龔永波

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：隨著技術(shù)的發(fā)展，預(yù)付費(fèi)電能表的方式越來越先進(jìn)，功能也越來越完善。本文分析了無卡網(wǎng)絡(luò)式預(yù)付費(fèi)售電的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及幾種常用的無卡網(wǎng)絡(luò)式預(yù)付費(fèi)售電方式的比較，指出電子式電能表取代感應(yīng)式電能表將成必然。

關(guān)鍵詞：多用戶集中式；智能電能表；預(yù)付費(fèi)售電

引言

在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代，按法規(guī)要求先用電后買電。但由于一些部門和人員交納電費(fèi)的意識(shí)不強(qiáng)，致使拖欠電費(fèi)的現(xiàn)象嚴(yán)重。“偷電不是偷”“欠電不是欠”還有相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)。據(jù)有關(guān)部門介紹國(guó)家每年的電費(fèi)損失達(dá)數(shù)百億元以上。電是商品，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下先付費(fèi)后用電理所當(dāng)然。特別是對(duì)于租賃式的商品樓、學(xué)生公寓等用戶，先交費(fèi)后用電更是應(yīng)當(dāng)。

一、預(yù)付費(fèi)售電的發(fā)展歷程和技術(shù)現(xiàn)狀

具有預(yù)付費(fèi)功能的電能表起源于歐洲。80年代在我國(guó)東北地區(qū)開始使用，90年代在我國(guó)開始逐步推廣。隨著技術(shù)的發(fā)展，預(yù)付費(fèi)的方法越來越先進(jìn)，功能越來越完善。預(yù)付費(fèi)電能表大致經(jīng)過了如下階段：

值得提出的是，采用lC卡方式進(jìn)行預(yù)付費(fèi)售電因其通用性強(qiáng)、攜帶方便，曾在我國(guó)廣泛應(yīng)用。但I(xiàn)C卡式電能表開放式的讀、寫窗口易受外界攻擊造成數(shù)據(jù)混亂或”死機(jī)”、卡本身又容易磨損和丟失；考慮到成本，有的IC卡只有存儲(chǔ)功能、容量有限、易于解密、偽造，容易造成用電糾紛：此外采用IC卡實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)售電用電管理部門無法適時(shí)了解用戶的用電

情況，無法進(jìn)行用電控制，也難以適應(yīng)電價(jià)的變動(dòng)和復(fù)費(fèi)率的要求。因此早在1999年電業(yè)管理部門曾提出“一戶一表”不要采用IC卡表。

我國(guó)早期使用IC卡電能表的幾個(gè)大城市如上海、北京、南京等都已更換或逐漸在更換。遺憾的是一些地區(qū)的用戶還看重于IC卡，這的確是個(gè)誤區(qū)。

從技術(shù)、安全、可靠、現(xiàn)代管理需要等方面綜合考慮，選用無卡網(wǎng)絡(luò)式預(yù)付費(fèi)售電，應(yīng)是用電預(yù)付費(fèi)的*優(yōu)選擇。

二、多用戶集中式智能電能表的結(jié)構(gòu)和預(yù)付費(fèi)售電功能

圖1為多用戶集中式智能電能表的結(jié)構(gòu)框圖

由框圖不難看出，整表是以單片機(jī)為核心，分戶進(jìn)行電能計(jì)量和集中進(jìn)行管理的智能化系統(tǒng)。每戶由一個(gè)專用的電能計(jì)量芯片，該芯片通過對(duì)用戶的電流和電壓采樣經(jīng)過相乘后的功率轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電脈沖。此電脈沖一方面?zhèn)魉徒o單片機(jī)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、輸出；同時(shí)每戶的電脈沖也可獨(dú)立引出，以供校表之用。體現(xiàn)了多用戶集中式電能表標(biāo)準(zhǔn)所要求的“一戶一表”的功能。

