Anwendungsanalyse des Prepaid-Energiezählers und Energiemanagementsystems von Acrel

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Acrel Co,. GmbH.

Abstrakt: In diesem Artikel werden die Hauptfunktionen des herkömmlichen Prepaid-Energiezählers mit IC-Karte erläutert und die Vor- und Nachteile seiner Anwendung analysiert. stellt detailliert die Funktionserweiterung von Prepaid-Energiezählern nach der Integration von Kommunikationstechnologie und intelligenter Steuerungstechnologie vor und fördert den praktischen Wert, um den möglichen technischen Entwicklungstrend von Prepaid-Energiezählern zu beschreiben.

Stichwort:Prepaid-Energiezähler, Anwendung, Analyse

Stromgebühren sind die Hauptfinanzierungsquelle für Energieversorgungsunternehmen, um Produktion und Entwicklung aufrechtzuerhalten. Ob sie rechtzeitig erhoben werden können, spielt eine wichtige Rolle im Kapitalumlauf von Energieversorgungsunternehmen. Aufgrund des langjährigen Stromverbrauchsmodells „Erst Strom nutzen, später bezahlen“, der breiten Stromnutzerbasis und der technischen Möglichkeiten zur Stromabschaltung und Stromrationierung vor Ort sowie der Unvereinbarkeit unterstützender Regelungen mit dem Markt Wirtschaft, Dies führt direkt dazu, dass Energieversorgungsunternehmen im Laufe der Jahre ein enormes Risiko in Bezug auf die Erhebung von Stromgebühren, Arbeitskräften, finanziellen Ressourcen und betrieblichem Druck eingehen. Um sich besser an die Reform des Energiesystems anzupassen, werden in diesem Zusammenhang häufig Prepaid-Stromzähler eingesetzt.

Aufgrund der unausgereiften Anwendung der frühen kernbezogenen Kommunikationstechnologie ist die Kompatibilität des Systems zu einem wichtigen Hindernis geworden, das die Popularisierung und Anwendung des automatischen Fernablesesystems für die Zählerverwaltung elektrischer Energie beeinträchtigt, insbesondere die Kompatibilität des Kommunikationsprotokolls und des Inkonsistenz des Herstellungsstandards. Unter dem damaligen Umfeld hatte der Prepaid-Energiezähler vom IC-Kartentyp keine andere Wahl, als den Anwendungsengpass der Kommunikationstechnologie zu vermeiden.

1. Prepaid-Energiezähler vom Kartentyp I

1.1 Hauptfunktion

1.1.1 Messfunktion: einphasige Messung der Wirkenergie; Sparen Sie historischen Strom und haben Sie die Funktion, den Strom einzufrieren.

1.1.2 Multitariffunktion: Programmierbarer Einstellzeitraum, mehrere Tarife. Die Zeitschaltuhr verfügt über eine Temperaturkompensationsfunktion.

1.1.3 Kommunikationsfunktion: mit RS485-Schnittstelle und einer Infrarot-Kommunikationsschnittstelle. Die RS485-Schnittstelle ist im Allgemeinen galvanisch vom Inneren des Messgeräts isoliert und verfügt über einen Anti-AC-220-V-Zugriffsschutz

1.1.4. Anzeigefunktion: LCD-Anzeige, die Taste kann die Anzeige automatisch wechseln, die Schnittstelle zeigt beispielsweise die verbleibende Menge, die Gesamtleistung, den aktuellen Strompreis usw. an.

1.1.5. Funktion zum Zurückkopieren von Informationen: Ein Zähler, eine Karte, d. h. ein Zähler kann nur einer IC-Karte entsprechen. Wenn die Karte zur Stromübertragung eingesetzt wird, werden die Stromverbrauchsinformationen im Messgerät automatisch auf die IC-Karte zurückkopiert; Beim erneuten Kauf von Strom werden die Informationen der Karte zur Archivierung und Datenüberprüfung automatisch in den Computer geschrieben.

1.1.6. Erinnerungsfunktion zum Aufladen des Messgeräts: Im Allgemeinen gibt es einen Anzeigealarm und einen Stromausfallalarm, außerdem wird die Funktion zum Abschalten der Last erhöht.

