近些（xiē）年供電（diàn）公司為解決欠費問題相繼安裝使用了預（yù）付費電能表及其售電管理係（xì）統（tǒng），僅北（běi）京地區就運行IC卡預（yù）付費電能表56000餘塊。預付費電能表（biǎo）的推廣使用大大緩解了（le）供電（diàn）部門的收費壓力，但（dàn）是（shì）目前各地主要（yào）采用以IC卡為數據傳遞媒介的IC卡預（yù）付費電能表，它在使用中存在如下問題：

⑴ 抗攻擊能力差。IC卡的丟失、損壞，特別是其開放的IC卡讀寫端口易受外界攻擊。被（bèi）攻擊造（zào）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（diàn）的突發性和隨時性，增加了供電部門的售電壓（yā）力。同時為了保證數據的安全性，目前普遍采用智能CPU卡，它的COS係（xì）統和動態密鑰認證保證了數據（jù）安全性的同時，也增加了用電（diàn）管理部門的管理工作（zuò）量。而（ér）且多環節論證增加非預期故障的發生。

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

⑷ 以IC卡為數據傳遞媒（méi）介的預付費（fèi）係統，限製了電話銀行、網上銀（yín）行等等購（gòu）電方（fāng）式的功能擴展（zhǎn）。必（bì）須（xū）要求電力用戶持卡到（dào）售電營業點購電，增加了電力用戶的負擔（dān），降低電力營銷的服務質量，同時也增（zēng）加了供（gòng）電部門的工作量。

⑸ 數據采（cǎi）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（xiào）監控，不（bú）能滿足用電管理自（zì）動化、現代化的（de）需求。

因此，為解決IC卡預付費電（diàn）能表在實際應用中存在的問題和弊端，我們研究開（kāi）發了一種全新的預付費電能表――遠（yuǎn）程預付費電能表。這（zhè）種遠程預付（fù）費電能表（biǎo）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預付費及其（qí）它用電管理功能。


2  原理組成及技（jì）術特點

遠程預付費電能（néng）表由預付費多功能基表和通訊模塊兩部分組成，不設本（běn）地IC卡接口。通訊模塊裝（zhuāng）有一個移動電話卡，具有靜態的IP地（dì）址，負責與用電管理係統主站通訊。該表具有以下技術特點：

⑴ 預付費多功能基表的計量數據、預付費數據分開存貯，存儲信息相互獨立，避免了以往IC卡預付費電（diàn）能（néng）表由於計（jì）量數據與預（yù）付費數（shù）據相互幹擾（rǎo）產生的死機、黑屏、亂碼（mǎ）、無故報警、無故跳閘等故障。

⑵ 通訊模塊由單獨CPU控製，不設FLASH，避免了數據重複存貯，有效降低了製（zhì）造成本，同時簡化了係統（tǒng）工（gōng）作（zuò）流程。各種曲線及時間記錄（lù）存儲在基表內（nèi），通訊模塊根據主站的數據請求讀取基表數據，進行規約轉換，打包上送給主站。同時，通訊模塊也可以根據（jù）要求，主動向主站上送基（jī）表數據。通訊模塊可（kě）進行熱插拔更（gèng）換，兼容GPRS/CDMA IX兩（liǎng）種（zhǒng）製式，便於維護。

⑶ 預付（fù）費多功能基表的功能包括（kuò）計量采樣、數據存儲、告（gào）警事件判斷、預付（fù）費、負荷控（kòng）製等，通訊規約滿（mǎn）足（zú）國標《DL/T645-1997多功能電能表通（tōng）信規約》；通訊模塊功能包（bāo）括遠程通訊、規（guī）約轉換、數據轉發、遠程升級、遠程校（xiào）時等，通（tōng）訊規約滿足（zú）國網負（fù）控規約《Q/GDW 130-2005電力負荷管理係統數據（jù）傳輸規約（yuē）》。

⑷ 用戶購電金額通過主（zhǔ）站遠程下發，基表計算儲存剩餘金（jīn）額。在運行過程中（zhōng），基表根據計量的有功電量（liàng）、費率時段單價、CT/PT變比等信息，實時遞減剩餘金額。當剩餘金額低於（yú）告警閥值時，基表產生聲光告警，同時從告警端子輸出告（gào）警，提醒用戶及時購電。告警事件同時由通訊（xùn）模塊（kuài）上送（sòng）到主站，主站再通過短（duǎn）信（或其他手段（duàn））通知用戶。當用戶剩（shèng）餘（yú）金額小於0時，基表輸出跳閘信（xìn）號，通過跳閘開關動作斷（duàn）電。基表同時產生跳閘事件，通過通訊模塊通知主站。

⑸ 從安全性考慮，除與預付費有關的表計參數外，其它參（cān）數不能夠（gòu）遠程設置。購電數據智能通過（guò）主站遠程下發（fā），不能通過本地紅外或RS485口進行購電。如果用戶購電時GPRS/CDMA IX網絡不通，主（zhǔ）站可延時下發（fā）購電信息。在網絡恢複正常後主站（zhàn）立即將購電信息下發到現場表計。當網絡不通（tōng）時，表（biǎo）計自動進入保電狀態（tài），此時即使剩餘電（diàn）量（liàng）小於0，跳閘端子也不輸出跳閘信（xìn）號。當網絡不通時，表計自動進入保電（diàn）狀態。這樣就避免了因網絡不通而不能及時下發購電信息造（zào）成的跳閘事件。表計在正常運行狀態下（xià），主站也（yě）可以通過網（wǎng）絡設置使表計進入和退出保電狀態。保電狀態不（bú）影響（xiǎng）剩餘金額的扣減、告警事件的上送、負荷（hé）過（guò）載的（de）判斷，隻是對跳（tiào）閘端子進行保護，使其不（bú）產生輸出。供電（diàn）部門工作人員在授權（quán）的情況下，也可以在主站通過GPRS/CDMA IX網絡，遠程（chéng）直接控製跳閘（zhá）。

