵ 遠程預付費
用戶可以到供電營業廳購電，也（yě）可以通過互聯網、電話銀行劃轉自動購電。購電金額由主站通過GPRS/CDMA IX移動通信網下發到用戶（hù）電能（néng）表，從而（ér）實現遠程預付費功能。當用戶表內剩餘金額為0時，表通過輸出跳閘信號（hào）使內（nèi）部繼電器或外部負荷控製開關動作斷電，避免了欠費行為。遠（yuǎn）程預（yù）付費方式安全可靠，避免了IC卡預付費電能表由於通過IC卡傳遞信息出現的（de）不讀卡、信息出錯等故障，具有先進性。同時，當遇到電價調整時，可通過主站及時批量修改現場電能表內電價參數，從而保（bǎo）證現場電能表內電價參數與調（diào）價同步。

⑶ 防（fáng）竊電
當現場（chǎng）電能表參數發生變化或出現失壓、失流、錯誤接線等故障時電（diàn）能（néng）表可自動上報（bào）到主站，用（yòng）電檢查人員可以根據電能表上報的信（xìn）息判斷用戶是否有竊電嫌疑（yí），並可以及時到現場進行檢查。這種功能可以有效地抑製竊電行為，做到防患於未然（rán）。

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

4  經濟效益分（fèn）析（xī）


⑴ 由（yóu）於采用遠程抄表，可以節省（shěng）大量抄表員的人（rén）力費用。同（tóng）時，可以避免人工抄表（biǎo）差錯、及時發現（xiàn）電表故障，從而（ér）提高了服務水平，提高了用戶滿意（yì）率。

⑵ 由（yóu）於實行預（yù）付費，大大減少了欠（qiàn）費（fèi）行為，提高了電費回（huí）收率。

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

⑷ 由於自動進（jìn）行負荷控製，杜絕了過負荷燒表的發生，同時（shí）避免了100kW以上用戶因（yīn）少報用電容（róng）量（liàng）而不（bú）執行（háng）分時電（diàn）價現象。


5  結束語

隨著社（shè）會的發展和科技的進步，傳統的IC卡預付（fù）費（fèi）電能表已不能滿足現代用電管理的需要。IC卡預（yù）付費電能表存在易受攻擊、不能實時調價、不讀（dú）卡或信息出錯、死機、黑（hēi）屏、亂碼、無故報（bào）警（jǐng）、無故跳閘等諸多弊端，也（yě）不能滿足互聯網（wǎng）方式（shì）購電（diàn）、電（diàn）話方式購（gòu）電等方便用（yòng）戶（hù）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理上一個新（xīn）台（tái）階，它的應用產生的經濟效益（yì）可期。目前，這種遠程預付費（fèi）電能表正在大連地區對低壓動力戶安裝試點，推廣應用後有望替代IC卡預付（fù）費電能表，從而徹底（dǐ）解決IC卡預付費電能表存在的諸多弊端（duān）。