Samenvatting: In dit artikel worden de belangrijkste functies van de traditionele IC-kaart prepaid energiemeter uiteengezet, worden de voor- en nadelen ervan geanalyseerd en wordt gedetailleerd ingegaan op de functie-uitbreiding van de prepaid energiemeter na integratie van communicatietechnologie en intelligente besturingstechnologie. Tevens wordt de praktische waarde ervan bevorderd en worden de mogelijke technische ontwikkelingstrends van de prepaid energiemeter beschreven.
Trefwoord: Prepaid energiemeter, applicatie, analyse
Elektriciteitskosten vormen de belangrijkste bron van inkomsten voor energiebedrijven om de productie en ontwikkeling in stand te houden. Of deze kosten op tijd in rekening kunnen worden gebracht, speelt een belangrijke rol in de kapitaalcirculatie van energiebedrijven. Door het jarenlange elektriciteitsverbruiksmodel van "eerst elektriciteit gebruiken, later betalen", de brede waaier aan elektriciteitsgebruikers en de technische mogelijkheden voor stroomuitval en stroomrantsoenering ter plaatse, evenals de onverenigbaarheid van ondersteunende regelgeving met de markteconomie, leidt dit direct tot een enorm risico voor energiebedrijven bij het in rekening brengen van elektriciteitskosten. Er is in de loop der jaren veel mankracht, financiële middelen en operationele druk in geïnvesteerd. Om zich beter aan te passen aan de hervorming van het energiesysteem, zijn in deze context prepaid-elektriciteitsmeters op grote schaal gebruikt.
Door de onvolwassen toepassing van de vroege kerngerelateerde communicatietechnologie is de compatibiliteit van het systeem een belangrijk obstakel geworden voor de popularisering en toepassing van het systeem voor automatische meteruitlezing op afstand voor het beheer van elektriciteitsmeters. Dit geldt met name voor de compatibiliteit van het communicatieprotocol en de inconsistentie van de productiestandaard. In de toenmalige omgeving had de prepaid energiemeter met IC-kaart geen andere keuze dan de knelpunten in de communicatietechnologie te omzeilen.
1. Kaarttype Prepaid Energiemeter
1.1 Hoofdfunctie
1.1.1 Meetfunctie: eenfasemeting van actieve energie; slaat historische energie op en heeft de functie om energie te bevriezen.
1.1.2 Multitarieffunctie: programmeerbare tijdsperiode, meerdere tarieven. De tijdklok heeft een temperatuurcompensatiefunctie.
1.1.3 Communicatiefunctie: met RS485-interface en een infraroodcommunicatie-interface. De RS485-interface is over het algemeen elektrisch geïsoleerd van de binnenkant van de meter en heeft een anti-AC 220V-toegangsbeveiliging.
1.1.4. Weergavefunctie: LCD-scherm, met de knop kunt u automatisch door de weergavecyclus bladeren. De interface toont onder meer het resterende bedrag, het totale vermogen, de huidige elektriciteitsprijs, enzovoort.
1.1.5. Informatie kopiëren en terugkopen van stroom: één meter, één kaart, d.w.z. één meter kan slechts met één IC-kaart corresponderen. Wanneer de kaart wordt geplaatst voor stroomoverdracht, wordt de informatie over het elektriciteitsverbruik in de meter automatisch teruggekopieerd naar de IC-kaart; wanneer er opnieuw stroom wordt afgenomen, wordt de informatie op de kaart automatisch in de computer geschreven voor archivering en gegevensverificatie.
1.1.6. Herinneringsfunctie voor het opladen van de meter: Over het algemeen zijn er display-alarmen en alarmen voor stroomuitval. Ook de functie voor het uitschakelen van de belasting is vergroot.
1.1.7. Overbelastingsregeling: Door de vermogensdrempel in te stellen, kan de uitschakelregeling bij overbelasting aan de belastingszijde worden gerealiseerd. De uitschakeltijd kan op twee manieren worden ingesteld: direct uitschakelen en vertraagd uitschakelen. De stroom kan worden hersteld door op de knop te drukken of de kaart te plaatsen.