1.1.7. Überlastungskontrollfunktion: Durch die Einstellung des Leistungsschwellenwerts kann eine Abschaltkontrolle bei Überlastung auf der Lastseite realisiert werden. Die Ausschaltzeit kann auf zwei Arten eingestellt werden: sofortiges Ausschalten und verzögertes Ausschalten. Die Stromversorgung kann durch Drücken der Taste oder Einlegen der Karte wiederhergestellt werden.

1.1.8. Prepaid-Kontrollfunktion: Der Zähler realisiert die Verwaltungsmethode, zuerst Strom zu kaufen und dann Strom zu verbrauchen. Wenn im Messgerät keine Stromladung vorhanden ist, unterbricht der Lastschalter im Messgerät automatisch die Laststromversorgung. Nach dem Laden des Messgeräts wird das Messgerät wieder geschlossen, um die Funktion der Laststromversorgung wiederherzustellen. Mit der kontinuierlichen Verbesserung wurde die Überziehungsfunktion hinzugefügt, die je nach tatsächlicher Situation eine moderate Überziehung ermöglichen kann. Der Überziehungskredit kann eingestellt werden. Nach Abschluss der Überziehung wird der Zähler ausgeschaltet und der Überziehungsanteil wird automatisch berechnet und abgezogen, wenn der Zähler das nächste Mal aufgeladen wird.

1.1.9. Anti-Hoarding-Stromfunktion: Aufgrund der Makrokontrolle der Strompreispolitik wird der Kunde daran gehindert, zu viel Strom (Menge) auf einmal zu laden, um zu verhindern, dass übermäßig viel Strom (Menge) in den Zähler geladen wird Einstellen der Hortungsleistungsschwelle im Messgerät.

10. Sicherheitsschutzfunktion: Im Allgemeinen wird die CPU-Kartentechnologie für das Systemsicherheitsdesign verwendet. Die Sicherheitsauthentifizierung des Energiezählers der CPU-Karte und der CPU-Karte erfolgt über das ESAM-Modul im Energiezähler. Die MCU des Energiezählers der CPU-Karte spielt nur die Rolle der Datenübertragung während des Authentifizierungsprozesses und ist nicht an der Datenverschlüsselung und -entschlüsselung beteiligt. Beim Verkauf von Strom können durch eine Reihe von Schlüsselauthentifizierungstests Vorgänge wie die Bestätigung der Stromkaufkarte, die Erlaubnis zum Schreiben von Informationen auf die Stromkaufkarte und die Erlaubnis zum Zurückschreiben der Binärdateilöschung realisiert werden.

1.2 Hauptvorteil

1.2.1 Verbessern Sie die Effizienz und Genauigkeit der Zählerablesung. Über die RS485-Schnittstelle und die Infrarot-Kommunikationsschnittstelle kann das entsprechende Handablesegerät zur Batch-Transkription vor Ort genutzt werden. Dies hat einen sehr wichtigen Einfluss auf die aktuelle Situation, dass die Anzahl der von Energieversorgungsunternehmen verwalteten Energiezähler stark gestiegen ist.

1.2.2 Das Problem der Zahlungsrückstände effektiv lösen. Deutlich reduzierte Betriebskosten für die Stromrechnungserhebung und erhöhte Sicherheit bei der Stromgebührenerhebung

1.2.3 Den Widerspruch von Zahlungsschwierigkeiten lindern. Aufgrund des starken Anstiegs der Kundenzahl und der relativ konzentrierten Zahlungszeitfenster kann es beim herkömmlichen Gebührenmodell sehr leicht zu Zahlungsüberlastungen kommen. Der Einsatz von Prepaid-Energiezählern hat den Druck auf Zählergebühren und Servicerisiken erheblich reduziert.

1.3 Probleme in der Anwendung

1.3.1 Schlechte Abwehrfähigkeit. Der Verlust und die Beschädigung der IC-Karte, insbesondere der offenen Lese- und Schreibanschlüsse der IC-Karte, sind anfällig für Angriffe von außen. Nach einem Angriff ist es schwierig, Beweise zu erhalten und das interne Kontrollsystem zu versagen, und es kommt sehr leicht zu Streitigkeiten im Strombereich.

