Resumen: Este artículo expone las funciones principales del medidor de energía prepago con tarjeta IC tradicional, analiza sus ventajas y desventajas de aplicación; presenta en detalle la expansión de la función del medidor de energía prepago después de integrar la tecnología de comunicación, la tecnología de control inteligente y promueve el valor práctico, para describir la posible tendencia de desarrollo técnico del medidor de energía prepago.
Palabra clave: Medidor de energía prepago, aplicación, análisis
Las tarifas eléctricas son la principal fuente de financiación para que las empresas eléctricas mantengan su producción y desarrollo, y su cobro oportuno juega un papel importante en la circulación de capital de estas empresas. Debido al modelo de consumo eléctrico de "primero consume la electricidad, paga después" que se ha mantenido durante muchos años, la amplia base de usuarios y los medios técnicos para los cortes de energía in situ y el racionamiento de la misma, así como la incompatibilidad de las regulaciones de apoyo con la economía de mercado, esto ha generado un gran riesgo para las empresas eléctricas en el cobro de tarifas eléctricas, lo que ha conllevado una gran presión operativa, mano de obra y recursos financieros. En este contexto, para adaptarse mejor a la reforma del sistema eléctrico, se han generalizado los medidores de electricidad prepago.
Debido a la aplicación inmadura de las primeras tecnologías de comunicación relacionadas con el núcleo, la compatibilidad del sistema se ha convertido en un obstáculo importante para la popularización y aplicación del sistema de lectura automática remota de medidores para la gestión de la medición de energía eléctrica, especialmente la compatibilidad del protocolo de comunicación y la inconsistencia del estándar de fabricación. En el contexto de aquel entonces, los medidores de energía prepago con tarjeta IC no tenían otra opción que sortear los cuellos de botella de la tecnología de comunicación.
1. Medidor de energía prepago tipo tarjeta
1.1 Función principal
1.1.1 Función de medición: medición monofásica de energía activa; ahorra energía histórica y tiene la función de congelamiento de energía.
1.1.2 Función multitarifa: Periodo de ajuste programable, múltiples tarifas. El reloj temporizador cuenta con función de compensación de temperatura.
1.1.3 Función de comunicación: con interfaz RS485 y una interfaz de comunicación por infrarrojos. La interfaz RS485 generalmente está aislada eléctricamente del interior del medidor y cuenta con un diseño de protección contra acceso a CA 220 V.
1.1.4. Función de visualización: Pantalla LCD. El botón permite alternar automáticamente la visualización. La interfaz muestra información como la cantidad restante, la energía total, el precio actual de la electricidad, etc.
1.1.5. Función de copia de información de compra de energía: un medidor por tarjeta, es decir, un medidor solo puede corresponder a una tarjeta IC. Al insertar la tarjeta para la transmisión de energía, la información de consumo eléctrico del medidor se copia automáticamente a la tarjeta IC; al volver a comprar electricidad, la información de la tarjeta se guarda automáticamente en el ordenador para su archivo y verificación.
1.1.6. Función de recordatorio de recarga del medidor: Generalmente, hay alarma de visualización y alarma de falla de energía, también aumenta la función de corte de carga.
1.1.7. Función de control de sobrecarga: Al configurar el umbral de potencia, se puede controlar el apagado por sobrecarga en el lado de carga. El tiempo de apagado se puede configurar de dos maneras: apagado inmediato o apagado retardado. La alimentación se puede restablecer pulsando el botón o insertando la tarjeta.
1.1.8. Función de control de prepago: El medidor implementa el método de gestión de compra de electricidad primero y uso después. Cuando no hay carga en el medidor, el interruptor de carga cortará automáticamente el suministro de energía. Después de cargar el medidor, este se volverá a cerrar para restablecer la función de suministro de energía. Con las mejoras continuas, se ha incorporado la función de sobregiro, que permite un sobregiro moderado según la situación real. El sobregiro se puede configurar. Una vez completado el sobregiro, el medidor se apagará y la parte del sobregiro se cargará y descontará automáticamente la próxima vez que se recargue.
1.1.9. Función anti-acaparamiento de energía: Debido al macrocontrol de la política de precios de la electricidad, para evitar que se cargue una cantidad excesiva de energía en el medidor, se restringe al cliente la carga de demasiada energía a la vez mediante el establecimiento del umbral de acaparamiento de energía en el medidor.