1.1.8. Prepaid-regelfunctie: de meter realiseert de beheermethode waarbij eerst elektriciteit wordt ingekocht en vervolgens gebruikt. Wanneer er geen elektriciteitsrekening in de meter staat, schakelt de lastschakelaar in de meter de stroomtoevoer automatisch uit. Nadat de meter is opgeladen, sluit de meter weer om de stroomtoevoer te herstellen. Met de voortdurende verbetering is de functie voor overschrijding van de termijn toegevoegd, waarmee een gematigde overschrijding mogelijk is, afhankelijk van de actuele situatie. De overschrijding kan worden ingesteld. Nadat de overschrijding is voltooid, wordt de meter uitgeschakeld en wordt het overschrijdingsgedeelte automatisch belast en afgetrokken wanneer de meter de volgende keer wordt opgeladen.
1.1.9. Anti-oppottingfunctie: Door de macrocontrole van het elektriciteitsprijsbeleid wordt voorkomen dat er te veel stroom (hoeveelheid) in rekening wordt gebracht aan de meter. De klant wordt ervan weerhouden om te veel stroom (hoeveelheid) in één keer in rekening te brengen. Dit wordt gedaan door een drempelwaarde voor oppotting in te stellen in de meter.
10. Beveiligingsfunctie: Over het algemeen wordt CPU-kaarttechnologie gebruikt voor het ontwerp van de systeembeveiliging. De beveiligingsauthenticatie van de CPU-kaart en de CPU-kaart wordt voltooid via de ESAM-module in de energiemeter. De MCU van de CPU-kaart speelt alleen een rol bij de gegevensoverdracht tijdens het authenticatieproces en neemt niet deel aan de encryptie en decryptie van gegevens. Bij de verkoop van elektriciteit kunnen bewerkingen zoals de bevestiging van de energiepas, de toestemming om informatie op de energiepas te schrijven en de toestemming om het wissen van binaire bestanden terug te schrijven, worden uitgevoerd via een reeks sleutelauthenticatietests.
1.2 Belangrijkste voordeel
1.2.1 Verbeter de efficiëntie en nauwkeurigheid van meteruitlezingen. Via de RS485-interface en infraroodcommunicatie-interface kan het bijbehorende draagbare meteruitleesapparaat worden gebruikt voor batchverwerking op locatie. Dit heeft een zeer belangrijke impact op de huidige situatie, waarin het aantal energiemeters dat door energieleveranciers wordt beheerd, sterk is toegenomen.
1.2.2 Effectief oplossen van het probleem van betalingsachterstanden. Aanzienlijk lagere operationele kosten voor het innen van elektriciteitsrekeningen, en Verbeterde beveiliging van de inning van elektriciteitstarieven.
1.2.3 Verminder de tegenstrijdigheid van betalingsproblemen. Door de sterke toename van het aantal klanten en de relatief geconcentreerde betaalmomenten, kan het traditionele laadmodel gemakkelijk betalingscongestie veroorzaken. De toepassing van prepaid energiemeters heeft de druk op de baliekosten en servicerisico's aanzienlijk verminderd.
1.3 Problemen in de applicatie
1.3.1 Slechte anti-aanvalscapaciteit. Verlies en beschadiging van de IC-kaart, met name de open lees- en schrijfpoorten, zijn kwetsbaar voor aanvallen van buitenaf. Het is moeilijk om bewijs te verkrijgen na een aanval en dit kan leiden tot een storing in het interne controlesysteem, en er kunnen gemakkelijk elektriciteitsconflicten ontstaan.