這種多用戶集中式智能電能表在一個(gè)表殼里，同時(shí)可以容納多個(gè)計(jì)量單元，共用同一個(gè)顯示窗口，24小時(shí)輪流循環(huán)顯示每戶的用電情況。其容納的單元數(shù)可根據(jù)用戶的需要選用，少則幾戶，多則幾十戶，乃至上百戶(采用柜式)。多用戶集中式智能電能表在功能和技術(shù)指標(biāo)上都不亞于電子式單表。和電子式單表相比利用其串行遠(yuǎn)抄遠(yuǎn)控通訊接口實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)售電更有特色：

第一，戶數(shù)相同，體積更小。

由框圖可以看出，多用戶集中式智能電能表是集電能表和采集器為一體的智能化系統(tǒng)，而不是簡(jiǎn)單的將若干單表進(jìn)行組合。為此，在戶數(shù)相同的情況下，其體積大大減小(約是同戶數(shù)單表的3／5左右)、安裝方便、功能更加完善。

第二，遠(yuǎn)程售電，集中顯示。

通過遠(yuǎn)控接口可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無卡預(yù)付費(fèi)售電。售給每個(gè)用戶的電量，可按戶號(hào)在共用的顯示窗口24小時(shí)循環(huán)顯示。根據(jù)用戶要求在用電過程中可顯示剩余電量，也可顯示用電量。

第三，低電量報(bào)警提示。

當(dāng)用戶購的電剩余到一定數(shù)量時(shí)(可任意設(shè)定)，通過共用窗口可提示用戶購電。售電速度都大大提高。戶數(shù)越多優(yōu)越性越強(qiáng)。

第四，定時(shí)或強(qiáng)制斷送電。

通過安裝在每戶計(jì)量單元內(nèi)的繼電器，管理部門可對(duì)用戶實(shí)現(xiàn)定時(shí)斷送電，或用戶已購電量低于一定的限額時(shí)(可任意設(shè)定)，自動(dòng)斷電。

第五，紅外售電。

配有紅外接口，也可用手持售電器進(jìn)行近程(3米以上)紅外預(yù)付費(fèi)售電。

三、幾種常用網(wǎng)絡(luò)無卡預(yù)付囊售電方式比較

第一種：采用485總線方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)預(yù)付費(fèi)管理(見圖2)

這種售電管理系統(tǒng)是在小區(qū)管理中心的微機(jī)處安裝一個(gè)232／485轉(zhuǎn)換器，通過雙絞線或?qū)Ｓ猛ㄓ嵕€與多用戶集中式電能表進(jìn)行總線聯(lián)接。可實(shí)現(xiàn)無卡售電，用電情況實(shí)時(shí)檢測(cè)、

購電提示、欠費(fèi)(或根據(jù)設(shè)定)自動(dòng)切斷用戶供電以及復(fù)費(fèi)率(對(duì)復(fù)費(fèi)率的表)等控制功能。這種預(yù)付費(fèi)方式理論控制距離為1200米。理論上可接128個(gè)多用戶集中式智能電能表，如果信號(hào)過遠(yuǎn)、多用戶表的數(shù)量過多，可另加中繼器實(shí)現(xiàn)。對(duì)于小區(qū)管理中心和電業(yè)管理部門的通訊可采用電話線或其他通訊方式(GPRS等)完成。

這種售電方式可靠性高，缺點(diǎn)是要鋪設(shè)專用通訊線。

第二種：利用低壓動(dòng)力線載波實(shí)現(xiàn)無卡預(yù)付費(fèi)管理(見圖3)

這種售電方式只要在多用戶集中式智能電能表通訊接口處和小區(qū)管理中心的微機(jī)處各安裝一個(gè)轉(zhuǎn)換用的載波模塊。以低壓動(dòng)力線為信道，來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無卡售電。

