關(guān)于遠(yuǎn)程控制預(yù)付費(fèi)集中抄表系統(tǒng)的探討與應(yīng)用

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

摘要：簡(jiǎn)述遠(yuǎn)程控制預(yù)付費(fèi)集中抄表系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞:遠(yuǎn)程控制；集中抄表系統(tǒng)；預(yù)付費(fèi)

0引言

國(guó)內(nèi)外很多供電企業(yè)已經(jīng)投人使用的預(yù)付費(fèi)低壓急中抄表系統(tǒng)主要是采用帶有載波通信模塊的IC卡預(yù)付費(fèi)電表，它結(jié)合了IC卡預(yù)付費(fèi)表和集中抄表系統(tǒng)兩者的優(yōu)點(diǎn)，有利于提高抄表效率,促進(jìn)電費(fèi)回收。但是，這種系統(tǒng)也存在一些技術(shù)管理方面的問題使其難以滿足電力營(yíng)銷管理改革的需要:a抗干攏能力弱特別是其開放的讀寫窗口易受外界攻擊；b質(zhì)量問題突出容易出現(xiàn)IC卡無法充值的現(xiàn)象，導(dǎo)致用戶買了電卻無法用電；c有足夠的營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)，每個(gè)用戶都到供電營(yíng)業(yè)廳購電既給用戶帶來麻煩也增加了供電企業(yè)的工作量。因此，急待開發(fā)新的先進(jìn)的抄表收費(fèi)系統(tǒng)，以滿足電力系統(tǒng)不斷發(fā)展的需要。

1 遠(yuǎn)程控制預(yù)付費(fèi)集中抄表系統(tǒng)

目前國(guó)內(nèi)開發(fā)生產(chǎn)的低壓電力線載波集中抄表系統(tǒng)的廠家非常多抄表成功率、準(zhǔn)確率都相當(dāng)高其中南京三能電力儀表有限公司開發(fā)的網(wǎng)橋式自動(dòng)抄表系統(tǒng)，已在天津、上海等地投運(yùn),抄表和遠(yuǎn)程通斷電的成功率都能達(dá)到100%。在此類系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行二次開發(fā)，擴(kuò)展功能,既可實(shí)現(xiàn)預(yù)付電費(fèi)、遠(yuǎn)程切斷/恢復(fù)電力供應(yīng)、實(shí)時(shí)抄讀電表數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)定時(shí)線損分析等功能電力線載波遠(yuǎn)程控制預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一般集中抄表系統(tǒng)大體一致主要是由后臺(tái)管理系統(tǒng)集中器電力載波電能表及通信信道組成。系統(tǒng)采用分布式體系結(jié)構(gòu):后臺(tái)管理系統(tǒng)與集中器之間通過移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)連接為上層；集中與電力載波預(yù)付費(fèi)電表之間通過低壓電力線載波連接，為下層。

1.1后臺(tái)管理系統(tǒng)。后臺(tái)管理系統(tǒng)是遠(yuǎn)程控制集中抄表系統(tǒng)的管理平臺(tái)，是系統(tǒng)的神經(jīng)中樞,承擔(dān)整個(gè)系統(tǒng)的管理包括電表數(shù)據(jù)抄錄,電表通斷電控制等，具體功能如下:

1.1.1檔案管理。系統(tǒng)需建立操作員檔案，并賦予相應(yīng)的操作權(quán)限;建立臺(tái)區(qū)檔案，注冊(cè)每一臺(tái)區(qū)集中器的信息參數(shù);建立表計(jì)檔案,注冊(cè)每一臺(tái)區(qū)下所有電表的信息，包括電表地計(jì)表計(jì)米型用電型相序米別倍率由表型號(hào)。必要時(shí)可增加注冊(cè)電表對(duì)應(yīng)用戶信息。

1.1.2抄表數(shù)據(jù)管理。主要包括數(shù)據(jù)查詢，數(shù)據(jù)維護(hù)，表計(jì)故障自檢，以及線損分析的功能。并可以分析定時(shí)(從歷史表底中),以及可手工設(shè)置月末表底:針對(duì)因?yàn)樵O(shè)備故障,不能抄回表底時(shí)，采用手工錄人的方法補(bǔ)充這一個(gè)(或一批)計(jì)量點(diǎn)表底。