1.3.2 Beheer is lastig. Door de plotselinge en willekeurige inkoop van IC-kaarten is de druk op de afdeling stroomvoorziening om stroom te verkopen toegenomen. Tegelijkertijd worden slimme CPU-kaarten momenteel veel gebruikt om de gegevensbeveiliging te waarborgen. Het COS-systeem en de dynamische sleutelauthenticatie garanderen de gegevensbeveiliging, maar verhogen tegelijkertijd ook de werklast van de afdeling stroombeheer. Bovendien verhoogt de multilink-demonstratie het risico op onverwachte storingen.
1.3.3 De aanpassing van het elektriciteitsprijsbeleid is niet erg flexibel. De elektriciteitsprijs wordt bepaald en vastgelegd in de prepaidmeter bij de aankoop van elektriciteit. Omdat de elektriciteitsprijs die is opgeslagen in de prepaidmeter van de IC-kaart niet realtime kan worden aangepast, levert elke prijsaanpassing veel werk op voor het energiebedrijf. Klanten zijn ook vatbaar voor vragen.
1.3.4 De gegevensverzameling is niet tijdig. Het kan de status van het elektriciteitsverbruik van de klant niet in realtime weergeven, kan elektriciteitsdiefstal niet effectief monitoren en voldoet niet aan de realtime beheerbehoeften van automatisering van elektriciteitsbeheer.
1.3.5 De schaalbaarheid van de energie-inkoopmethode is niet hoog. Het prepaidsysteem dat IC-kaarten als datatransmissiemedium gebruikt, is niet eenvoudig te koppelen aan telefonisch bankieren, online bankieren en andere methoden voor elektriciteitsaankoop. Klanten kopen elektriciteit vaak met kaarten bij elektriciteitsverkooppunten, wat de servicekwaliteit van de elektriciteitsmarketing vermindert en de werklast van energieleveranciers verhoogt. Om de problemen en nadelen bij de daadwerkelijke toepassing van IC-kaart-prepaid energiemeters op te lossen, is daarom het compatibiliteitsprobleem van het communicatiesysteem opgelost. De doorbraak van de bottleneck van de kerngerelateerde technologie biedt een enorme ruimte die wellicht ondenkbaar is voor de externe toepassing van prepaid energiemeters.
2. Integratie van prepaid energiemeter en afstandsmeteruitleessysteem
2.1De basiscommunicatiemethoden in het systeem voor het uitlezen van meters op afstand omvatten voornamelijk glasvezelcommunicatie, telefoonlijncommunicatie, RS485-bus, tv-kabel, internet, communicatie via het elektriciteitsnet, instrumentbus, satellietcommunicatie, GPRS en CDMA, enz. Alle communicatiemethoden hebben hun voor- en nadelen en hun toepasbare aspecten. Gecombineerd met de industriële kenmerken van energiebedrijven en de praktische toepassing van spread spectrum, frequency hopping, forwarding en relaying (de carriermeter kan dynamisch worden ingesteld als router of transponder door de lokale concentrator via het elektriciteitsnet) technologie en de praktische toepassing van speciale chips. Momenteel maakt het systeem voor het automatisch uitlezen van meters op afstand van laagspanning meestal gebruik van de gecentraliseerde meteruitleesmethode van het elektriciteitsnet + GPRS-transmissie op afstand + een reeks technische oplossingen voor prepaid-energiemeters.
2.2Systeemstructuur: Het gecentraliseerde meteruitleessysteem voor elektriciteitsnetdragers bestaat uit centrale uitleesstations, collectoren, concentratoren, meters en andere apparatuur. Afhankelijk van de omstandigheden ter plaatse wordt een speciaal netwerk opgezet en worden de meterstanden, de controle en het beheer van het elektriciteitsverbruik via software uitgevoerd. Het systeem bestaat uit drie fysieke lagen en twee verbindingslagen. De gegevensverzameling van het masterstation is stervormig, dat wil zeggen dat één beheercentrum voor het energieverbruik de beheerlaag vormt voor meerdere concentratoren; het masterstation is via het GPRS-netwerk verbonden met de dataconcentrator; de collectoren zijn verbonden via laagspanningsleidingen, de collectoren zijn in de meterkast geïnstalleerd en de collectoren en de energiemeters van de klant zijn parallel verbonden via de RS485-interface om de klantlaag te vormen.
