网络化复费率预付费载波数传售电系统设计.pdf

2 0 0 8年 6月 第 9卷 第 6期 电力设备 El e c t r ic a l E au ip me n t J u n 2 0 o 8 VO1 9 NO 6 网络化复 费率预付 费载波数传售电系统设计 周 忠信 ， 王文光 ( 陕西汉中供电局 ， 陕西省 汉中市 7 2 3 0 0 0 ) 摘要： 通过对 网络化复费率预付费载波数传表及其售 电管理 系统的技 术方案设计介绍 ， 探 讨了 目前许 多 I C卡电能表 及其售电管理 系统的技术解决方案和具体存在的问题 ， 并进行 了一 系列技 术方案论述和具体技 术方案 的优化 细化等过 程 ， 得 出了目前最佳 的网络化 I C卡复费率预付 费载波数传表 的新型技术方案。既提 高了网络化复 费率预付费载波数传 表 、 售 电卡和售电管理 系统的安全性、 合理性 、 可靠性和科 学性 ， 又方便 了电力部 门及 时掌握用 户的 用电情况 ， 为基层 电 力企业在抄表 收费困扰方面提供 了解决问题的最佳 最优的技 术方案 ， 为今后基层 电力企业 的网络化 复费率预付 费售电 工作奠基 了良好 的技术基础。 关键词：网络化 ； 复 费率； 预付 费； 载波数传 ； 售电系统 ； 设计 中图分类号 ： T M 9 3 2 0 引言 目前供 电企 业一户一 表改造 结束 后 ， 县 电力 企业 低 压 用 电户 数 量 剧 增 ， 大 多 数 都 在 十 几 万 户 以上 ， 给 供 电企业 的抄表 、 收费工 作 带来 了艰 巨性 ， 特 别是 用 户拖欠 电费现象 日趋严 重 ， 加 大 了催 费 、 收费 方 面 的 工作量 ， 加大 了按时收缴 电费 的难度 。为 了解决 好 这 个 问 题 ， 对 于 电能 这 一 特 殊 商 品 来 说 ， 先 购 电 后 用 电 这 一 结 算 方 式 自然 成 了 对 有 长 期 严 重 拖 欠 电 费 问 题 客 户 的 最 佳 解 决 途 径 ， 预 付 费 结 算 方 式 自然 就 成 了 收 缴 该 类 客 户 电 费 的 最 佳 解 决 方 案 。 通 过 对 网 络 化 复 费率预付费载波数传 技术 的探讨 和设计 ， 既 实现 了对 用 户实施分 时多 费率 电价 售 电和先 购 电后 用 电这 一 目的 ， 又通过载 波 数传 技术 实现 了对 用 户 、 对 线 路 进 行 电量 统 计 、 多 级 线 损 分 析 、 负 荷 曲 线 分 析 等 进 行 有 效检测 目的 ， 还通过 网络化体系 给用 户提供 了方便 简 捷 的服 务 ， 提高 了电力企业 的管理水平 和现代化 。 现将在 该技 术方 案设 计 探讨 工 作 上 的具 体 经 验 及 做 法 予 以 阐 述 ， 以供 参 考 。 1 设计方案的具体确定 当 选 择 了 网 络 化 复 费 率 预 付 费 载 波 数 传 技 术 电 能表及 其系统后 ， 还需 要进行 具体化 的技术条 件 设计 确定 。 克 服传统式 的接 触式 I C卡 电能表存 在 的一些 缺 陷 的最 佳 方 法 就 是 采 用 远 程 无 卡 售 电 ， 而 目前 远 程 无 卡售 电可 以依赖 的方 式不外乎 以下几种 ： 低压 电力线 载 波 、 无 线 数 字 电 台 、 GS M G P RS无 线 网 络 、 4 8 5接 口 等通信 口组 网等 。这几 种方式 各有 千秋 ， 即各 有 其优 点及 缺 点 。 通 过 I C卡 ( 或 电 钥 匙 ) 实 现 离 散 式 I C卡 预 付 费 ( 有 卡 预 购 电量 ) 及 远 程 数 传 功 能 电 能 表 的 原 理 示 意 图如 图 1所 示 。 