1.1.3集中器管理功能。包括加載和讀取參數(shù)用于將上們機(jī)正確注冊(cè)的集中器及表計(jì)的檔案數(shù)據(jù)加載到集中器設(shè)備中，并讀取加載的數(shù)據(jù)以便于操作員核對(duì)加載的數(shù)據(jù)是否正確;還有協(xié)議檢查功能用來確認(rèn)集中器和上位機(jī)之間通訊所采用的協(xié)議是否相同;校對(duì)功能可定時(shí)對(duì)集中器自動(dòng)校對(duì)時(shí)，以保證集中器時(shí)間的準(zhǔn)確性;同時(shí)集中器可對(duì)所轄由表廣播校對(duì)以確保時(shí)間的一致性

1.1.4數(shù)據(jù)抄錄和通斷電護(hù)制管理功能。對(duì)集中器下的所有電表進(jìn)行抄錄，抄錄電表表底及抄錄時(shí)間;也可實(shí)時(shí)抄錄單個(gè)電表的數(shù)據(jù)及狀態(tài);并可通過控制電表繼電器的通斷來控制電力供應(yīng)。

1.1.5與用電營(yíng)銷管理系統(tǒng)進(jìn)行接口的功能，實(shí)現(xiàn)2個(gè)系統(tǒng)間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。

1.2通信信道。上層數(shù)據(jù)的采集采用星型結(jié)構(gòu)，即一個(gè)后臺(tái)管理系統(tǒng)對(duì)多個(gè)集中器;上層通信系統(tǒng)以安裝在供電企業(yè)管理中心的系統(tǒng)工作站為中心點(diǎn)，通過通信信道與分散于各臺(tái)區(qū)的集中器連接所形成的1對(duì)N連接形式的系統(tǒng)。在這種方式下,信道的通信數(shù)據(jù)量較大，要求有一定的傳輸速率和帶寬。目前，蜂窩移動(dòng)無線網(wǎng)(GSM)覆蓋面幾乎遍及全國(guó)因此構(gòu)建這種抄表系統(tǒng)時(shí)*可以利用現(xiàn)成的GSM無線網(wǎng)絡(luò)而不必重新建設(shè)新的基站。基于移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)的抄表系統(tǒng)在管理中心和采集器中加裝無線通信模塊由于這種無線通信模塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單控制容易后臺(tái)管理系統(tǒng)與各個(gè)采集器都裝有這種無線通信模塊，它們之間的通信是通過撥號(hào)或以短消息SMS的模式接人GSM網(wǎng)來進(jìn)行傳數(shù)據(jù)、下達(dá)命令。利用移動(dòng)無線網(wǎng)使用和維護(hù)都相當(dāng)方便。底層數(shù)據(jù)的采集用低壓電力線載波通信。電力線載波通信是指將信息調(diào)制為高頻信號(hào)后疊加在電力線路上進(jìn)行通信的技術(shù),在同一變壓器區(qū)域下，一個(gè)集中器采集若干個(gè)采集器或電能表的數(shù)據(jù)，構(gòu)成的通信網(wǎng)。其優(yōu)勢(shì)在于:a電力線是電力部門*控制的通信信道，不必另外鋪設(shè)通信信道;b電力線是所有住房和建筑物的基礎(chǔ)設(shè)施，以電力線作為通信信道可大大節(jié)省鋪高通信信道的投資;c幾乎不需要維護(hù)或維護(hù)量小;d以電力線為通信信道可以靈活地實(shí)現(xiàn)即插即用。因此底層數(shù)據(jù)采用電力線載波通信運(yùn)行成本低安全性好可維護(hù)性強(qiáng)。