1.3.2 Management ist schwierig. Aufgrund der Plötzlichkeit und Zufälligkeit des Stromkaufs für IC-Karten hat die Stromversorgungsabteilung den Druck beim Stromverkauf erhöht. Gleichzeitig werden derzeit häufig Smart-CPU-Karten eingesetzt, um die Datensicherheit zu gewährleisten. Sein COS-System und die dynamische Schlüsselauthentifizierung gewährleisten die Datensicherheit, erhöhen aber gleichzeitig auch den Verwaltungsaufwand der Energieverwaltungsabteilung. Darüber hinaus erhöht die Multi-Link-Demonstration das Auftreten unerwarteter Fehler.

1.3.3 Die Anpassungsfähigkeit der Strompreispolitik ist nicht stark ausgeprägt. Beim Strombezug wird der Strompreis ermittelt und in den Prepaid-Energiezähler eingetragen. Da der im IC-Karten-Prepaid-Energiezähler gespeicherte Strompreis nicht in Echtzeit angepasst werden kann, stellt jede Preisanpassung eine große Arbeitsbelastung für das Energieversorgungsunternehmen dar. Auch die Kunden sind anfällig für Fragen.

1.3.4 Die Datenerfassung erfolgt nicht zeitgerecht. Es kann den Stromverbrauchsstatus des Kunden nicht in Echtzeit widerspiegeln, Stromdiebstahl nicht effektiv überwachen und die Echtzeitverwaltungsanforderungen der Automatisierung des Strommanagements nicht erfüllen

1.3.5 Die Funktionsskalierbarkeit der Stromkaufmethode ist nicht hoch. Das Vorauszahlungssystem mit IC-Karten als Datenübertragungsmedium lässt sich nicht einfach effektiv mit Telefonbanking, Online-Banking und anderen Strombezugsmethoden verbinden. Kunden beziehen Strom häufig mit Karten an Stromverkaufsstellen, was die Servicequalität der Stromvermarktung verringert und die Arbeitsbelastung der Energieversorgungsunternehmen erhöht. Um die Probleme und Nachteile bei der tatsächlichen Anwendung von Prepaid-Energiezählern mit IC-Karte zu lösen, wird daher das Kompatibilitätsproblem des Kommunikationssystems gelöst. Der Durchbruch des Engpasses der Kerntechnologie bietet einen riesigen Raum, der für die Fernanwendung von Prepaid-Energiezählern möglicherweise unvorstellbar wäre.

2 Integration von Prepaid-Energiezähler und Zählerfernauslesesystem

2.1 Zu den grundlegenden Kommunikationsmethoden im Zählerfernablesesystem gehören hauptsächlich Glasfaserkommunikation, Telefonleitungskommunikation, RS485-Bus, TV-Kabel, Internet, Stromleitungsträgerkommunikation, Instrumentenbus, Satellitenkommunikation, GPRS und CDMA usw. Alle Arten der Kommunikation Methoden haben ihre Vor- und Nachteile und ihre anwendbaren Aspekte. Kombiniert mit den Branchenmerkmalen von Energieversorgungsunternehmen und der praktischen Anwendung von Trägerspreizspektrum, Frequenzsprung, Weiterleitung und Weiterleitung von Niederspannungsleitungen (das Trägermessgerät kann vom lokalen Konzentrator über die Stromleitung dynamisch als Router oder Transponder eingestellt werden). ) Technologie und praktische Anwendung spezieller Chips. Derzeit verwendet das System für die automatische Zählerablesung aus der Ferne hauptsächlich die zentralisierte Zählerablesemethode des Stromleitungsträgers + GPRS-Fernübertragung + eine Reihe technischer Lösungen für Prepaid-Energiezähler.

2.2 Systemstruktur Das zentrale Zählerablesesystem des Stromleitungsträgers besteht aus zentralen Lesestationen, Kollektoren, Konzentratoren, Zählern und anderen Geräten. Je nach Standortbedingungen wird ein dediziertes Netzwerk eingerichtet und die Zählerablesung, Steuerung und Verwaltung des Stromverbrauchs erfolgt über Software. Das System besteht aus drei physikalischen Schichten und zwei Verbindungsschichten. Die Datenerfassung der Masterstation erfolgt sternförmig, d. h. ein Stromverbrauchsverwaltungszentrum dient als Verwaltungsebene für mehrere Konzentratoren. die Masterstation ist über das GPRS-Netzwerk mit dem Datenkonzentrator verbunden; Die Kollektoren sind über Niederspannungsleitungen verbunden, die Kollektoren sind im Zählerkasten installiert und die Kollektoren und Kundenenergiezähler sind über die RS485-Schnittstelle parallel verbunden, um die Kundenschicht zu bilden.