图 集中 控制 器 一 L 1 l o o l i l I l l I 厂厂1 J 1 ， 电 话 网络 、 、 售电系统远 程抄表专机 一 乡 I 送 器 I C 卡 ， 1 图 1 I C卡预付费及远程数传表功能电能表的原理示意图 从 这 种 I C卡 预 付 费 可 以 看 出 ： 电 力 结 算 中 心 通 过售 电专用 计算机及专用 售 电器对 用 户 的 I c卡进行 售 电 ， 售 电后 用 户 持 卡 回家 插 入 电能 表 即 可 。 这 种 I C 卡预 付费 的优 点 是 简便 直 观 ， 缺点 是 容 易发 生 I c卡 的丢失 及经常磨损 导致接 触点 坏 。远 程数传 方式 ， 在 一 个 小 区 内从 电 能 表 到 集 中 器 ( 通 讯 机 ) 之 间 是 用 数 据 专 用 线 连 接 ， 从 控 制 器 ( 通 讯 机 ) 到 电 力 结 算 中心 之 间是用公用 电话 网或通信光 缆进行 连接 ， 网络 连接要 求 高 度 可 靠 。这 种 连 接 方 式 的 优 点 是 通 讯 简 单 ， 有 卡 售 电 ， 集 中抄表 ， 对用 户用 电情况 进行 在 线 检测 较方 便 ， 缺点是 接线 不方 便 ， 容 易 因 网络连 接 问题 等 原 因 造 成 通 信 不 畅 通 。 通过低 压 电力 线 载 波通 信 实现 远 程数 传 功 能 的 原 理 示 意 图 如 图 2所 示 。 维普资讯 http:/ 5 6 电力设备 第 9卷 第6期 图2 低压电力线载波通信远程数传功能的原理示意图 从这种 数据通信数传方 式可 以看 出 ： 在 一 个小 区 内从 电能表 到集 中控 制器 ( 通 信机 ) 之 间是 低压 电力 线载波通信 ， 从集 中控 制器 ( 通信机 ) 到 电力结算 中心 之 间 是 用 公 用 电 话 网 或 通 信 光 缆 进 行 连 接 。这 种 通 信 连接方式 的优点是 安装非 常简便 ， 不需要 任何 多余 的连 线 ， 大 大 减 少 了 网 络 连 接 接 点 ， 从 而 大 大 降 低 了 网络 线路连接上 的接点故 障率 ， 避免 了其他 多接点 连 接 方 式 所 固有 的缺 点 ， 在 电 能 表 内 再 加 装 一 个 可 控 开 关 以后 ， 能 够 实 现 对 用 户 用 电情 况 进 行 远 程 在 线 检 测 及控 制等 ， 非常简便 。 通过对以上技 术设计 方案 的对 比分析 可 以看 出 ： 利用低压 电力 线载 波通信 接 口实现远 程数传 功 能 ， 实 现远程复费 率预付 费载 波数传 及远 方抄表 检测功 能 ， 是最经济 实惠 、 最方便的控制方法 ， 而且是一举 四得 的最 佳 方案 ， 是 需要 选择 目前 我 国最新 最 佳 的技 术设 计方 案 。 但是 目前我 国城乡 低压 电力 网络还 存 在着 许 多 具 体 的实 际 问题 ， 直 接影 响 着 低 压 电 力 线 载 波 通 信 的 可靠性等 ， 在具体 化的实施过程 中还存 在着 一些不 便 于 实 施 与 操 作 的小 问题 。所 以 鉴 于 此 种 原 因 ， 选 择 利 用 I c智能射频 卡 ( 内建 MC U， AS I C等 ) 式 I C卡( 又称 非接触式 I c卡 ) 来 实现复 费率预付 费售 电 ， 利用掌 上 电 脑 或 笔 记 本 电脑 在 现 场 与 电能 表 的 4 8 5接 口或 2 3 2 接 口进行现场通信解决现 场I 临时性 的应急售 电( 应 急 备 用 售 电 ) ， 利 用 设 置 在 电 能 表 内 部 的 电 力 线 载 波 数 传功 能对 用户用 电情况进 行实 时检测 、 远 方抄 表和 网 络 化用电管理等 。 从 电力 结 算 中 心 到 电 能 表 数 据 集 中 器 ( 数 据 终 端 ) 之间的通信方式 为 电话 线通 信方 式或 G P R S数 据 流量通信 方式 。