Resumé: Denne artikel gennemgår hovedfunktionerne i den traditionelle forudbetalte energimåler med IC-kort, analyserer dens fordele og ulemper ved anvendelsen; introducerer i detaljer funktionsudvidelsen af forudbetalte energimålere efter integration af kommunikationsteknologi og intelligent styringsteknologi og fremmer den praktiske værdi for at beskrive den mulige tekniske udviklingstendens for forudbetalte energimålere.
Nøgleord: Forudbetalt energimåler, applikation, analyse
Elafgifter er den primære finansieringskilde for elforsyningsvirksomheder, der ønsker at opretholde produktion og udvikling. Om de kan opkræves rettidigt, spiller en vigtig rolle i elforsyningsvirksomhedernes kapitalcirkulation. På grund af elforbrugsmodellen "brug elektricitet først, betal senere" i mange år, den brede elbrugerbase og de tekniske midler til strømafbrydelser og strømrationering på stedet, samt uforeneligheden af underliggende regler med markedsøkonomien, fører det direkte til en enorm risiko for, at elforsyningsvirksomheder opkræver elafgifter, arbejdskraft, økonomiske ressourcer og driftsmæssigt pres er blevet fyldt i årenes løb. I denne sammenhæng er forudbetalte elmålere blevet meget udbredt for bedre at tilpasse sig reformen af elsystemet.
På grund af den umodne anvendelse af den tidlige kernerelaterede kommunikationsteknologi er systemets kompatibilitet blevet en vigtig hindring, der påvirker populariseringen og anvendelsen af fjernstyrede automatiske måleraflæsningssystemer til styring af elenergimåling, især kompatibiliteten af kommunikationsprotokollen og inkonsistensen af produktionsstandarden. Under det tids miljø havde IC-kort-type forudbetalte energimålere intet andet valg end at undgå kommunikationsteknologiens flaskehals.
1. Forudbetalt energimåler af korttype
1.1 Hovedfunktion
1.1.1 Målefunktion: Enfaset måling af aktiv energi; sparer historisk strøm og har funktionen til strømfrysning.
1.1.2 Multitariffunktion: Programmerbar indstilling af tidsperiode, flere tariffer. Timer-uret har en temperaturkompensationsfunktion.
1.1.3 Kommunikationsfunktion: med RS485-grænseflade og en infrarød kommunikationsgrænseflade. RS485-grænsefladen er generelt elektrisk isoleret fra målerens inderside og har et anti-AC 220V adgangsbeskyttelsesdesign.
1.1.4. Displayfunktion: LCD-display, knappen kan automatisk skifte mellem displayet, brugerfladen viser f.eks. den resterende mængde, samlet strøm, aktuel elpris og så videre.
1.1.5. Funktion til tilbagekopiering af information ved strømkøb: én måler ét kort, dvs. én måler kan kun svare til ét IC-kort. Når kortet indsættes til strømtransmission, kopieres informationen om elforbruget i måleren automatisk tilbage til IC-kortet; når der købes elektricitet igen, skrives informationen på kortet automatisk ind i computeren til arkivering og dataverifikation.
1.1.6. Påmindelsesfunktion for genopladning af måleren: Generelt er der displayalarm og strømsvigtalarm, som også har en øget funktion til at afbryde belastningen.
1.1.7. Overbelastningskontrolfunktion: Ved at indstille effekttærsklen kan den udføre slukkontrol af overbelastning på belastningssiden. Slukningstiden kan indstilles på to måder: øjeblikkelig sluk og forsinket sluk. Strømmen kan genoprettes ved at trykke på knappen eller indsætte kortet.
1.1.8. Forudbetalt kontrolfunktion: Måleren bruger en styringsmetod, hvor den først køber elektricitet og derefter bruger elektricitet. Når der ikke er strøm på måleren, afbryder målerens belastningsafbryder automatisk strømforsyningen. Efter opladning af måleren lukker måleren igen for at genoprette strømforsyningsfunktionen. Med den løbende forbedring er der tilføjet en overtræksfunktion, som kan tillade moderat overtræk afhængigt af den faktiske situation. Overtrækket kan indstilles. Når overtrækket er opfyldt, slukkes måleren, og overtrækket opkræves og trækkes automatisk fra, næste gang måleren genoplades.