2.3 Systeemkenmerken
2.3.1 Gebruik de PLC (Power Line Carrier) communicatiemethode: effectief gebruik van de topologiestructuur van het elektriciteitsnet, eenvoudige constructie.
2.3.2 Basisgegevensgroep: alle klanten die zijn opgenomen in het gecentraliseerde kopieersysteem kunnen worden geselecteerd voor kopiëren (puntkopiëren, volledig kopiëren), multi-puntkopiëren om een basisgegevensgroep te vormen en verschillende analyses (lijnverlies, meervoudige snelheid, belasting, enz.), om te voldoen aan de behoeften van verschillende intelligente beheer van klanten.
2.3.3 Combinatie van software en hardware: Het systeemontwerp houdt volledig rekening met de behoeften en het gemak van gebruikers. Op basis van vaste hardware worden alle systeemfunctiecompensatie, beheeraanpassingen en bedieningstoevoegingen (afstandsbediening) uitgevoerd door de achtergrondsoftware.
2.3.4 Het heeft de voordelen van eenvoudige installatie, hoge betrouwbaarheid, goede veiligheid en uitstekende onderhoudbaarheid. Tegelijkertijd zijn de projectkosten laag, is het systeem eenvoudig te onderhouden en zijn de operationele kosten laag.
2.4 Toepassing van hoofdfuncties
De energiemeter voor vooruitbetaling op afstand werkt samen met het systeem voor beheer van het energieverbruik om functies als het op afstand uitlezen van de meter, vooruitbetaling op afstand, preventie van elektriciteitsdiefstal en lastbeheer te realiseren.
2.4.1 Meteruitlezing op afstand
Het hoofdstation kan willekeurige meterstanden uitlezen en op basis van de uitlezingen beoordelen of de energiemeter op locatie defect is of dat het elektriciteitsverbruik van de klant abnormaal is. Het hoofdstation kan de meter ook uitlezen volgens de meterstandenroutine en de uitlezingen verzenden naar het Power Marketing Management Information System (MIM) voor de berekening van de elektriciteitskosten. Tegelijkertijd kan het hoofdstation de elektriciteitsmeter ook regelmatig veldgegevens laten rapporteren via een externe instelling.
2.4.2 prepaid op afstand
Klanten kunnen elektriciteit op verschillende manieren inkopen om piekbetalingen effectief te vermijden. Wanneer het resterende bedrag op de meter van de klant 0 is, geeft de meter een uitschakelsignaal af waardoor het interne relais of de externe lastregelschakelaar de stroom afschakelt en betalingsachterstanden worden voorkomen. De methode van vooruitbetalen op afstand is veilig en betrouwbaar en voorkomt storingen zoals het niet uitlezen van de kaart en informatiefouten als gevolg van de informatieoverdracht via de IC-kaart. Tegelijkertijd kunnen, wanneer de elektriciteitsprijs wordt aangepast, de elektriciteitsprijsparameters in de energiemeter op locatie batchgewijs en tijdig worden gewijzigd via het hoofdstation, zodat de elektriciteitsprijsparameters in de energiemeter op locatie synchroon lopen met de prijsaanpassing.
2.4.3 Anti-diefstal
Wanneer de parameters van de elektriciteitsmeter ter plaatse veranderen of er storingen optreden, zoals spanningsverlies, stroomverlies en verkeerde bedrading, kan de elektriciteitsmeter automatisch worden gemeld aan het hoofdstation. Ga ter plaatse voor een inspectie. Deze functie kan effectief elektriciteit stelen en problemen voorkomen voordat ze zich voordoen.