這種售電方式，*大的優(yōu)點(diǎn)是不必鋪設(shè)專用信道：缺點(diǎn)是受負(fù)載變化以及受電網(wǎng)質(zhì)量的影響，其可靠性、傳輸距離、所接多用戶電能表的數(shù)量不如485方式。另外只能在變壓器的同一側(cè)使用，具有一定的局限性。

第三種：利用現(xiàn)有的GSM／GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無卡預(yù)付費(fèi)管理(見圖4)

這種售電和通訊方式只要在多用戶集中式智能電能表的通訊接口和小區(qū)管理中心(或電業(yè)管理處)各安裝一個(gè)GSM／GPRS模塊，通過短信或數(shù)據(jù)幀的形式，便可實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)售電，以及其它功能。

此方式的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、方便、可靠，通訊空間大：其缺點(diǎn)是除初期投資外，還要一定的運(yùn)行費(fèi)用。

無卡預(yù)付費(fèi)售電還有其它方式，其主流就是上述三種。上述三種預(yù)付費(fèi)售電方式各有利弊，初期投資略有差異。具體如何選用應(yīng)根據(jù)用戶的用電情況和要求進(jìn)行綜合考慮。由于485售電方式可靠性高，目前市場(chǎng)占有率高，而低壓動(dòng)力線載波方式、無線GPRS方式也是發(fā)展方向。不過值得提及的是，和專用單表實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)售電相比，采用多用戶集中式智能電能表來實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)其投資少，管理更方便。

四、安科瑞Acrelcloud-3200預(yù)付費(fèi)水電云平臺(tái)

1概述

AcrelCloud-3200預(yù)付費(fèi)水電云平臺(tái)是安科瑞公司研制的與DDSY-1352單相電子式預(yù)付費(fèi)電能表及DTSY-1352三相電子式預(yù)付費(fèi)電能表配套的售電管理系統(tǒng)。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。主要完成電能表/水表參數(shù)設(shè)置，商戶售電/售水管理及能耗管理工作，操作簡(jiǎn)便，實(shí)現(xiàn)物業(yè)公司遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)操作實(shí)時(shí)監(jiān)控，具有良好的人機(jī)界面，能夠有效的統(tǒng)計(jì)和管理數(shù)據(jù)。安裝方便，是用電管理部門、商業(yè)廣場(chǎng)和物業(yè)小區(qū)，提高用電用水管理水平，解決收費(fèi)難問題的理想產(chǎn)品。

2應(yīng)用場(chǎng)所

本平臺(tái)適用于公寓出租戶、商業(yè)廣場(chǎng)、公寓酒店、物業(yè)小區(qū)、寫字樓、物流倉儲(chǔ)、高校、連鎖超市、智慧園區(qū)、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)等場(chǎng)所。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4系統(tǒng)功能

（1）房間監(jiān)控

清晰簡(jiǎn)潔的展示所有房間狀態(tài)信息，所屬樓棟樓層，在線失連情況，費(fèi)用狀態(tài)等，進(jìn)入房間詳情可對(duì)房間當(dāng)前實(shí)時(shí)信息進(jìn)行查看，并可了解當(dāng)天用電量和使用金額情況，可對(duì)房間內(nèi)的電表進(jìn)行各種遠(yuǎn)程控制操作，比如、電價(jià)設(shè)置，售電、退電、報(bào)警金額設(shè)置、分合閘操作等等。

（2）電戶開表

系統(tǒng)針對(duì)商鋪不僅支持一戶一表，也支持一戶掛多表的需要;支持自定義電價(jià)方案，單一電價(jià)、尖峰平谷電價(jià)、階梯電價(jià)等:支持預(yù)先設(shè)置信息后期一鍵;支持設(shè)置電表合額告警默認(rèn)三級(jí)告警，告警金額和次也可以自定義，推送方式支持手機(jī)短信，APP推送，郵件、語音外呼、公眾號(hào)推送等。

（3）充電繳費(fèi)

