近些年供電公司為解決欠費問題（tí）相繼安（ān）裝使用了預付費（fèi）電能表及其售電管理係統，僅北京地區（qū）就（jiù）運行IC卡預付（fù）費電能表56000餘塊。預（yù）付費電能表的推廣使用大大（dà）緩解了供電部門的收費壓力，但是目前（qián）各地主要采用以IC卡為數據傳（chuán）遞媒介的IC卡預付費（fèi）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（shī）、損壞，特別是其開放的IC卡讀寫端口易受外界攻擊（jī）。被攻擊造成表內控製係統失效後難以取證認定，極（jí）易發生（shēng）用電糾紛（fēn）。

⑵ 管理困難。由於IC卡購電的突發性和隨時性，增加了（le）供（gòng）電部門的售電壓（yā）力。同時為了保證數據的安全性，目（mù）前普遍采用（yòng）智能CPU卡，它的COS係統和動態密鑰認證（zhèng）保證（zhèng）了數據安（ān）全性的同時，也增加了用電管理（lǐ）部門的管理工作量。而且多環節論證增加非預（yù）期故（gù）障的（de）發生。

⑶ 難以（yǐ）適應電價政策性（xìng）調（diào）整（zhěng）的（de）需要。電價（jià）在購電時就已確定並且（qiě）寫在預付費電能表中，由（yóu）於IC卡預付費電能表存貯的電價（jià）不能做到實時調（diào）整，每次調價都給供電部（bù）門增加了（le）很（hěn）多工作量，電力用戶為此也經常提出異議。

⑷ 以（yǐ）IC卡（kǎ）為數據傳（chuán）遞（dì）媒介的預（yù）付費係（xì）統，限製了電話銀（yín）行、網上銀行（háng）等等購電（diàn）方式（shì）的功能擴展（zhǎn）。必須要求（qiú）電力用戶持卡到售電（diàn）營業點購（gòu）電，增加了電力用戶的負擔（dān），降低電力營（yíng）銷的服務質量，同時也增加了供電部門（mén）的工作量。

⑸ 數據采集不及時，無法實現反映用（yòng）戶用電狀（zhuàng）況，不（bú）能對竊電行為進行有（yǒu）效（xiào）監控，不能滿足用電管理自動化、現代化的需求。

因此，為解決IC卡預付費電能表在實（shí）際應用中存在的（de）問題和弊端，我們研究開發了一種全新的預付費電能表――遠程預付費電能表。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（guò）用電（diàn）管理係統實現遠程（chéng）預付（fù）費及其它用電管理功能。


2  原理組成及技術（shù）特點

遠程預付費電（diàn）能表由預付費多功能（néng）基表（biǎo）和（hé）通訊模塊兩部分組成，不設本（běn）地IC卡接口。通訊模塊裝有一個（gè）移動電話卡（kǎ），具有靜態的IP地（dì）址，負責與（yǔ）用電管理係統主站通訊。該表具有以下技（jì）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（fù）費電能表由於計量數據與預付費數據相互幹擾產生的死（sǐ）機（jī）、黑屏、亂碼、無故（gù）報警、無（wú）故跳閘等故障。

⑵ 通（tōng）訊模塊（kuài）由單獨CPU控製，不（bú）設FLASH，避免（miǎn）了數據重複存（cún）貯，有效降低了製造成本，同（tóng）時簡化了（le）係統（tǒng）工作流程。各種曲線及時間記錄存儲在基表內，通訊模（mó）塊根據主站的數據請求讀取基表數據，進行規約轉換，打包（bāo）上送給主站。同時，通訊模塊也可（kě）以根據要求，主動向主站上送（sòng）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（biǎo）的功能包括計量采樣、數據存儲、告警事件（jiàn）判斷、預付費、負荷控製等（děng），通訊規約滿（mǎn）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通（tōng）訊、規約轉換、數據轉發、遠程升級、遠程校時等，通訊規約滿足國網負控規約《Q/GDW 130-2005電力負（fù）荷管理係統數據傳輸規約》。

⑷ 用戶購電金額通過主站遠程下發（fā），基表計算儲存剩餘金額（é）。在運行過程中，基表根據計量的有功電（diàn）量、費率時段單價、CT/PT變（biàn）比等信息，實時遞減剩餘金額。當剩餘金（jīn）額低於告（gào）警閥值時，基表產生聲光告警（jǐng），同時從（cóng）告警端子輸出（chū）告警，提醒用戶及時購電。告警事件同（tóng）時由通訊模塊上送到主站，主（zhǔ）站（zhàn）再通過短信（或（huò）其他手段（duàn））通知用戶。當用戶剩餘金額（é）小於0時，基表輸出跳閘信號，通過跳閘開關動作斷電。基表同時產生跳閘事件，通過（guò）通訊模（mó）塊通知主（zhǔ）站。