2.4.4 belastingbeheer
Het hoofdstation kan de spanning, stroomsterkte, het vermogen, de elektriciteit en andere gegevens van de energiemeter op locatie verzamelen voor belastingsanalyse en -beheer. Op basis van de actuele gegevens kan de belastingcurve worden getekend om de verandering in de elektriciteitsbelasting te monitoren. Op basis van de spanningsgegevens kan de spanningskwalificatie worden berekend. Door de actieve vermogenslimiet in de energiemeter in te stellen, wordt het overbelastingsstroomverbruik van de klant beheerd.
2.5 Winstanalyse
2.5.1 Door het gebruik van meteruitlezing op afstand kunnen veel arbeidskosten voor meteropnemers worden bespaard. Tegelijkertijd kunnen fouten bij handmatige meteruitlezing worden vermeden en kunnen storingen in de meter tijdig worden opgespoord, wat de service verbetert.
2.5.2 Door de invoering van vooruitbetaling zijn de betalingsachterstanden sterk verminderd, is de terugvordering van elektriciteitskosten verbeterd en zijn de operationele kosten van het ter plaatse herstellen van elektriciteit in het terugvorderingsbeheer van elektriciteitskosten verlaagd.
2.5.3 Omdat de operationele status van de elektriciteitsmeter op locatie online kan worden bewaakt, kan diefstal van elektriciteit effectief worden voorkomen en onbekend elektriciteitsverlies worden beperkt.
2.5.4 Dankzij de automatische lastregeling wordt het doorbranden van overbelastingsmeters voorkomen en wordt tegelijkertijd het fenomeen vermeden dat klanten geen beoordeling van de elektriciteitsprijs en het stroomtarief op basis van het tijdstip van gebruik uitvoeren vanwege een te lage stroomverbruikscapaciteit.
3. Toepassingsscenario voor Acrel Prepaid-producten
3.1 Functie
Inning van de kosten voor vooruitbetaalde elektriciteitsmeters, controle, uitschakeling van achterstallige betalingen; module voor beheer van post-betalingen; module voor analyse van energieverbruik;
Inning van huur, onroerendgoedbelasting en achterstallige betalingen;
Gedeelde elektriciteitskosten in openbare ruimtes;
Toegang tot meteropname en meteropneming in openbare ruimtes en onderstations;
Vooruitbetaling + energieverbruik van het gebouw, geclassificeerd en subitem energiemeting geïntegreerd systeem;
Gecentraliseerd financieel beheer en controle van vastgoedgroepen, aparte bevoegdheid voor sub-vastgoed;
De draadloze oplossing is eenvoudig aan te passen en eenvoudig te debuggen
4. Snelle productselectie:
5. Conclusie
Hoewel de nadelen van traditionele prepaid energiemeters steeds duidelijker worden, en ze niet voldoen aan de behoeften van modern elektriciteitsbeheer, is er op korte termijn, vooral in regio's met een relatief verspreide klantenkring, nog steeds sprake van een zekere mate van toepassing. Aan de andere kant zullen prepaid energiemeters, met de voortdurende ontwikkeling van de maatschappij, nauwer geïntegreerd raken met communicatietechnologie en intelligente regeltechnologie (zo kunnen prepaid energiemeters op afstand, gebaseerd op mobiele communicatietechnologie, traditionele prepaid energiemeters met IC-kaart volledig vervangen). Voor prepaid energiemeters is het een onvermijdelijke technologische ontwikkeling om de functie van "realtime intelligente regeling op afstand" te hebben om zich te kunnen uitbreiden naar een bredere wereld. Voor energieleveranciers zal de popularisering en toepassing van de functie "realtime intelligente regeling op afstand" ook het beheerniveau en de servicekwaliteit van het dagelijkse elektriciteitsverbruik continu kunnen verbeteren.
Referenties:
[1] Acrel Enterprise Microgrid-ontwerp- en toepassingshandleiding. Versie 2022.05
Plaatsingstijd: 29-04-2025