近些年供電公司為解（jiě）決欠費問題相繼安裝使用了預付費電（diàn）能表及其售電管理係統，僅北京地區就運（yùn）行IC卡預付費電能表56000餘塊（kuài）。預付費電能表的推（tuī）廣使用大（dà）大緩解了供電（diàn）部門的收費（fèi）壓力，但是目前各地主要采用以IC卡為（wéi）數據傳遞媒介的IC卡預付費電能表，它在（zài）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（bié）是（shì）其開放的IC卡讀寫（xiě）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，極易發（fā）生（shēng）用電糾紛。

⑵ 管理困難。由於IC卡（kǎ）購電的突發性和隨時性，增加了供電部門的售電壓力。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（le）數據安全性的同時，也增加了用電管理部門的管理工作量。而（ér）且多環節論證增加（jiā）非預（yù）期故障的發生。

⑶ 難以適應（yīng）電價政策性調整的（de）需要。電價在購電時就（jiù）已確定並且寫在預付費電能表中，由於IC卡預付費電能表存貯的（de）電價不能做到實時調整，每次調價都給供電部門增加了很多工作量，電力用戶為此也經常提出（chū）異議。

⑷ 以IC卡為（wéi）數據傳遞媒介的預付費係統，限製了電話銀行、網上銀行等等（děng）購電方式的功能擴（kuò）展。必須要求（qiú）電力用戶持卡到售電營業（yè）點購電，增加了電力用戶的負擔，降低電力營銷的服務質量，同時也增加了供電部門的工作量。

⑸ 數據采集不及時，無法（fǎ）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（zú）用電管（guǎn）理自動化、現代化的需求。

因此，為解決IC卡預（yù）付費電能表在實（shí）際應用（yòng）中存在的問（wèn）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（tōng）信網作為信息傳遞媒（méi）介，通過用電管理（lǐ）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（jì）術（shù）特（tè）點

遠程預付費電能表（biǎo）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（xùn）模塊裝有一個移動電話卡，具有靜態的IP地址，負責與用（yòng）電管理係統主站通訊。該表具有（yǒu）以下技術特點：

⑴ 預付費多功（gōng）能基表的計量數據、預付（fù）費數據分開存貯，存儲信息相互（hù）獨立，避免了以往IC卡預（yù）付費電能表由於計量數據與預付費數據相互幹擾產生的死機、黑屏、亂碼、無故報警、無故跳（tiào）閘等故障。

⑵ 通訊（xùn）模塊由單獨CPU控製，不設FLASH，避免了數據重複存貯，有效降低了製造成本，同時簡化了係統工作流程。各種曲（qǔ）線及時間記錄（lù）存儲在（zài）基表內，通訊（xùn）模塊根據主站的數據請求讀取基表（biǎo）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（gēn）據要求，主動（dòng）向主站上送基表數（shù）據。通訊模塊可進行熱（rè）插拔更換，兼容GPRS/CDMA IX兩種製式，便於維護（hù）。

⑶ 預付費多功能基表的功能（néng）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（zú）國標《DL/T645-1997多功能電能表通信規約》；通（tōng）訊模塊功能包括（kuò）遠程通訊、規約轉（zhuǎn）換、數據轉發、遠程（chéng）升級、遠程校時等，通訊規約滿足國網負控規約《Q/GDW 130-2005電力負荷管理係統數據傳輸（shū）規約》。

⑷ 用戶購電金額通過主站遠程（chéng）下發，基表計（jì）算儲存剩餘金額。在運行過程中，基表（biǎo）根據（jù）計量的有功電量、費率時段單價、CT/PT變（biàn）比（bǐ）等信息，實時（shí）遞減剩餘金額。當（dāng）剩餘金額低於（yú）告警閥（fá）值時，基表產生聲光告警，同時從告警端子輸出（chū）告警，提醒用戶及時購電。告警（jǐng）事件同時（shí）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（hù）。當用戶剩餘金（jīn）額小於0時，基表輸（shū）出跳閘信號，通（tōng）過跳閘開關動（dòng）作斷電。基表同時產生跳閘事件，通（tōng）過（guò）通訊模塊通知主（zhǔ）站。

⑸ 從安全性考慮（lǜ），除與預付費有關的表計（jì）參（cān）數外，其它參數不（bú）能夠遠程設置。購電數據智能通過主站（zhàn）遠程下發，不能通過本地紅外或（huò）RS485口進行購電。如果用戶購電時GPRS/CDMA IX網絡不（bú）通（tōng），主站可延時下發購電信息。在網絡恢複正常後主站立即將（jiāng）購電（diàn）信息下發到現場表計。當網絡（luò）不通時，表計自動進入保電狀態，此時即（jí）使剩餘電量小於0，跳閘端子也不輸出跳閘信號。當網絡不通時，表計自動進入保電狀態。這樣就避免了（le）因（yīn）網絡不通而不能及時下發購電（diàn）信息造成的跳（tiào）閘事件。表計在正常（cháng）運行（háng）狀態下，主站也可以通過網絡設置使表計進（jìn）入和退出保電狀態。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，使其不產生輸出。供（gòng）電（diàn）部門工作人員在授（shòu）權的情況（kuàng）下，也可以在主站通過GPRS/CDMA IX網絡，遠程直接控製跳閘。

