近些（xiē）年供電公司為解決欠費問題相繼安裝使（shǐ）用了（le）預付費電能表及其售（shòu）電管理（lǐ）係統（tǒng），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部門的收費壓力，但是（shì）目前各地主要采用以IC卡為數據傳遞媒介的IC卡預付費電能表，它在使用中存在如下問題：

⑴ 抗攻擊能（néng）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。被攻擊造成表內控製係統失效後難以取證認定，極易（yì）發生用電糾紛。

⑵ 管理困（kùn）難。由於（yú）IC卡購電的突發性和隨時性，增（zēng）加（jiā）了供電部門的售電壓力。同時（shí）為了保證數據的安全性，目前普遍采（cǎi）用智能CPU卡，它的COS係統和（hé）動態密鑰認（rèn）證保證（zhèng）了數據安全性的同時，也增（zēng）加了（le）用電管理部門的管理工作量。而（ér）且（qiě）多環節論證（zhèng）增加非預期故障的發生。

⑶ 難以適（shì）應電價政策性調（diào）整的需要。電價在購電時就已確（què）定並（bìng）且寫在預付費電能表中，由於IC卡預付費電能表存貯（zhù）的電價不能做到實時調整（zhěng），每（měi）次調價都給供電部門（mén）增加了很多（duō）工作量，電（diàn）力用戶（hù）為此也經常提出異議。

⑷ 以IC卡為數據傳遞媒介的（de）預付費係統，限製（zhì）了（le）電（diàn）話銀行、網上銀行（háng）等等購（gòu）電方式的功能擴展。必須要求電力用戶（hù）持卡到售電營業點購電，增加（jiā）了電力用戶的負擔，降低電力營銷的服（fú）務質量，同時也增加了供（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監控，不能滿足用電管理（lǐ）自動化、現代化的需求。

因此，為（wéi）解決IC卡預付費電能（néng）表在實（shí）際（jì）應用中存在的問題和弊端，我們研究開發（fā）了一種全新的預（yù）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（wǎng）作為信息傳遞媒介，通（tōng）過用電管理係統實現遠程（chéng）預付費及其它用電管理功能。


2  原理組成及技（jì）術特（tè）點（diǎn）

遠程預付費（fèi）電能表由預付費多功能基表和通訊模塊兩部分組成，不設本地IC卡接口。通訊模塊裝有一個移動電（diàn）話卡，具有靜態的（de）IP地址，負責與（yǔ）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（gōng）能基表的計量數（shù）據、預付（fù）費數據分開存貯，存儲信息相互獨立，避免了以往IC卡預（yù）付費電能表（biǎo）由於計量數據與預付費數據相互幹（gàn）擾產生的死機、黑屏、亂碼、無故報警、無故（gù）跳閘等故障。

⑵ 通訊模塊由單獨CPU控（kòng）製，不設FLASH，避免了數據重複存貯，有（yǒu）效降低了製造成本，同時簡化了係（xì）統工作流程。各種曲線及時間記錄存儲在基表內，通訊模塊（kuài）根（gēn）據主站的數據請求讀取基（jī）表數據（jù），進行規約轉（zhuǎn）換，打包上送給主站。同時，通訊模塊也可以根據要求（qiú），主（zhǔ）動（dòng）向主站（zhàn）上送基表數據。通訊（xùn）模塊可進行熱插拔更換，兼容GPRS/CDMA IX兩種（zhǒng）製式，便於維護。

⑶ 預付（fù）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（fù）荷控製等，通（tōng）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訊、規約轉換、數據轉發、遠程升（shēng）級、遠程校時等，通訊規約滿足國網負控規約《Q/GDW 130-2005電力負荷管理（lǐ）係統數據傳輸規約》。

⑷ 用戶購電金額（é）通過主站（zhàn）遠程下發，基表計（jì）算（suàn）儲存剩餘金額（é）。在運行過程中，基表根據計量（liàng）的有功電量（liàng）、費率時段單價、CT/PT變比等信（xìn）息，實時遞減剩餘金額。當剩餘（yú）金額低於告警閥值（zhí）時，基表產生聲光（guāng）告警，同時從告警端子輸出告警，提醒用戶及（jí）時購電。告警事件同時由（yóu）通訊模塊上送到主站（zhàn），主（zhǔ）站再通過短信（或其他手段）通知用戶。當（dāng）用戶剩餘金額小於0時，基表輸出跳閘信號，通過跳閘開（kāi）關動作斷（duàn）電。基表（biǎo）同時產生跳（tiào）閘事件，通過通訊模塊通知主站。

⑸ 從安（ān）全性考慮（lǜ），除與預付（fù）費有關的表計參數外，其它參數不能夠遠程設置。購電數據智能通過主站遠程下（xià）發，不能通過本地紅外或RS485口進（jìn）行購電。如果用戶購電時（shí）GPRS/CDMA IX網絡不通，主站可延時下發購電信息。在（zài）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，表計自（zì）動進入保電狀態，此時即使剩餘電量小於0，跳閘端子也不輸出跳（tiào）閘信號（hào）。當網絡（luò）不通時，表計自動進入保電狀態。這樣（yàng）就避免（miǎn）了因網絡不（bú）通而不能及時下（xià）發購電（diàn）信息造成的跳閘事件。表計在正常（cháng）運行狀態下，主站也（yě）可以通過網（wǎng）絡設（shè）置（zhì）使表計進入和退出保電狀態（tài）。保電狀態不（bú）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（qí）不產生輸出（chū）。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（yuǎn）程直接控製跳閘。