1.1.9. Funktion mod hamstring af strøm: På grund af makrostyringen af elprispolitikken er kunden i stand til at opkræve for meget strøm ad gangen ved at indstille tærsklen for hamstring af strøm i måleren for at forhindre, at der opkræves for meget strøm på måleren.
10. Sikkerhedsbeskyttelsesfunktion: Generelt anvendes CPU-kortteknologi til systemsikkerhedsdesign. Sikkerhedsgodkendelsen af CPU-kortets elmåler og CPU-kortet udføres via ESAM-modulet i energimåleren. MCU'en i CPU-kortets energimåler spiller kun en rolle i dataoverførslen under godkendelsesprocessen og deltager ikke i datakryptering og -dekryptering. Ved salg af elektricitet kan operationer som bekræftelse af elkøbskortet, tilladelse til at skrive information på elkøbskortet og tilladelse til at skrive tilbage til den binære fil, udføres gennem en række nøglegodkendelsestests.
1.2 Hovedfordel
1.2.1 Forbedr måleraflæsningens effektivitet og nøjagtighed. Via RS485-grænsefladen og den infrarøde kommunikationsgrænseflade kan den tilsvarende håndholdte måleraflæsningsenhed bruges til batch-transskription på stedet. Dette har en meget vigtig effekt på den nuværende situation, hvor antallet af energimålere, der administreres af strømforsyningsvirksomheder, er steget kraftigt.
1.2.2 Løser problemet med restancer effektivt. Væsentligt reducerede driftsomkostninger til opkrævning af elregninger og forbedret sikkerhed ved opkrævning af elgebyrer
1.2.3 Afhjælp modsætningen ved betalingsvanskeligheder. Med den store stigning i antallet af kunder og relativt koncentrerede betalingstidspunkter er den traditionelle betalingsmodel meget let til at forårsage betalingsbelastning. Anvendelsen af forudbetalte energimålere har i høj grad reduceret presset på skrankeafgifter og servicerisici.
1.3 Problemer i applikationen
1.3.1 Dårlig antiangrebsevne. Tab og beskadigelse af IC-kortet, især dets åbne læse- og skriveporte, er sårbare over for eksterne angreb. Det er vanskeligt at indhente beviser efter et angreb, hvilket kan forårsage fejl i det interne kontrolsystem, og det er meget nemt at opstå tvister om elektricitet.
1.3.2 Administration er vanskelig. På grund af pludseligheden og tilfældigheden i forbindelse med køb af strøm til IC-kort har strømforsyningsafdelingen øget presset på at sælge strøm. Samtidig er smarte CPU-kort i vid udstrækning anvendt i øjeblikket for at sikre datasikkerhed. Deres COS-system og dynamiske nøglegodkendelse sikrer datasikkerhed, men øger samtidig administrationsarbejdsbyrden for strømstyringsafdelingen. Desuden øger multi-link-demonstrationen forekomsten af uventede fejl.
1.3.3 Tilpasningsevnen i justeringen af elprispolitikken er ikke stærk. Elprisen er blevet bestemt og indskrevet i den forudbetalte energimåler ved køb af elektricitet. Da den elpris, der er gemt i IC-kortets forudbetalte energimåler, ikke kan justeres i realtid, tilføjer hver prisjustering en stor arbejdsbyrde til elforsyningsselskabet. Kunderne er også tilbøjelige til at stille spørgsmål.
1.3.4 Dataindsamlingen er ikke rettidig. Den kan ikke afspejle kundens elforbrugsstatus i realtid, kan ikke effektivt overvåge eltyveri og kan ikke opfylde behovene for realtidsstyring i forbindelse med automatisering af elstyring.
1.3.5 Funktionsskalerbarheden af strømkøbsmetoden er ikke høj. Forudbetalingssystemet, der bruger IC-kort som datatransmissionsmedie, har ikke let ved at danne en effektiv forbindelse til telefonbank, netbank og andre elkøbsmetoder. Kunder køber ofte elektricitet hos elforhandlere med kort, hvilket reducerer servicekvaliteten af elmarkedsføring og øger arbejdsbyrden for elforsyningsselskaber. For at løse problemerne og ulemperne ved den faktiske anvendelse af IC-kort forudbetalte energimålere er kompatibilitetsproblemet med kommunikationssystemet derfor løst. Gennembruddet af flaskehalsen i den kernerelaterede teknologi giver et enormt rum, der kan være utænkeligt for fjernanvendelse af forudbetalte energimålere.