⑹ 剩餘金額增加，剩餘金額不足、跳閘輸出、表計參數更改等事件發生時，基（jī）表產生告警事件，經通（tōng）訊模塊主（zhǔ）動（dòng）上送給主（zhǔ）站，以實現在（zài）線監（jiān）測。如果告警事件產生時網（wǎng）絡不通，則待（dài）網（wǎng）絡恢（huī）複正常後，告警事件信（xìn）息重新發送。

⑺ 為防止用戶負荷超出規定的容量限製，遠程預付費電能表具有（yǒu）基本的負荷控製功能。有功功（gōng）率連續超限5分鍾，基表液（yè）晶屏上告警顯示，同時基表產生過負荷告警事件上送（sòng）至主站，主站（zhàn）通（tōng）過短信告（gào）知用戶。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進（jìn）行跳閘（zhá）。如果在上述間隔時間內有（yǒu）功功率下降低（dī）於上（shàng）限（xiàn），則（zé）不進行跳閘，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（fā）主站發送給外（wài）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（biǎo）的控製、數據采集等。


3  用電管理應用

遠程預付費（fèi）電（diàn）能表與（yǔ）用電管理係統配合可實現遠程抄表、遠程預付費、防（fáng）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（shì）否出現故障、用戶用電是否有異常。主站也可以按抄表例（lì）日抄表，並將抄回的數據傳到電力營銷管（guǎn）理信息係統進行電費計算發行。同時，主站也可以（yǐ）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（diàn）營業廳購（gòu）電，也可以通過互聯網、電話（huà）銀行劃轉自動購電。購電金額由主（zhǔ）站通過GPRS/CDMA IX移動通信網下發到用戶電能表，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（chū）跳閘信號使內部繼電器或外部負荷（hé）控製（zhì）開關動作（zuò）斷電，避（bì）免了欠費（fèi）行為。遠程預付費方式安全可靠，避免了（le）IC卡預付費電能表由於通過IC卡（kǎ）傳遞信息（xī）出現的不讀卡、信息出錯等故障，具有先進性（xìng）。同時，當（dāng）遇到電價調整時，可通過主（zhǔ）站及時批量修改（gǎi）現場（chǎng）電（diàn）能表內電價參數，從而保證現場電能表（biǎo）內電價參數與調價同步。

⑶ 防竊電
當現場電能表參數發生變化（huà）或出現失壓、失流、錯誤接（jiē）線等故障時電（diàn）能表可自（zì）動上報到主站，用電（diàn）檢查人員可以根據電能（néng）表上報的信息判斷（duàn）用（yòng）戶是否有竊電嫌疑，並可以及（jí）時到現場進行檢查。這種功能可以有（yǒu）效地抑製竊電行為，做到防患於未然。

⑷ 負（fù）荷（hé）管理
主站可（kě）以采集現場電能表的電壓、電流、功率、電（diàn）量等（děng）數據，進行負荷分析管理。可根據電流數據，繪製（zhì）負荷曲（qǔ）線，監測用電負荷變化情況。可根據電壓數據，計算電壓合格（gé）率（lǜ）。通過在表內設定有功功率限值，控製用戶超負荷用電。

4  經濟效益分析


⑴ 由於采用遠程抄表，可以節省大量抄表員的人力費（fèi）用。同時，可以避免人工抄表（biǎo）差錯、及時發（fā）現電表故障（zhàng），從而（ér）提高了服務水平，提高了用（yòng）戶滿意率。

⑵ 由（yóu）於實行預付費，大大減少了欠費行為，提高了電費回收率（lǜ）。

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

⑷ 由於自動進行負荷控製（zhì），杜絕了過負荷燒表的（de）發生，同時避免了100kW以上用戶因少報（bào）用電容量而不（bú）執行分時電價現象。


5  結束語

隨著社會的發展和科技的進步，傳（chuán）統的IC卡預付費電能表已不（bú）能滿足現代用電管理的需要。IC卡預付費電能表存在易受攻擊、不能實時（shí）調價、不（bú）讀卡或（huò）信息出錯、死機（jī）、黑屏、亂碼、無故報警、無故跳閘等諸多弊端，也不能滿足互聯（lián）網方（fāng）式購電、電話方式購電等方便用戶的需要（yào）。遠程（chéng）預付費電能表的適時推出，將使電力（lì）部門用電管理上一個新（xīn）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區對低壓動力（lì）戶安裝試點，推廣應用後（hòu）有望（wàng）替代IC卡（kǎ）預付費電能表，從而徹底解決IC卡預（yù）付費電能表（biǎo）存在（zài）的（de）諸（zhū）多弊端。