10. Función de protección de seguridad: Generalmente, la tecnología de tarjeta CPU se utiliza para el diseño de seguridad del sistema. La autenticación de seguridad del medidor de energía eléctrica con tarjeta CPU y de la tarjeta CPU se realiza mediante el módulo ESAM del medidor de energía. La MCU del medidor de energía con tarjeta CPU solo se encarga de la transmisión de datos durante el proceso de autenticación y no participa en el cifrado ni el descifrado de datos. Al vender electricidad, mediante una serie de pruebas de autenticación de claves, se pueden realizar operaciones como la confirmación de la tarjeta de compra de energía, el permiso para escribir información en ella y el permiso para reescribir el borrado de archivos binarios.
1.2 Ventaja principal
1.2.1 Mejorar la eficiencia y precisión de la lectura de medidores. Mediante la interfaz RS485 y la interfaz de comunicación por infrarrojos, se puede utilizar el dispositivo portátil de lectura de medidores correspondiente para la transcripción de lotes in situ. Esto tiene un impacto muy importante en la situación actual, donde el número de medidores de energía administrados por las empresas de suministro eléctrico ha aumentado considerablemente.
1.2.2 Solucionar eficazmente el problema de la morosidad. Reducir significativamente los costos operativos de cobro de facturas de electricidad y mejorar la seguridad en el cobro de las tarifas de electricidad.
1.2.3 Aliviar las contradicciones que generan las dificultades de pago. Con el gran aumento del número de clientes y la relativa concentración de franjas horarias de pago, el modelo de cobro tradicional es muy propenso a causar congestiones en los pagos. La implementación de medidores de energía prepago ha reducido considerablemente la presión sobre los cobros en mostrador y los riesgos del servicio.
1.3 Problemas en la aplicación
1.3.1 Baja capacidad antiataque. La pérdida o el daño de la tarjeta IC, especialmente sus puertos de lectura y escritura abiertos, son vulnerables a ataques externos. Es difícil obtener evidencia después de un ataque, lo que provoca fallas en el sistema de control interno y facilita las disputas eléctricas.
1.3.2 La gestión es compleja. Debido a la rapidez y aleatoriedad de la compra de energía de las tarjetas IC, el departamento de suministro de energía ha aumentado la presión para venderla. Al mismo tiempo, para garantizar la seguridad de los datos, actualmente se utilizan ampliamente las tarjetas CPU inteligentes. Su sistema COS y la autenticación de clave dinámica garantizan la seguridad de los datos, pero también aumentan la carga de trabajo de gestión del departamento de administración de energía. Además, la demostración multienlace aumenta la incidencia de fallos inesperados.
1.3.3 La adaptabilidad de la política de ajuste de precios de la electricidad es limitada. El precio de la electricidad se determina y se registra en el medidor de energía prepago al momento de la compra. Dado que el precio de la electricidad almacenado en la tarjeta IC del medidor de energía prepago no se puede ajustar en tiempo real, cada ajuste de precio supone una gran carga de trabajo para la compañía eléctrica, y los clientes también son propensos a cuestionar.
1.3.4 La recopilación de datos no es oportuna. No refleja el estado del consumo eléctrico del cliente en tiempo real, no permite un control eficaz del robo de electricidad y no satisface las necesidades de gestión en tiempo real de la automatización de la gestión eléctrica.
1.3.5 La escalabilidad funcional del método de compra de energía no es alta. El sistema de prepago que utiliza tarjetas IC como medio de transmisión de datos no facilita la integración efectiva con la banca telefónica, la banca en línea y otros métodos de compra de electricidad. Los clientes suelen comprar electricidad en puntos de venta con tarjetas, lo que reduce la calidad del servicio de comercialización y aumenta la carga de trabajo de las compañías eléctricas. Por lo tanto, para resolver los problemas e inconvenientes en la aplicación práctica de los medidores de energía prepago con tarjetas IC, se soluciona el problema de compatibilidad del sistema de comunicación. La superación del cuello de botella de la tecnología central relacionada ofrece un amplio margen inimaginable para la aplicación remota de medidores de energía prepago.