2. Integration af forudbetalt energimåler og fjernaflæsningssystem
2.1De grundlæggende kommunikationsmetoder i fjernaflæsningssystem til målere omfatter hovedsageligt optisk fiberkommunikation, telefonlinjekommunikation, RS485-bus, tv-kabel, internet, strømforsyningskommunikation, instrumentbus, satellitkommunikation, GPRS og CDMA osv. Alle former for kommunikationsmetoder har deres fordele og ulemper samt anvendelige aspekter. Kombineret med strømforsyningsvirksomhedernes branchespecifikationer og den praktiske anvendelse af lavspændingsstrømforsyningskommunikation, frekvenshopping, videresendelse og relæteknologi (strømforsyningsmåleren kan dynamisk indstilles som en router eller transponder af den lokale koncentrator via strømforsyningsledningen) og den praktiske anvendelse af specielle chips. I øjeblikket anvender lavspændingssystemet til automatisk fjernaflæsning af målere hovedsageligt den centraliserede strømforsyningsmåleraflæsningsmetode + GPRS-fjerntransmission + forudbetalt energimålerserie af tekniske løsninger.
2.2Systemstrukturen for et centraliseret måleraflæsningssystem til strømledninger består af centraliserede aflæsningsmasterstationer, samlere, koncentratorer, målere og andet udstyr. Afhængigt af stedets forhold etableres et dedikeret netværk, og måleraflæsning, kontrol og styring af elforbruget udføres via software. Systemet består af tre fysiske lag og to linklag. Dataindsamlingen i masterstationen anvender en stjernestruktur, dvs. et strømforbrugsstyringscenter fungerer som styringslag for flere koncentratorer; masterstationen er forbundet til datakoncentratoren via GPRS-netværket; samlerne er forbundet via lavspændingsledninger, samlerne er installeret i målerboksen, og samlerne og kundens energimålere er parallelforbundet via RS485-grænsefladen for at danne kundelaget.
2.3 Systemfunktioner
2.3.1 Anvend PLC (power line carrier) kommunikationsmetode: effektiv udnyttelse af elnettets topologistruktur, nem konstruktion.
2.3.2 Grundlæggende datagruppe: Alle kunder, der er inkluderet i det centraliserede kopieringssystem, kan vælges til kopiering (punktkopiering, fuld kopiering), flerpunktskopiering for at danne en grundlæggende datagruppe og forskellige analyser (linjetab, flere hastigheder, belastning osv.) for at imødekomme behovene for forskellige intelligente kunders styring.
2.3.3 Kombination af software og hardware: Systemdesignet tager fuldt ud hensyn til brugernes behov og bekvemmelighed. Baseret på fast hardware udføres al systemfunktionskompensation, administrationsændring og driftstilføjelse (fjernbetjeningsstrøm) af baggrundssoftwaren.
2.3.4 Det har fordelene ved nem installation, høj pålidelighed, god sikkerhed og god vedligeholdelsesvenlighed. Samtidig er projektomkostningerne lave, systemvedligeholdelsen enkel, og driftsomkostningerne lave.
2.4 Anvendelse af hovedfunktioner
Den fjernbetjente forudbetalingsmåler samarbejder med strømforbrugsstyringssystemet for at realisere funktioner som fjernaflæsning af målere, fjernforudbetaling, forebyggelse af tyveri af elektricitet og belastningsstyring.
2.4.1 Fjernaflæsning af måler
Hovedstationen kan udføre tilfældige måleraflæsninger og vurdere, om den lokale energimåler er defekt, eller om kundens elforbrug er unormalt, baseret på de aflæste data. Hovedstationen kan også aflæse måleren i henhold til måleraflæsningsrutinen og overføre de aflæste data til elmarkedsføringsinformationssystemet til beregning af elomkostninger. Samtidig kan hovedstationen også få elmåleren til regelmæssigt at rapportere feltdataoplysninger via fjernindstilling.