该 系统 的 电能表 自然必须 采用 I c智 能射频卡 ( 又称 非接触式 I c卡 ) 复费 率预付 费 电力线 载波数传等 功能的 电能表 ， 该 系统 所采用 的操作 系统 必须是 网络版的 WI ND OWS 2 0 0 0 S E RV E R操作系统 ， 数据库采 用 S QL S E RVE R 2 0 0 0数据 库 ， 管理软件是按 照本文 的设计方案进 行编写 的网络化 软件 。 2 具体设计方案的细化与优化 2 1 预付费载波数传电能表及集中控制器的优化 电力 载波数 传 网络 化复 费率 预付 费载 波数 传 实 际是一种采 用 了大 规模集 成 电路 、 专 用 载波 模块 、 高 性 能 C P U 和 R T C时 钟 芯 片 ， 可 按 峰 、 谷 、 平 时 段 累 计 计量交流有功 电能和需 量 ， 并 实现 了远程 数传预 付费 的 新 型 高 性 能 电 能 表 。计 量 组 件 实 现 电能 数 据 采 集 和窃电检测 ， 电力线 载波模块 实现 电能数据 传送 和控 制 ； 主控 单元实现预付 电费不 同时段 的 自动 计算 和扣 除 ； 控制 电路根 据 电费余 额 自动 实 现通 断 ， 限定 用 电 的最大 负荷 ， 实 行超 负荷 自动断 电等 ， 可以方 便 地 实 施远程 。该类 型 的电力 线 载波数 传 网络 化 复费 率 预 付费载 波数传 四种功能 。 集 中控 制 器 的控 制 电 表 容 量 1 o o o 只 ， 接 力 中 继 深 度 ： 3级 。抗 雷 击 ： 集 中器 采 用 多 种 抗 雷 击 措 施 。 MODE M 保 护 ： 具 备 MO DE M 保 护 电 路 ， 对 MO DE M 进行保 护 。远程 数传表 传递参 数 时间 ： 0 5 s 每 个参 数 。通 信 方 式 ： 低 压 电 力 线 载 波 。 传 输 速 率 ： 9 6 0 0 b p s 。电 话 线 接 口 ： R J 1 1 。 另 外 ， 数 据 集 中 控 制 器 对 于 电 网结 构 来 说 应 该 具 有 自适 应 、 自感 知 、 自学 习 、 自记 忆 功 能 。 2 2 电力线载波数传预付费售电功能的优化 ( 1 )优质 电 能表 的选 择 。电力 线 载波 数 传预 付 费表或预 付费远 程 载波 数 传表 必须 是 内部 开 关性 能 优 良 、 控制 可靠 、 质量 卓越 、 准确 计量 的 电能表 。严 防 “ 误 通 讯 、 误 读 卡 、 误 动 作 、 误 计 量 ” 的 “四误 ” 电能 表 。 ( 2 )I C卡 的选择 。电力 线载 波数 传预 付 费表 或 预付费远程 载 波数 传表 ， 表 内部 的 I c卡预 付 费设 备 功能具有 专 用 特 制 的具 有 加 密 防盗 功 能 的 读 写器 。 售 电机至 I c卡 网络化复 费率 预付 费载 波数传 之 间的 信 息交换必须采 用安 全 的加 密算法 来保 证 ， 加 密算法 应该包括被 加 密 的有 关操 作 人 员信 息 等及 用 电方 和 供 电方人员 的信 息 等 。读 写器 原 则上 应该 具 有 双读 写 双 加 密 算 法 功 能 。 ( 3 )权 限管 理 。为 了使 售 电 系统 内的所 有 操作 人 员形成相互制约 的监 督机 制 ， 应该 按照 职责权 限分 别设 置超级管理员 ( 超级 管理 卡 ) 、 资料 管理 员 ( 资料 管理 卡 ) 、 售 电管理 员 ( 售 电管 理卡 )、 资料员 ( 资料员 卡 )、 售 电员 ( 售 电员 卡 )、 抄 表 员 ( 抄 表 员 卡 ) 、 检 定 员 ( 测试 卡 ) 等 。在 塔字 型售 电系统 权 限管理 体 系 的基 础 上 ， 必须将 每个 人员 的 名称 、 身 份 、 口令 、 密 码 等个 人信 息和操作信息 等全部记 录在 自己的专人 专 卡上 ， 实施专人专 卡专用 ， 无 卡不能 进入 、 无 卡不 能操 作 ， 无 卡 就 没有 任 何 权 限 ， 卡 与 卡 之 间 形 成