⑹ 剩餘金額增加，剩餘（yú）金額不足（zú）、跳閘輸出、表計參數更改等事件（jiàn）發生時（shí），基表產生告警事（shì）件，經通訊模塊主動上送給主站，以實（shí）現在（zài）線監測。如果告警事件產生時網絡不通，則待（dài）網絡恢複正常後，告警事件信息重新（xīn）發（fā）送。

⑺ 為防止用戶負荷超出規定的容量限製，遠程預付（fù）費電能表具有基本的（de）負荷控製功能。有功功率連續超限5分鍾，基表液晶屏上告警顯示，同時基（jī）表產生過負荷告警事件上送至主（zhǔ）站，主（zhǔ）站通過短信告知（zhī）用（yòng）戶。有功功率連續超限15分鍾（參數可設）基表產生跳閘信號輸出（chū）進行跳閘。如果在上述間隔時（shí）間內有功（gōng）功率下降低（dī）於上限，則不進行跳閘，重新進行（háng）判斷。

⑻ 遠程預付費電能表的通訊模塊（kuài）帶有RS485接口。可雙向中繼（jì）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（kuài）的其他多功能表的控製（zhì）、數據（jù）采集等。


3  用電管理應用（yòng）

遠（yuǎn）程預付費電能（néng）表與用電管理係統配合可實（shí）現遠程抄表、遠程預付費、防竊（qiè）電（diàn）、負荷管理等功能。

⑴ 遠程抄（chāo）表
主站（zhàn）可以進行隨機抄表，根據抄回的數據判斷現（xiàn）場電能（néng）表是否出現故障、用（yòng）戶用電（diàn）是否有異常。主站也可以按抄表例日抄表，並將抄回的數據傳到電力營銷管（guǎn）理（lǐ）信息係統進行電費計算發行。同時，主站（zhàn）也可以通（tōng）過遠程設（shè）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（dào）供電營業廳購電，也可以通過互聯網、電話銀行劃轉（zhuǎn）自動購電。購電金額由主站通過GPRS/CDMA IX移動（dòng）通信網下發到用戶電能表，從而實現（xiàn）遠程（chéng）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部繼電器或外（wài）部負荷（hé）控製開關（guān）動作斷電，避免了欠費行為（wéi）。遠程預付費方式安全可靠，避免了IC卡預付費電（diàn）能表由於通過IC卡傳遞信息出現的（de）不讀卡、信息出（chū）錯等故障，具有先進性。同時，當遇到電價（jià）調整時，可通過（guò）主站及時批量修改現場電能表內電價參數（shù），從而保證現場電能表內電價（jià）參（cān）數與調價同步。

⑶ 防竊電
當現場電能（néng）表參數發生變化或出現（xiàn）失壓、失流、錯誤接線（xiàn）等故障時電能表（biǎo）可自動上報到主（zhǔ）站，用電檢查人員可（kě）以根據電能表（biǎo）上報的信（xìn）息判斷用戶是否有竊電嫌疑，並可以及時到現場（chǎng）進（jìn）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 負荷管理
主站可以采集現場（chǎng）電能表（biǎo）的電壓、電流、功率、電量等數據，進行負荷分析管理（lǐ）。可根據電流數據，繪製負荷曲（qǔ）線，監測用電負荷變化情況。可根據電壓（yā）數據，計算電壓合格率。通過在表內設定有功（gōng）功率限值，控製用戶超負（fù）荷用電。

4  經濟效益分析


⑴ 由於（yú）采用遠程抄表，可以節省大量抄表員的人力費用。同時，可以避免人工抄表差錯、及時發現電表故障，從而提高了服務（wù）水平，提（tí）高（gāo）了用（yòng）戶滿意率。

⑵ 由於實行預付費（fèi），大大減少了欠費行為，提高了電（diàn）費回收率。

⑶ 由於可對現場電能（néng）表（biǎo）運行狀況進行在（zài）線監測，可以有效防止竊電行（háng）為，減（jiǎn）少電量（liàng）的不（bú）明損失。

⑷ 由於自動進行負荷控製，杜絕了過負荷（hé）燒表的發生（shēng），同時避免了100kW以上用戶因少報用電容量（liàng）而不執行分（fèn）時電價現象。


5  結束語

隨（suí）著社會的發展和科技的進步，傳（chuán）統的IC卡（kǎ）預付費電能表已不（bú）能滿足現代用電管理的需要。IC卡（kǎ）預付（fù）費（fèi）電能表存在易（yì）受攻擊、不能實時調價、不（bú）讀卡或信息出錯、死機、黑屏、亂碼、無故報警、無故跳閘等諸多弊端，也不能滿足（zú）互聯網方式（shì）購電、電話方式購電等方便（biàn）用戶的需要。遠程預付（fù）費電能表的適時推出，將使電力部門用（yòng）電管理上一個新台階，它的應用產生的經濟效（xiào）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（shì）點，推廣應用後有望替代IC卡預付費電（diàn）能表，從而徹底解決IC卡預付（fù）費電能表存在的諸（zhū）多弊端。