Riassunto: Questo articolo illustra le principali funzioni del tradizionale contatore di energia prepagato con scheda IC, analizza i vantaggi e gli svantaggi della sua applicazione; introduce in dettaglio l'espansione delle funzioni del contatore di energia prepagato dopo l'integrazione della tecnologia di comunicazione, della tecnologia di controllo intelligente e promuove il valore pratico, per descrivere la possibile tendenza allo sviluppo tecnico del contatore di energia prepagato.
Parola chiave: Contatore energetico prepagato, applicazione, analisi
Le tariffe elettriche rappresentano la principale fonte di finanziamento per le imprese di fornitura di energia elettrica, consentendo loro di mantenere la produzione e lo sviluppo. La loro tempestività nell'addebito gioca un ruolo importante nella circolazione del capitale delle imprese di fornitura di energia elettrica. A causa del modello di consumo di energia elettrica "usa prima l'elettricità, paga dopo", che ha caratterizzato per molti anni l'ampia base di utenti di energia elettrica e i mezzi tecnici per le interruzioni di corrente in loco e il razionamento dell'energia, nonché l'incompatibilità delle normative di supporto con l'economia di mercato, ciò comporta direttamente l'enorme rischio per le imprese di fornitura di energia elettrica di addebitare le tariffe elettriche, che nel corso degli anni hanno investito manodopera, risorse finanziarie e pressione operativa. In questo contesto, per adattarsi meglio alla riforma del sistema elettrico, sono stati ampiamente utilizzati i contatori elettrici prepagati.
A causa dell'applicazione immatura delle prime tecnologie di comunicazione basate sul core, la compatibilità del sistema è diventata un ostacolo importante che ha influenzato la diffusione e l'applicazione del sistema di lettura automatica dei contatori a distanza per la gestione della misurazione dell'energia elettrica, in particolare la compatibilità del protocollo di comunicazione e l'incoerenza dello standard di produzione. Nell'ambiente di allora, il contatore di energia prepagato con scheda IC non aveva altra scelta che evitare il collo di bottiglia applicativo della tecnologia di comunicazione.
1. Tipo di carta Contatore energetico prepagato
1.1 Funzione principale
1.1.1 Funzione di misurazione: misurazione monofase dell'energia attiva; salvataggio della potenza storica e funzione di congelamento della potenza.
1.1.2 Funzione multi-tariffa: periodo di tempo di impostazione programmabile, tariffe multiple. L'orologio di temporizzazione ha una funzione di compensazione della temperatura.
1.1.3 Funzione di comunicazione: con interfaccia RS485 e interfaccia di comunicazione a infrarossi. L'interfaccia RS485 è generalmente isolata elettricamente dall'interno del contatore e presenta un design di protezione dall'accesso a 220 V CA.
1.1.4. Funzione di visualizzazione: display LCD, il pulsante può visualizzare automaticamente il ciclo, l'interfaccia mostra ad esempio la quantità rimanente, la potenza totale, il prezzo attuale dell'elettricità e così via.
1.1.5. Funzione di copia delle informazioni relative all'acquisto di energia: un contatore una scheda, ovvero un contatore può corrispondere a una sola scheda IC. Quando la scheda viene inserita per il trasferimento di energia, le informazioni sul consumo di energia elettrica presenti nel contatore vengono automaticamente copiate sulla scheda IC; al successivo acquisto di energia elettrica, le informazioni contenute nella scheda vengono automaticamente salvate nel computer per l'archiviazione e la verifica dei dati.
1.1.6. Funzione di promemoria per la ricarica del contatore: in genere, sono presenti allarmi sul display e allarmi di interruzione di corrente, oltre ad aumentare la funzione di interruzione del carico.
1.1.7. Funzione di controllo del sovraccarico: impostando la soglia di potenza, è possibile realizzare il controllo di spegnimento in caso di sovraccarico sul lato carico. Il tempo di spegnimento può essere impostato in due modi: spegnimento immediato e spegnimento ritardato. L'alimentazione può essere ripristinata premendo il pulsante o inserendo la scheda.
1.1.8. Funzione di controllo prepagato: il contatore implementa il metodo di gestione dell'acquisto di elettricità e del suo utilizzo. Quando non è presente alcun addebito sul contatore, l'interruttore di carico del contatore interrompe automaticamente l'alimentazione del carico. Dopo aver caricato il contatore, questo si richiude per ripristinare la funzione di alimentazione del carico. Grazie al continuo miglioramento, è stata aggiunta la funzione di scoperto, che può consentire uno scoperto moderato in base alla situazione effettiva. Lo scoperto può essere impostato. Una volta completato lo scoperto, il contatore si spegne e la parte di scoperto verrà automaticamente addebitata e sottratta alla successiva ricarica del contatore.