可以對(duì)已的電表進(jìn)行遠(yuǎn)程充值，電費(fèi)實(shí)時(shí)下發(fā)到電表。電表會(huì)根據(jù)電度走字實(shí)時(shí)扣除電費(fèi)同時(shí)系統(tǒng)也支持早臺(tái)計(jì)費(fèi)，金額下發(fā)到系統(tǒng)賬戶，到賬快速穩(wěn)定。

（4）財(cái)務(wù)管理

訂單總覽，包含系統(tǒng)里所有水電充值記錄，以及物業(yè)費(fèi)扣費(fèi)流水記錄。收入概況，可以從日，月，年，時(shí)間跨度等不同維度統(tǒng)計(jì)水電費(fèi)收入情況，收入組成。

（5）報(bào)表

系統(tǒng)還提供了多個(gè)報(bào)表以供查詢。用電綜合報(bào)表，幫助財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)每個(gè)月商鋪總用電量，尖峰平谷用電量以及電費(fèi)，能耗同比分析，可以比較每個(gè)月份與去年同期相比的用能差距。能耗日月年報(bào)表，按日，月，年三個(gè)不同維度查詢電表每個(gè)階段的用能情。

（6）批量操作

為了方便用戶對(duì)大量?jī)x表進(jìn)行管理和設(shè)置，可以在系統(tǒng)中新建批量操作任務(wù)，比如設(shè)置電價(jià)、電表控制、儀表設(shè)置、充值等，批量任務(wù)可以立即執(zhí)行，也可以定時(shí)執(zhí)行。

（7）自定義收費(fèi)方案

為了靈活應(yīng)對(duì)用戶多種多樣的收費(fèi)方案，比如物業(yè)費(fèi)，房租，等，系統(tǒng)支持用戶自定義收費(fèi)項(xiàng)目。收費(fèi)方式可設(shè)置直接從賬戶扣除或者生成催繳賬單，可設(shè)置周期性收費(fèi)或者一次性收費(fèi)，可以按固定金額收費(fèi)或者按房間面積換算等等。

（8）公共區(qū)域用電分?jǐn)?

某塊表為主表，然后分配關(guān)聯(lián)子表，系統(tǒng)每個(gè)月自動(dòng)將主表的用電按比例換算成電費(fèi)從子表中扣除，這樣可以剩余人工統(tǒng)計(jì)的麻煩。公攤方式多樣，可以根據(jù)比例公攤，按房間面積公攤，按用量公排，收費(fèi)方式有直接扣費(fèi)或者生成維費(fèi)賬單。

（9）后付費(fèi)模式

按日期生成后付費(fèi)用戶周期用電費(fèi)用，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)后生成繳費(fèi)賬單方便追蹤客戶繳費(fèi)情況可導(dǎo)出繳費(fèi)賬單以及欠費(fèi)賬單通知客戶。

（10）公眾號(hào)在線支付

 用戶可以在微信小程序或者微信公眾號(hào)自助查詢電表使用情況以及繳費(fèi)。

5．系統(tǒng)硬件配置

五、結(jié)語

電子式電能表，由于在精度、壽命、體積及功能等方便皆優(yōu)于傳統(tǒng)的感應(yīng)式電能表，電子式電能表取代感應(yīng)式電能表的勢(shì)在必行。多用戶集中式智能電能表適合用于居民小區(qū)、商業(yè)樓群和學(xué)生公寓。和電子式單表相比，多用戶集中式智能電能表在戶數(shù)相同的情況下，其體積大大減小，安裝方便，售電速度大大提高，且可采用多種形式的網(wǎng)絡(luò)預(yù)付費(fèi)售電，其市場(chǎng)前景美好。

參考文獻(xiàn)

[1]湯元信，李永飛，常國(guó)昕，譚波.多用戶集中式智能電能表的預(yù)付費(fèi)售電功能

[2]安科瑞電氣企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2020.06版

作者簡(jiǎn)介：

龔永波，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電，Email: 28801392115@qq.com手機(jī)：18702101301 QQ:2881392115