1.3集中器。集中器是本系統(tǒng)的中心設(shè)備,是連接后臺(tái)管理系統(tǒng)和前端電能表的橋梁。它能集中抄錄和存儲(chǔ)所在臺(tái)區(qū)電能表的數(shù)據(jù)，可以將抄讀的電表數(shù)據(jù)傳回后臺(tái)管理系統(tǒng)、并將系統(tǒng)控制信息傳遞至電能表,以實(shí)現(xiàn)抄表和遠(yuǎn)程斷電控制。集中器的主要功能:a設(shè)置參數(shù)，可由后臺(tái)系統(tǒng)或常掌上電腦進(jìn)行設(shè)置包括數(shù)據(jù)庫表號(hào)時(shí)鐘時(shí)段凍結(jié)抄表時(shí)間自動(dòng)周期抄表日中繼參數(shù)以及啟動(dòng)停止抄讀狀態(tài)參數(shù)等；b抄讀和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)集中器在抄表時(shí)段內(nèi)集中抄讀臺(tái)區(qū)電表數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)起來；c中繼功能集中器難夠依據(jù)學(xué)習(xí)結(jié)果自動(dòng)雇用中繼，實(shí)現(xiàn)中繼抄表；d凍結(jié)功能，集中器能夠根據(jù)后臺(tái)設(shè)置對(duì)臺(tái)區(qū)電表進(jìn)行凍結(jié)抄表；e遠(yuǎn)程監(jiān)控支持后臺(tái)系統(tǒng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控電表,對(duì)電表情況進(jìn)行分析；f自診斷功能可自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè),發(fā)現(xiàn)異常即進(jìn)行記錄和報(bào)警;g智能化具備記憶與感知電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的智能抄讀結(jié)果自行分析與自我學(xué)習(xí)一旦某只電表直接抄表不成功,能夠通過學(xué)習(xí)結(jié)果迅速選擇合適的中繼電表實(shí)現(xiàn)中繼抄表。

1.4載波電能表。載波電能表是載波集抄系統(tǒng)基礎(chǔ)的組成部分是電能計(jì)量和遠(yuǎn)程控制通新電的執(zhí)行部件,它包含電能計(jì)量模塊、通信模塊和通斷電控制模塊3個(gè)主要功能模塊。計(jì)量模塊實(shí)現(xiàn)電能數(shù)據(jù)采集故障和窈電檢測(cè),能夠按峰谷平時(shí)段累計(jì)計(jì)量交流有功電能;其計(jì)量性能指標(biāo)應(yīng)符 GB/17215-2002 (IEC61036) GB/T15284-2002的要求,誤差穩(wěn)定，線性好。通信模塊包含2個(gè)總分，一是采用擴(kuò)頻方式進(jìn)行電力線載波通訊模塊，通過低壓電力實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)傳送和控制;各個(gè)電能表通信模塊之間具有相互自動(dòng)中繼功能確保電能表和集中器之間通信暢通。紅外通信模塊作為備用通信手段，主要用于現(xiàn)場(chǎng)抄錄，紅外通信協(xié)議應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T645-1997。主控模塊根據(jù)集中器發(fā)送的控制信息實(shí)現(xiàn)通斷電，并具備一次手動(dòng)復(fù)位功能，還可以限定用電的大負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)超負(fù)荷自動(dòng)斷電。

2系統(tǒng)功能擴(kuò)展

目前多數(shù)供電企業(yè)自動(dòng)化和信息水平較高都已建立了完善的電力營(yíng)銷管理系統(tǒng)95598客戶服務(wù)平臺(tái)以已銀行聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)繳費(fèi)，分加別應(yīng)用于業(yè)擴(kuò)變更電費(fèi)計(jì)算線損分析客戶服務(wù)實(shí)時(shí)繳費(fèi)等方面。對(duì)以上4個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步整合實(shí)時(shí)連接便可形成統(tǒng)一的綜合性的用電管理平臺(tái)其工作流程如圖1所示

圖1 綜合用電管理系統(tǒng)

通過這個(gè)管理平臺(tái)用戶可以利用電話、手機(jī)網(wǎng)絡(luò)等方式通過銀行轉(zhuǎn)賬的形式，向供電企業(yè)預(yù)付電費(fèi)。繳費(fèi)系統(tǒng)收取用戶電費(fèi)后將電費(fèi)信息等發(fā)送至營(yíng)銷系統(tǒng)營(yíng)銷系統(tǒng)根據(jù)該用戶欠費(fèi)信息等資料，進(jìn)行電費(fèi)核算將核算結(jié)果發(fā)送至集抄管理系統(tǒng)，并通過95598服務(wù)平臺(tái)將購電信息反饋給用戶。集抄管理系統(tǒng)再根據(jù)營(yíng)銷系統(tǒng)命令，將控制控制信息下載至集中器傳遞到終端電能表,電能表根據(jù)控制信息進(jìn)行通斷電操作，并將狀態(tài)信息逐返回營(yíng)銷系統(tǒng)。