1.1.9. Funzione anti-accumulo di energia: grazie al macrocontrollo della politica dei prezzi dell'elettricità, per evitare che venga addebitata sul contatore una quantità eccessiva di energia (energia), il cliente non può addebitare troppa energia (energia) in una volta sola impostando la soglia di accumulo di energia nel contatore.
10. Funzione di protezione della sicurezza: in genere, la tecnologia della scheda CPU viene utilizzata per la progettazione della sicurezza del sistema. L'autenticazione di sicurezza del contatore di energia elettrica con scheda CPU e della scheda CPU viene completata tramite il modulo ESAM nel contatore di energia. La MCU del contatore di energia con scheda CPU svolge solo il ruolo di trasmissione dei dati durante il processo di autenticazione e non partecipa alla crittografia e alla decrittografia dei dati. Durante la vendita di energia elettrica, attraverso una serie di test di autenticazione delle chiavi, è possibile realizzare operazioni come la conferma della scheda di acquisto di energia, l'autorizzazione a scrivere informazioni sulla scheda di acquisto di energia e l'autorizzazione a riscrivere la cancellazione del file binario.
1.2 Vantaggio principale
1.2.1 Migliorare l'efficienza e la precisione della lettura dei contatori. Tramite l'interfaccia RS485 e l'interfaccia di comunicazione a infrarossi, è possibile utilizzare il dispositivo portatile di lettura dei contatori per la trascrizione in batch in loco. Ciò ha un impatto molto significativo sulla situazione attuale, in cui il numero di contatori di energia gestiti dalle aziende di fornitura di energia è aumentato notevolmente.
1.2.2 Risolvere efficacemente il problema degli arretrati. Riduzione significativa dei costi operativi per la riscossione delle bollette elettriche e maggiore sicurezza nella riscossione delle tariffe elettriche.
1.2.3 Alleviare la contraddizione delle difficoltà di pagamento. Con il forte aumento del numero di clienti e la relativa concentrazione delle fasce orarie di pagamento, il modello di tariffazione tradizionale è molto incline a causare congestioni nei pagamenti. L'applicazione dei contatori energetici prepagati ha notevolmente ridotto la pressione sulle tariffe allo sportello e i rischi di servizio.
1.3 Problemi nell'applicazione
1.3.1 Scarsa capacità anti-attacco. La perdita e il danneggiamento della scheda IC, in particolare l'apertura delle porte di lettura e scrittura, rendono la scheda IC vulnerabile ad attacchi esterni. È difficile ottenere prove dopo un attacco che causa il guasto del sistema di controllo interno, ed è molto facile che si verifichino controversie relative all'elettricità.
1.3.2 La gestione è complessa. A causa dell'improvvisa e casuale acquisizione di energia dalle schede IC, il reparto di alimentazione ha aumentato la pressione sulla vendita di energia. Allo stesso tempo, per garantire la sicurezza dei dati, le schede CPU intelligenti sono attualmente ampiamente utilizzate. Il loro sistema COS e l'autenticazione a chiave dinamica garantiscono la sicurezza dei dati, ma aumentano anche il carico di lavoro del reparto di gestione dell'alimentazione. Inoltre, la dimostrazione multi-link aumenta il verificarsi di guasti imprevisti.
1.3.3 L'adattabilità dell'adeguamento della politica tariffaria dell'elettricità non è elevata. Il prezzo dell'elettricità è stato determinato e registrato sul contatore prepagato al momento dell'acquisto. Poiché il prezzo dell'elettricità memorizzato nel contatore prepagato con scheda IC non può essere modificato in tempo reale, ogni adeguamento di prezzo aggiunge un notevole carico di lavoro alla società fornitrice di energia, e i clienti sono anche soggetti a dubbi.
1.3.4 La raccolta dati non è tempestiva. Non può riflettere in tempo reale lo stato del consumo di elettricità del cliente, non può monitorare efficacemente i furti di elettricità e non può soddisfare le esigenze di gestione in tempo reale dell'automazione della gestione dell'elettricità.
1.3.5 La scalabilità funzionale del metodo di acquisto di energia non è elevata. Il sistema di prepagamento che utilizza le carte IC come mezzo di trasmissione dati non è facilmente integrabile in modo efficace con il banking telefonico, l'online banking e altri metodi di acquisto di energia elettrica. I clienti spesso acquistano l'elettricità presso i punti vendita con le carte, il che riduce la qualità del servizio di commercializzazione dell'elettricità e aumenta il carico di lavoro delle aziende fornitrici di energia. Pertanto, al fine di risolvere i problemi e gli svantaggi nell'applicazione effettiva dei contatori di energia prepagati con carte IC, è stato risolto il problema di compatibilità del sistema di comunicazione. L'eliminazione del collo di bottiglia della tecnologia di base offre un ampio spazio, forse inimmaginabile, per l'applicazione remota dei contatori di energia prepagati.