2.4.2 fjernbetalt forudbetalt
Kunder kan købe elektricitet i forskellige former for effektivt at undgå spidsbelastninger. Når det resterende beløb i kundens måler er 0, udsender måleren et tripsignal, der får det interne relæ eller den eksterne belastningskontrolkontakt til at afbryde strømmen og dermed undgå restancer. Fjernbetalingsmetoden er sikker og pålidelig, da den undgår fejl såsom manglende læsning af kortet og informationsfejl på grund af informationsoverførsel via IC-kortet. Samtidig kan elprisparametrene i den lokale energimåler ændres i batcher og rettidigt via masterstationen, når elprisen justeres, for at sikre, at elprisparametrene i den lokale energimåler er synkroniseret med prisjusteringen.
2.4.3 Tyverisikring
Når parametrene for den lokale elmåler ændrer sig, eller der opstår fejl såsom spændingstab, strømtab eller forkert ledningsføring, kan elmåleren automatisk rapporteres til hovedstationen. Besøg stedet for en inspektion. Denne funktion kan effektivt stjæle strøm og forhindre problemer, før de opstår.
2.4.4 belastningsstyring
Hovedstationen kan indsamle spændings-, strøm-, effekt-, elektricitets- og andre data fra den lokale energimåler til belastningsanalyse og -styring. I henhold til de aktuelle data kan belastningskurven tegnes for at overvåge ændringer i elbelastningen. I henhold til spændingsdataene kan spændingskvalificeringshastigheden beregnes. Ved at indstille den aktive effektgrænse i energimåleren kan kundens overbelastningsforbrug styres.
2.5 Gevinstanalyse
2.5.1 Ved at bruge fjernaflæsning af målere kan der spares en stor mængde arbejdskraftomkostninger til måleraflæsere. Samtidig kan fejl i manuel måleraflæsning undgås, og målerfejl kan findes i tide, hvilket forbedrer serviceniveauet.
2.5.2 Takket være implementeringen af forudbetaling er restancerne blevet betydeligt reduceret, inddrivelsesgraden for elregninger er blevet forbedret, og driftsomkostningerne ved genoprettelse af elektricitet på stedet i forbindelse med inddrivelsesstyringen af elregninger er blevet reduceret.
2.5.3 Da onlineovervågning af driftsstatus for den lokale elmåler kan udføres, kan det effektivt forhindre tyveri af elektricitet og reducere det ukendte strømtab.
2.5.4 Takket være den automatiske belastningskontrol elimineres forekomsten af overbelastningsmålere, samtidig med at man undgår det fænomen, at kunder ikke udfører vurdering af elpriser og strømforbrug på grund af underrapportering af strømforbrugskapacitet.
3. Anvendelsesscenarie for Acrel Prepaid-produkter
3.1 Funktion
Opkrævning, kontrol af forudbetalt elmåler, restanceafregning; modul til styring af efterbetaling; modul til analyse af energiforbrug;
Opkrævning af husleje, ejendomsafgifter og restancer;
Fælles elregninger i fællesområder;
Adgang til måleraflæsning og måling i offentlige områder og transformerstationer;
Forudbetaling + bygningens energiforbrug, klassificeret og integreret system til energimåling på underposter;
Centraliseret økonomisk styring og kontrol af ejendoms-/ejendomsgrupper, separat myndighed for underejendomme;
Den trådløse løsning er nem at modificere og nem at fejlfinde
4. Hurtig produktvalg:
5. Konklusion
Selvom mange ulemper ved traditionelle forudbetalte energimålere bliver mere og mere fremtrædende, så de ikke kan opfylde behovene for moderne elstyring, er der på kort sigt stadig en vis grad af anvendelse, især i regioner med en relativt spredt kundebase. På den anden side vil forudbetalte energimålere med samfundets fortsatte udvikling blive tættere integreret med kommunikationsteknologi og intelligent styringsteknologi (for eksempel kan fjernbetjente forudbetalte energimålere baseret på mobil kommunikationsteknologi fuldstændigt erstatte traditionelle IC-kort forudbetalte energimålere. Energimålerens anvendelsesområde). For forudbetalte energimålere er det en uundgåelig teknologisk udviklingstendens at have funktionen "fjern realtids intelligent styring" for at kunne ekspandere til en større verden. For strømforsyningsvirksomheder vil populariseringen og anvendelsen af funktionen "fjern realtids intelligent styring" også være i stand til løbende at forbedre styringsniveauet og servicekvaliteten af det daglige elforbrug.
Referencer:
[1] Acrel Enterprise Microgrid Design and Application Manual. Version 2022.05
Opslagstidspunkt: 29. april 2025