2. Integración del medidor de energía prepago y el sistema de lectura remota de medidores
2.1Español Los métodos básicos de comunicación en el sistema de lectura remota de medidores incluyen principalmente comunicación por fibra óptica, comunicación por línea telefónica, bus RS485, cable de TV, Internet, comunicación por portadora de línea eléctrica, bus de instrumentos, comunicación por satélite, GPRS y CDMA, etc. Todos los tipos de métodos de comunicación tienen sus ventajas y desventajas y sus aspectos aplicables. Combinado con las características de la industria de las empresas de suministro de energía y la aplicación práctica del espectro ensanchado de la portadora de línea eléctrica de bajo voltaje, salto de frecuencia, reenvío y retransmisión (el medidor de portadora puede configurarse dinámicamente como un enrutador o transpondedor por el concentrador local a través de la línea eléctrica) tecnología y aplicación práctica de chips especiales. En la actualidad, el bajo voltaje de la lectura automática remota de medidores El sistema adopta principalmente el método de lectura centralizada de medidores de portadora de línea eléctrica + transmisión remota GPRS + serie de medidores de energía prepago de soluciones técnicas.
2.2Estructura del sistema: El sistema centralizado de lectura de contadores de líneas eléctricas está compuesto por estaciones maestras de lectura centralizada, colectores, concentradores, contadores y otros equipos. Según las condiciones del sitio, se establece una red dedicada, y la lectura de contadores, el control y la gestión del consumo eléctrico se realizan mediante software. El sistema consta de tres capas físicas y dos capas de enlace. La recopilación de datos de la estación maestra adopta una estructura en estrella, es decir, un centro de gestión del consumo de energía es la capa de gestión para múltiples concentradores; la estación maestra está conectada al concentrador de datos mediante la red GPRS; los colectores están conectados mediante líneas eléctricas de baja tensión, los colectores están instalados en la caja del contador, y los colectores y los contadores de energía del cliente están conectados en paralelo mediante la interfaz RS485 para formar la capa del cliente.
2.3 Características del sistema
2.3.1 Adopte el método de comunicación PLC (portadora de línea eléctrica): uso efectivo de la estructura de topología de la red eléctrica, fácil construcción.
2.3.2 Grupo de datos básicos: todos los clientes incluidos en el sistema de copia centralizado se pueden seleccionar para copiar (copia puntual, copia completa), copia multipunto para formar un grupo de datos básicos y varios análisis (pérdida de línea, velocidad múltiple, carga, etc.), para satisfacer las necesidades de varias gestiones inteligentes de clientes.
2.3.3 Combinación de software y hardware: El diseño del sistema considera plenamente las necesidades y la comodidad de los usuarios. Partiendo del hardware fijo, el software de fondo se encarga de la compensación de funciones del sistema, la modificación de la gestión y la adición de operaciones (control remoto de energía).
2.3.4 Ofrece ventajas como fácil instalación, alta confiabilidad, seguridad y fácil mantenimiento. Además, el costo del proyecto es bajo, el mantenimiento del sistema es sencillo y el costo de operación es bajo.
2.4 Aplicación de las funciones principales
El medidor de energía de prepago remoto coopera con el sistema de gestión del consumo de energía para realizar funciones como lectura remota de medidores, prepago remoto, prevención de robo de electricidad y gestión de carga.
2.4.1 Lectura remota de medidores
La estación maestra puede realizar lecturas aleatorias del medidor y determinar si el medidor de energía in situ presenta fallas o si el consumo eléctrico del cliente es anormal, según los datos de lectura. La estación maestra también puede leer el medidor según la rutina de lectura y transmitir los datos al sistema de información de gestión de marketing de energía para el cálculo del costo de la electricidad. Al mismo tiempo, la estación maestra también puede configurar el medidor de energía eléctrica para que informe periódicamente los datos de campo mediante configuración remota.
2.4.2 prepago remoto
Los clientes pueden adquirir electricidad de diversas formas para evitar picos de pago. Cuando el saldo restante en el medidor es 0, este emite una señal de disparo que activa el relé interno o el interruptor de control de carga externo para cortar la energía, evitando así la morosidad. El método de prepago remoto es seguro y confiable, evitando fallos como la falta de lectura de la tarjeta y errores de información debidos a la transmisión de información a través de la tarjeta IC. Al mismo tiempo, al ajustar el precio de la electricidad, los parámetros del medidor de energía local se pueden modificar por lotes de forma oportuna a través de la centralita, para garantizar que los parámetros del medidor de energía local estén sincronizados con el ajuste.