2. Integrazione del contatore energetico prepagato e del sistema di lettura remota dei contatori
2.1I metodi di comunicazione di base nel sistema di lettura remota dei contatori includono principalmente la comunicazione in fibra ottica, la comunicazione su linea telefonica, il bus RS485, il cavo TV, Internet, la comunicazione su linea elettrica, il bus di strumenti, la comunicazione satellitare, GPRS e CDMA, ecc. Tutti i tipi di metodi di comunicazione presentano vantaggi e svantaggi e i loro aspetti applicabili. In combinazione con le caratteristiche del settore delle aziende di fornitura di energia e l'applicazione pratica della tecnologia a spettro diffuso di onde convogliate a bassa tensione, salto di frequenza, inoltro e ritrasmissione (il contatore di portante può essere impostato dinamicamente come router o transponder dal concentratore locale attraverso la linea elettrica) e l'applicazione pratica di chip speciali, attualmente, il sistema di lettura automatica remota dei contatori a bassa tensione adotta principalmente il metodo di lettura centralizzata dei contatori su linea elettrica + trasmissione remota GPRS + una serie di soluzioni tecniche per contatori di energia prepagati.
2.2La struttura del sistema di lettura centralizzata dei contatori ad onde convogliate è composta da stazioni master di lettura centralizzata, collettori, concentratori, contatori e altre apparecchiature. In base alle condizioni del sito, viene creata una rete dedicata e la lettura dei contatori, il controllo e la gestione dei consumi elettrici vengono eseguiti tramite software. Il sistema è costituito da tre livelli fisici e due livelli di collegamento. La raccolta dati della stazione master adotta una struttura a stella, ovvero un centro di gestione dei consumi energetici funge da livello di gestione per più concentratori; la stazione master è collegata al concentratore dati tramite rete GPRS; i collettori sono collegati tramite linee elettriche a bassa tensione, i collettori sono installati nella scatola del contatore e i collettori e i contatori di energia del cliente sono collegati in parallelo tramite interfaccia RS485 per formare il livello cliente.
2.3 Caratteristiche del sistema
2.3.1 Adottare il metodo di comunicazione PLC (power line carrier): utilizzo efficace della struttura topologica della rete elettrica, facile costruzione.
2.3.2 Gruppo dati di base: tutti i clienti inclusi nel sistema di copia centralizzato possono essere selezionati per la copia (copia puntuale, copia completa), la copia multi-punto per formare un gruppo dati di base e varie analisi (perdita di linea, velocità multipla, carico, ecc.), per soddisfare le esigenze di una gestione intelligente dei clienti.
2.3.3 Combinazione di software e hardware: la progettazione del sistema tiene pienamente conto delle esigenze e della praticità degli utenti. Sulla base di un hardware fisso, tutte le funzioni di compensazione del sistema, le modifiche di gestione e l'aggiunta di funzionalità (alimentazione tramite telecomando) sono gestite dal software di base.
2.3.4 Presenta i vantaggi di una facile installazione, elevata affidabilità, buona sicurezza e una solida manutenibilità. Allo stesso tempo, i costi di progetto sono bassi, la manutenzione del sistema è semplice e i costi operativi sono bassi.
2.4 Applicazione delle funzioni principali
Il contatore di energia a prepagamento remoto interagisce con il sistema di gestione del consumo energetico per realizzare funzioni quali la lettura remota del contatore, il prepagamento remoto, la prevenzione dei furti di elettricità e la gestione del carico.
2.4.1 Lettura remota del contatore
La stazione master può effettuare letture casuali del contatore e, in base ai dati di lettura, valutare se il contatore in loco è difettoso o se il consumo di elettricità del cliente è anomalo. La stazione principale può anche leggere il contatore secondo la routine di lettura e trasmettere i dati di lettura al sistema informativo di gestione della commercializzazione dell'energia elettrica per il calcolo dei costi dell'elettricità. Allo stesso tempo, la stazione master può anche fare in modo che il contatore di energia elettrica segnali regolarmente i dati di campo tramite impostazione remota.
2.4.2 prepagato remoto
I clienti possono acquistare l'elettricità in diverse modalità per evitare efficacemente i picchi di pagamento. Quando l'importo residuo sul contatore del cliente è pari a 0, il contatore emette un segnale di sgancio per far intervenire il relè interno o l'interruttore di controllo del carico esterno e interrompere l'alimentazione, evitando così il problema degli arretrati. Il metodo di prepagamento remoto è sicuro e affidabile, evitando guasti come la mancata lettura della carta e gli errori di informazione dovuti alla trasmissione di informazioni tramite la scheda IC. Allo stesso tempo, quando il prezzo dell'elettricità viene modificato, i parametri del prezzo dell'elettricità nel contatore di energia in loco possono essere modificati in batch e tempestivamente tramite la stazione master, in modo da garantire che i parametri del prezzo dell'elettricità nel contatore di energia in loco siano sincronizzati con l'adeguamento del prezzo.