預(yù)付費(fèi)集抄系統(tǒng)定時(shí)抄回電能表電量數(shù)據(jù)以送至營(yíng)銷系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)電量接近于用戶購電量時(shí)通過95598服務(wù)平臺(tái)向用戶發(fā)送短信息提醒用戶提前購電，同時(shí)電表液晶顯示器常亮顯示。當(dāng)電表剩余電量為0時(shí)自動(dòng)斷電客戶自行將電表復(fù)位后可預(yù)支少量電量，透支電量使用完成后電能表再次斷電需要重新繳費(fèi)年后，由營(yíng)銷系統(tǒng)發(fā)出退電命令，方可用電。

3安科瑞AcrelCloud-3200預(yù)付費(fèi)水電云平臺(tái)

3.1 系統(tǒng)方案

系統(tǒng)為B/S架構(gòu)，主要包括前端管理網(wǎng)站和后臺(tái)集抄服務(wù)，配合公司的預(yù)付費(fèi)電表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用戶計(jì)量箱ADF300L系列，實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量和電費(fèi)管理等功能。另外可以選配遠(yuǎn)傳閥控水表組成水電一體預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)，達(dá)到先交費(fèi)后用水的目的，剩余水量用完自動(dòng)關(guān)閥。

3.2 系統(tǒng)功能

AcrelCloud-3200預(yù)付費(fèi)水電云平臺(tái)由云平臺(tái)-網(wǎng)關(guān)-預(yù)付費(fèi)電能表組成，通過通信網(wǎng)絡(luò)完成系統(tǒng)到表的充值、查詢、監(jiān)控、控制及短信報(bào)警等功能。
   本系統(tǒng)適用于一些大集團(tuán)和大物業(yè)，往往需要將多個(gè)物業(yè)環(huán)境、分散于各地的物業(yè)集中式收費(fèi)和管理，面臨著數(shù)據(jù)公網(wǎng)傳輸，財(cái)務(wù)操作分散，在線支付，總部財(cái)務(wù)扎口等復(fù)雜的需求。

遠(yuǎn)程集中抄表：抄表信息通過網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)上傳到云平臺(tái)，快速便捷，免去人工抄表 。

水表預(yù)付費(fèi):可是查看某區(qū)域水表的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，并可以進(jìn)行單表或批量設(shè)置水價(jià)控閥等操作。

遠(yuǎn)程售電:財(cái)務(wù)集中管理，電量實(shí)時(shí)下發(fā)，并比對(duì)充值次數(shù)，方便快捷。

能耗分析:用戶和管理員都可查詢預(yù)付費(fèi)表或管控表每天的用能狀況；可提供能耗分析+財(cái)務(wù)軌跡一體式綜合管理報(bào)表，包含用戶表的能耗、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)、能耗和財(cái)務(wù)的期初期末值等數(shù)據(jù)。

在線支付:商戶可以通過小程序或者微信公眾號(hào)實(shí)現(xiàn)在線自助充值水電費(fèi)，也可以實(shí)時(shí)關(guān)注商鋪用水用電情況。

短信提醒:金額不足或金額欠費(fèi)提醒、電表充值到賬提醒，都可及時(shí)短信通知商戶。

遠(yuǎn)程控制:可對(duì)任意一塊電表執(zhí)行遠(yuǎn)程拉閘或保電等一系列遠(yuǎn)程控制操作，方便管理。

3.3 產(chǎn)品選型

4結(jié)束語 

利用低壓電力載波集中抄表系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程集中抄表和遠(yuǎn)程控制通斷電，再結(jié)合銀電聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)繳費(fèi)系統(tǒng)、用電營(yíng)銷管理系統(tǒng)和95598短信息平臺(tái)，供電企業(yè)既可完成整個(gè)抄核工作實(shí)現(xiàn)高度信息化和自動(dòng)化將大大提高用電營(yíng)銷管理水平。同時(shí)，用戶足不出戶,用電話、手機(jī)等付費(fèi)購電即可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)自動(dòng)接通或斷開電力供應(yīng)。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 王玉玲.遠(yuǎn)程控制預(yù)付費(fèi)集中抄表系統(tǒng)探討

[2] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06