2.3 Systemfunktionen

2.3.1 Einführung der PLC-Kommunikationsmethode (Power Line Carrier): effektive Nutzung der Struktur der Stromnetztopologie, einfache Konstruktion.

2.3.2 Grunddatengruppe: Alle im zentralen Kopiersystem enthaltenen Kunden können zum Kopieren (Punktkopieren, Vollkopieren), Mehrpunktkopieren zur Bildung einer Grunddatengruppe und verschiedenen Analysen (Leitungsdämpfung, Mehrfachrate, Auslastung) ausgewählt werden usw.), um den Anforderungen verschiedener intelligenter Kundenverwaltungen gerecht zu werden.

2.3.3 Kombination von Software und Hardware: Das Systemdesign berücksichtigt vollständig die Bedürfnisse und den Komfort der Benutzer. Auf der Grundlage fester Hardware werden alle Systemfunktionskompensationen, Verwaltungsänderungen und Betriebserweiterungen (Fernsteuerungsleistung) durch die Hintergrundsoftware durchgeführt.

2.3.4 Es bietet die Vorteile einer bequemen Installation, einer hohen Zuverlässigkeit, einer guten Sicherheit und einer guten Wartbarkeit. Gleichzeitig sind die Projektkosten niedrig, die Systemwartung einfach und die Betriebskosten niedrig.

2.4 Anwendung der Hauptfunktionen

Der Fern-Vorauszahlungs-Energiezähler arbeitet mit dem Stromverbrauchsmanagementsystem zusammen, um Funktionen wie Fernablesung des Zählers, Fern-Vorauszahlung, Verhinderung von Stromdiebstahl und Lastmanagement zu realisieren.

2.4.1 Zählerfernablesung

Die Master-Station kann eine zufällige Zählerablesung durchführen und anhand der ausgelesenen Daten beurteilen, ob der Energiezähler vor Ort fehlerhaft ist oder ob der Stromverbrauch des Kunden abnormal ist. Die Hauptstation kann den Zähler auch gemäß der Zählerableseroutine auslesen und die ausgelesenen Daten an das Energievermarktungsmanagement-Informationssystem zur Stromkostenberechnung übermitteln. Gleichzeitig kann die Hauptstation auch dafür sorgen, dass der Stromzähler durch Ferneinstellung regelmäßig die Felddateninformationen meldet.

2.4.2 Remote-Prepaid

Kunden können Strom in verschiedenen Formen beziehen, um Zahlungsspitzen effektiv zu vermeiden. Wenn der verbleibende Betrag im Zähler des Kunden 0 beträgt, gibt der Zähler ein Auslösesignal aus, um das interne Relais oder den externen Laststeuerschalter zu veranlassen, die Stromversorgung zu unterbrechen und so das Verhalten von Rückständen zu vermeiden. Die Remote-Vorauszahlungsmethode ist sicher und zuverlässig und vermeidet Fehler wie das Nicht-Lesen der Karte und Informationsfehler aufgrund der Informationsübertragung über die IC-Karte. Gleichzeitig können bei der Anpassung des Strompreises die Strompreisparameter im Vor-Ort-Energiezähler zeitnah über die Masterstation stapelweise geändert werden, um sicherzustellen, dass die Strompreisparameter im Vor-Ort-Energiezähler angepasst werden. Standortenergiezähler werden mit der Preisanpassung synchronisiert.

2.4.3 Diebstahlschutz

Wenn sich die Parameter des Stromzählers vor Ort ändern oder Störungen wie Spannungsverlust, Stromausfall oder falsche Verkabelung auftreten, kann der Stromzähler automatisch an die Hauptstation gemeldet werden. Gehen Sie für eine Inspektion zur Baustelle. Diese Funktion kann effektiv Strom stehlen und Probleme verhindern, bevor sie auftreten.