2.4.3 Anti-furto
Quando i parametri del contatore di energia elettrica in loco cambiano o si verificano guasti come cali di tensione, cali di corrente o cablaggi errati, il contatore di energia elettrica può essere automaticamente segnalato alla stazione principale. Recatevi sul posto per un'ispezione. Questa funzione può efficacemente sottrarre energia elettrica e prevenire i problemi prima che si verifichino.
2.4.4 gestione del carico
La stazione master può raccogliere dati relativi a tensione, corrente, potenza, elettricità e altri dati del contatore di energia in loco per l'analisi e la gestione del carico. In base ai dati di corrente, è possibile tracciare la curva di carico per monitorare la variazione del carico elettrico. In base ai dati di tensione, è possibile calcolare il tasso di qualificazione della tensione. Impostando il limite di potenza attiva nel contatore di energia, è possibile controllare il consumo di energia in caso di sovraccarico del cliente.
2.5 Analisi del guadagno
2.5.1 Grazie all'utilizzo della lettura remota dei contatori, è possibile risparmiare notevolmente sui costi di manodopera per gli addetti alla lettura. Allo stesso tempo, è possibile evitare errori nella lettura manuale dei contatori e individuare tempestivamente eventuali guasti, migliorando così i livelli di servizio.
2.5.2 Grazie all'implementazione del pagamento anticipato, gli arretrati sono stati notevolmente ridotti, il tasso di recupero delle spese elettriche è stato migliorato e i costi operativi del ripristino in loco dell'elettricità nella gestione del recupero delle spese elettriche sono stati ridotti.
2.5.3 Poiché è possibile effettuare il monitoraggio in linea dello stato di funzionamento del contatore di energia elettrica in loco, è possibile prevenire efficacemente il furto di elettricità e ridurre le perdite di elettricità sconosciute.
2.5.4 Grazie al controllo automatico del carico, si elimina il rischio di bruciatura del contatore di sovraccarico e, allo stesso tempo, si evita il fenomeno per cui i clienti non effettuano la valutazione del prezzo dell'elettricità e della tariffa energetica in base all'orario di utilizzo a causa della sottostima della capacità di consumo energetico.
3. Scenario applicativo dei prodotti prepagati Acrel
3.1 Funzione
Riscossione e controllo della tariffa elettrica del contatore prepagato, sblocco degli arretrati; modulo di gestione post-pagamento; modulo di analisi del consumo energetico;
Riscossione di affitti e spese condominiali, nonché arretrati;
Spese elettriche condivise nelle aree pubbliche;
Accesso alla lettura dei contatori e alla misurazione nelle aree pubbliche e nelle sottostazioni;
Sistema integrato di misurazione dell'energia classificata e delle sottovoci, prepagamento + consumo energetico dell'edificio;
Gestione e controllo finanziario centralizzati dei gruppi immobiliari/di proprietà, autorità separata per le sotto-proprietà;
La soluzione wireless è facile da modificare e da eseguire il debug
4. Selezione rapida del prodotto:
5. Conclusion
Sebbene i numerosi svantaggi dei contatori energetici prepagati tradizionali stiano diventando sempre più evidenti, in quanto non soddisfano le esigenze della moderna gestione dell'energia elettrica, nel breve termine, soprattutto nelle regioni in cui la base clienti è relativamente dispersa, trovano ancora un certo grado di applicazione. D'altra parte, con il continuo sviluppo della società, i contatori energetici prepagati saranno sempre più integrati con le tecnologie di comunicazione e di controllo intelligente (ad esempio, i contatori energetici prepagati remoti basati sulla tecnologia di comunicazione mobile potrebbero sostituire completamente i tradizionali contatori energetici prepagati con scheda IC. Ambito di applicazione del contatore energetico). Per i contatori energetici prepagati, è un'inevitabile tendenza allo sviluppo tecnologico quella di dotarsi della funzione di "controllo intelligente remoto in tempo reale" per espandersi in un mondo più ampio. Per le aziende fornitrici di energia, la diffusione e l'applicazione della funzione di "controllo intelligente remoto in tempo reale" consentiranno inoltre di migliorare costantemente il livello di gestione e la qualità del servizio del consumo elettrico giornaliero.
Riferimenti:
[1] Manuale di progettazione e applicazione della microrete Acrel Enterprise. Versione 2022.05
Data di pubblicazione: 29-04-2025