⑸ 從安全性考慮，除與預付費有關的表計參數外，其它參數不（bú）能夠遠程設置。購電數據智能通過主站遠程下發，不能通過（guò）本地紅外（wài）或RS485口（kǒu）進行購電。如果用戶購電時GPRS/CDMA IX網絡不通，主站可延時（shí）下發購電信息。在網絡恢複正常後主站立即將購電信息下發到現場表計。當網絡不通時（shí），表計自動進入保電狀態（tài），此時即使剩餘電量（liàng）小於0，跳閘端子也不輸出跳閘信號。當（dāng）網絡不通時（shí），表計自動進入保電狀態。這樣就避免了因網絡不通而（ér）不能及時下發購電信息造（zào）成的跳閘事件。表計在正常運（yùn）行狀態下，主站（zhàn）也可以通過網絡設置使表計進入和退出保電狀態（tài）。保電狀態不影響剩餘（yú）金額的扣減、告警（jǐng）事件的上送、負荷過載的判斷，隻是對跳閘（zhá）端子進行保護，使其不產生輸（shū）出（chū）。供電部門工作人員在授權的（de）情況下，也可以在主站通過GPRS/CDMA IX網絡，遠程直接控（kòng）製跳閘。

⑹ 剩餘金（jīn）額增加，剩餘金額（é）不（bú）足、跳（tiào）閘輸出、表計參數更改等事件發生時，基表產生告警事件，經通訊模（mó）塊主動上（shàng）送給主站，以實現在（zài）線監測。如果告警事件產生（shēng）時網絡不通，則待（dài）網（wǎng）絡恢複正常後，告警事件信息重新發送。

⑺ 為防（fáng）止用戶（hù）負荷超出規定的容量限（xiàn）製，遠程（chéng）預付費（fèi）電能表具有基本的負荷控製功（gōng）能。有功（gōng）功率連續超限5分鍾（zhōng），基（jī）表液晶屏上告警顯示，同時基表產生過（guò）負荷告（gào）警事件上送至主站，主站通過短信（xìn）告知用戶。有功功率連續超限15分鍾（參數可設（shè））基表（biǎo）產生跳閘信號輸出（chū）進行跳閘。如果在上述間隔時間內（nèi）有功功率（lǜ）下降低於上限，則不進行跳閘，重新進行判斷。

⑻ 遠程預（yù）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（cóng）而實現主站對不具有通訊模塊的（de）其他（tā）多功能表的控製、數據采集等。


3  用電管理應用

遠程預付費電能表與用電管理係統配合可實現遠程抄表、遠（yuǎn）程（chéng）預付費、防（fáng）竊電、負荷管理等功（gōng）能。

⑴ 遠程抄表
主站可（kě）以進行（háng）隨機抄表（biǎo），根據抄回的數據判斷現場電能表是否出現（xiàn）故障（zhàng）、用戶用電是否有異常。主站也可以按抄表例日抄表（biǎo），並將抄回的數據（jù）傳（chuán）到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（shè）置使電能表（biǎo）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，也可以通（tōng）過互聯網、電話（huà）銀行劃轉自動購電。購（gòu）電金額（é）由主站通過GPRS/CDMA IX移動（dòng）通信網下發到用戶電能表，從（cóng）而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使內（nèi）部繼電器或外部負荷控製（zhì）開（kāi）關動（dòng）作斷電，避免了欠費行為。遠程（chéng）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卡傳遞信息出現的不讀卡、信息出錯等故障，具有先進性。同時（shí），當遇到電價調整時，可通過主站及（jí）時批量（liàng）修改現場電能表內電價參（cān）數，從而保（bǎo）證現場（chǎng）電能表內電價參數與調價同步。

⑶ 防竊電（diàn）
當現場電能表參數發生變化或出現（xiàn）失壓、失流、錯誤（wù）接線等故障時電能表可自動上報到主站，用電檢查（chá）人員可以根據電能表上（shàng）報的信息判斷用戶是否有（yǒu）竊電嫌疑，並可以及時到（dào）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。

⑷ 負（fù）荷管理
主站可以采集現場電能表的電壓、電流、功率、電量等數據，進行負荷（hé）分析（xī）管理。可根據電流數據，繪製負荷曲線，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（biǎo）內（nèi）設定有功功率限值，控製用戶超（chāo）負荷用電。

4  經濟效益分析


⑴ 由於采用遠程抄表，可以節省大量抄表（biǎo）員的人力費用。同時，可以（yǐ）避免（miǎn）人工抄表差錯、及時發現電（diàn）表故障，從（cóng）而提高了（le）服務水平，提高了用戶滿意率（lǜ）。

⑵ 由於實行預付費，大大減少了欠費行為，提高了電費回（huí）收率。

⑶ 由於可對現場電能表運行狀況進行在線監測，可以有（yǒu）效防（fáng）止（zhǐ）竊電行為，減少電量的不（bú）明損失。

⑷ 由於（yú）自動（dòng）進行（háng）負荷控（kòng）製，杜絕了過負（fù）荷（hé）燒表（biǎo）的發（fā）生，同時避免了100kW以上（shàng）用戶因少報用電容量而不執行分時電價現象。


5  結束語

隨著社會的發展（zhǎn）和科技的進步，傳統的IC卡預付費電能表已（yǐ）不能滿足現代用電（diàn）管理（lǐ）的需要。IC卡預付費電能表存在易受攻擊（jī）、不能實時調價（jià）、不讀卡或信息出錯、死機、黑屏、亂碼、無（wú）故報警、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（yào）。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台階，它的應用產生的經濟效益可（kě）期。目前，這種遠程（chéng）預付（fù）費電（diàn）能（néng）表正在大連地（dì）區對低壓動力戶安裝（zhuāng）試（shì）點，推廣應用後（hòu）有望替代IC卡預付費電（diàn）能表，從（cóng）而徹（chè）底解（jiě）決IC卡預付費電能表存在的諸多弊端（duān）。