2.4.4 Lastmanagement

Die Master-Station kann die Spannung, den Strom, die Leistung, den Strom und andere Daten des Energiezählers vor Ort zur Lastanalyse und -verwaltung erfassen. Basierend auf den aktuellen Daten kann die Lastkurve erstellt werden, um die Änderung der Stromlast zu überwachen. Anhand der Spannungsdaten kann die Spannungsqualifizierungsrate berechnet werden. Kontrollieren Sie den Überlaststromverbrauch des Kunden, indem Sie die Wirkleistungsgrenze im Energiezähler festlegen.

2.5 Gewinnanalyse

2.5.1 Durch den Einsatz der Zählerfernablesung können zahlreiche Personalkosten für Zählerableser eingespart werden. Gleichzeitig können Fehler bei der manuellen Zählerablesung vermieden und Zählerfehler rechtzeitig gefunden werden, wodurch die Servicequalität verbessert wird.

2.5.2 Durch die Einführung der Vorauszahlung wurden die Zahlungsrückstände erheblich reduziert, die Einziehungsrate der Stromgebühren verbessert und die Betriebskosten der Stromwiederherstellung vor Ort im Einziehungsmanagement der Stromgebühren gesenkt .

2.5.3 Da die Online-Überwachung des Betriebsstatus des Stromzählers vor Ort durchgeführt werden kann, kann Stromdiebstahl wirksam verhindert und unbekannte Stromverluste reduziert werden.

2.5.4 Durch die automatische Laststeuerung wird das Auftreten von Durchbrennen des Überlastzählers verhindert. Gleichzeitig wird das Phänomen vermieden, dass Kunden keine Strompreis- und Stromtarifbewertung für die Nutzungszeit durchführen, weil sie die Stromverbrauchskapazität nicht ausreichend melden .

3. Anwendungsszenario für Acrel Prepaid-Produkte

3.1 Funktion

Erhebung, Kontrolle und Rückstandsabrechnung für Prepaid-Zählerstromgebühren; Bereitstellung eines Post-Payment-Management-Moduls; Modul zur Analyse des Energieverbrauchs;

Inkasso von Miet- und Immobiliengebühren sowie Zahlungsrückständen;

Gemeinsame Stromgebühren in öffentlichen Bereichen;

Zugang zur Zählerablesung und Messung in öffentlichen Bereichen und Umspannwerken;

Vorauszahlung + Gebäudeenergieverbrauch, integriertes Klassifizierungssystem und Unterpunkt-Energiemessung;

Zentralisierte Finanzverwaltung und Kontrolle von Immobilien/Immobiliengruppen, separate Befugnisse für Unterimmobilien;

Die drahtlose Lösung ist leicht zu modifizieren und leicht zu debuggen

4. Produktauswahl

5. Schlussfolgerung

Obwohl viele Nachteile herkömmlicher Prepaid-Energiezähler immer deutlicher werden, da sie den Anforderungen des modernen Strommanagements nicht gerecht werden können, besteht kurzfristig, insbesondere in Regionen mit relativ verstreutem Kundenstamm, immer noch ein gewisses Maß an Anwendung. Andererseits werden Prepaid-Energiezähler mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Gesellschaft enger in die Kommunikationstechnologie und intelligente Steuerungstechnologie integriert (z. B. können auf mobiler Kommunikationstechnologie basierende Remote-Prepaid-Energiezähler die herkömmlichen Prepaid-Energiezähler mit IC-Karte vollständig ersetzen). Einsatzbereich des Energiezählers). Bei Prepaid-Energiezählern ist es ein unvermeidlicher technologischer Entwicklungstrend, über die Funktion einer „intelligenten Fernsteuerung in Echtzeit“ zu verfügen, um in eine größere Welt zu expandieren. Für Energieversorgungsunternehmen wird die Popularisierung und Anwendung der Funktion „Remote Real-Time Intelligent Control“ auch in der Lage sein, das Managementniveau und die Servicequalität des täglichen Stromverbrauchs kontinuierlich zu verbessern.

Verweise:

[1] Acrel Enterprise Microgrid Design- und Anwendungshandbuch. Version 2022.05