⑹ 剩餘金額增加，剩餘金額不足、跳閘（zhá）輸出、表計參數更改等事件發生時，基表產生告警事件（jiàn），經通訊模塊主動上送給主站，以實現在線監（jiān）測。如果（guǒ）告警事件產生（shēng）時網絡不通（tōng），則待網（wǎng）絡恢複正常（cháng）後，告警事件信息重新發送（sòng）。

⑺ 為防止用戶負荷超出規定的（de）容量（liàng）限（xiàn）製，遠程預付（fù）費電（diàn）能表具（jù）有基本的負荷控製功能。有功功率連續超限5分鍾（zhōng），基表液晶屏上（shàng）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（tōng）過短信告知用戶。有功功率連續超限15分鍾（參數可設）基（jī）表產生跳（tiào）閘信號輸出進行跳閘。如果在上述間隔時間內有功功率下（xià）降低於上（shàng）限，則（zé）不進行跳閘，重新進行判斷。

⑻ 遠（yuǎn）程（chéng）預付費（fèi）電能表的通訊模塊帶有RS485接口（kǒu）。可（kě）雙向中繼轉（zhuǎn）發主站發送給外部電能表的數據，從而實現主站對不具（jù）有通訊模塊的（de）其他多功（gōng）能表的控製（zhì）、數據采集等（děng）。


3  用電管理（lǐ）應用

遠程（chéng）預付費電能表與用電管理係統（tǒng）配合可實現遠（yuǎn）程抄表、遠程預付費、防竊電、負（fù）荷（hé）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（pàn）斷現場電能表是否出現故障、用戶（hù）用（yòng）電是否有異常。主站也可以（yǐ）按抄表例日抄表，並將抄回的數據傳到電力營銷管理信息係統進行（háng）電費計算發行。同時，主站也可以通過遠程設置（zhì）使電能表定時上報現場數據信息。

⑵ 遠程預（yù）付費
用（yòng）戶可以到供電（diàn）營業廳購電，也可以通過互（hù）聯（lián）網、電話銀行劃轉自動購電。購電金額由主站（zhàn）通過GPRS/CDMA IX移動通信網下發到（dào）用戶電能表，從而實現遠程預付費功能。當用戶表內剩餘金額為（wéi）0時（shí），表（biǎo）通過輸出跳閘信號使內部繼電器（qì）或外部負荷控製開關動作斷電，避免了欠費行為。遠程預（yù）付費方（fāng）式安（ān）全（quán）可靠，避免了IC卡預（yù）付費電能表由於通過IC卡傳遞信息出現的不讀卡（kǎ）、信息出錯等故障，具有先進性。同時，當遇到電價調整時，可（kě）通過主站及時批量修改現場電能表內電價參數（shù），從而保證現場（chǎng）電能表內電價參數與（yǔ）調價（jià）同（tóng）步。

⑶ 防竊電
當現場電能表參數發（fā）生變化或出現失壓、失流、錯誤（wù）接線等故障時電能表可自動上報到主（zhǔ）站，用電檢查人員可以根據電能表上報的信息判斷用戶（hù）是否有竊電嫌疑，並可以及時到現場進行（háng）檢查。這種功（gōng）能可以有效地抑製（zhì）竊電行為，做（zuò）到防患於未然。

⑷ 負荷管理
主站可以采集（jí）現場電能表的電壓（yā）、電流、功率、電量（liàng）等（děng）數據，進行負荷（hé）分析管理。可根據電流數據，繪製負荷曲線，監測用電負荷變化情（qíng）況。可根據電壓（yā）數據，計算電壓合格率。通過在（zài）表內設定有功功率限值（zhí），控製用戶超負荷（hé）用電。

4  經濟效益分析


⑴ 由於采用（yòng）遠程抄表，可以節省大量抄（chāo）表員的人力費用。同時，可以避（bì）免人工抄表差（chà）錯、及時發現電（diàn）表故障，從而提高了服務水平，提（tí）高（gāo）了用戶滿意率。

⑵ 由於實行預付費，大大減少了欠費行為，提（tí）高了（le）電費回收率。

⑶ 由於（yú）可對現場電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（liàng）的不明損失。

⑷ 由於自動進行負荷控製，杜絕了（le）過負（fù）荷燒表的（de）發（fā）生，同時避（bì）免了100kW以上用戶因少報用電容量而不執（zhí）行分（fèn）時電價現象。


5  結束語

隨著社會的（de）發展和科技的進步（bù），傳統的IC卡預付費電能表已不能滿足現代用電管理的需（xū）要。IC卡（kǎ）預付費電能表存在（zài）易受（shòu）攻擊、不能實時調價、不讀卡或信息出錯、死機、黑屏、亂碼、無故報警、無故跳閘等諸多（duō）弊端，也（yě）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（guǎn）理上（shàng）一個新台階，它的應用產生的經濟效益可期。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，推廣應用後有望替（tì）代IC卡（kǎ）預付費電（diàn）能表，從而徹底解決IC卡預付費電能表存在的諸多弊端。