2.4.3 Antirrobo
Cuando los parámetros del medidor de energía eléctrica en sitio cambian o se producen fallas como pérdida de voltaje, pérdida de corriente o cableado incorrecto, el medidor se puede reportar automáticamente a la central. Acuda al sitio para una inspección. Esta función puede captar electricidad eficazmente y prevenir problemas antes de que ocurran.
2.4.4 gestión de carga
La estación maestra puede recopilar datos de voltaje, corriente, potencia, electricidad y otros datos del medidor de energía in situ para el análisis y la gestión de la carga. Con base en los datos de corriente, se puede trazar la curva de carga para monitorear la variación de la carga eléctrica. Según los datos de voltaje, se puede calcular la tasa de calificación de voltaje. Al configurar el límite de potencia activa en el medidor de energía, se controla el consumo de energía por sobrecarga del cliente.
2.5 Análisis de ganancia
2.5.1 Gracias a la lectura remota de medidores, se puede ahorrar una gran cantidad de mano de obra para la lectura de medidores. Al mismo tiempo, se evitan errores en la lectura manual de medidores y se pueden detectar fallas a tiempo, mejorando así la calidad del servicio.
2.5.2 Debido a la implementación del prepago, los atrasos se han reducido en gran medida, se ha mejorado la tasa de recuperación de los cargos de electricidad y se han reducido los costos operativos de la restauración in situ de la electricidad en la gestión de recuperación de los cargos de electricidad.
2.5.3 Dado que se puede realizar el monitoreo en línea del estado de funcionamiento del medidor de energía eléctrica en el sitio, se puede prevenir de manera efectiva el robo de electricidad y reducir la pérdida desconocida de electricidad.
2.5.4 Gracias al control automático de carga, se elimina la ocurrencia de quema del medidor de sobrecarga y, al mismo tiempo, se evita el fenómeno de que los clientes no realicen la evaluación de precios y tarifas de electricidad según el tiempo de uso debido a la falta de información sobre la capacidad de consumo de energía.
3. Escenario de aplicación de los productos prepago de Acrel
3.1 Función
Recolección de cargos de electricidad de medidores prepago, control, viajes morosos; proporcionar módulo de gestión post-pago; módulo de análisis de consumo de energía;
Cobro de rentas, derechos sobre inmuebles y atrasos;
Tarifas de electricidad compartidas en áreas públicas;
Acceso a lectura y medición de medidores en áreas públicas y subestaciones;
Prepago + consumo energético del edificio, sistema integrado de medición de energía clasificada y por subpartidas;
Gestión financiera centralizada y control de grupos de propiedades/bienes raíces, autoridad separada para subpropiedades;
La solución inalámbrica es fácil de modificar y de depurar.
4. Selección rápida de productos:
5. Conclusión
Si bien las desventajas de los medidores de energía prepago tradicionales son cada vez más evidentes, ya que no satisfacen las necesidades de la gestión eléctrica moderna, a corto plazo, especialmente en regiones con una base de clientes relativamente dispersa, aún existe cierto grado de aplicación. Por otro lado, con el continuo desarrollo de la sociedad, los medidores de energía prepago se integrarán cada vez más con las tecnologías de comunicación y control inteligente (por ejemplo, los medidores de energía prepago remotos basados en tecnología de comunicación móvil podrían reemplazar por completo a los medidores de energía prepago tradicionales con tarjeta IC). Para los medidores de energía prepago, la función de "control inteligente remoto en tiempo real" es una tendencia inevitable en el desarrollo tecnológico para expandirse a un mercado más amplio. Para las empresas de suministro de energía, la popularización y aplicación de la función de "control inteligente remoto en tiempo real" también permitirá mejorar continuamente la gestión y la calidad del servicio del consumo eléctrico diario.
Referencias:
[1] Manual de diseño y aplicación de microrredes empresariales de Acrel. Versión 2022.05
Hora de publicación: 29 de abril de 2025