Acrel 선불 에너지 미터 및 에너지 관리 시스템의 응용 분석

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아크렐(주) 주식회사

추상적인: 이 기사에서는 기존 IC 카드 선불 에너지 계량기의 주요 기능을 설명하고 애플리케이션의 장점과 단점을 분석합니다. 통신기술, 지능형 제어 기술을 통합한 후 선불식 에너지 ​​계량기의 기능 확장을 자세히 소개하고 실용 가치를 촉진하며 선불식 에너지 ​​계량기의 가능한 기술 개발 동향을 설명합니다.

예어:선불 에너지 미터, 응용, 분석

전기요금은 전력공급기업이 생산과 발전을 유지하기 위한 주요 자금원이며, 제때에 충전할 수 있는지 여부는 전력공급기업의 자본순환에서 중요한 역할을 한다. 수년 동안 "전기를 먼저 사용하고 나중에 지불"하는 전기 소비 모델, 광범위한 전기 사용자 기반, 현장 정전 및 전력 배급의 기술적 수단, 지원 규정과 시장의 비호환성으로 인해 경제, 이는 전기 요금을 부과하는 전력 공급 기업의 막대한 위험으로 직접 연결되며, 인력, 재정 자원 및 운영 압력이 수년에 걸쳐 쏟아졌습니다. 이러한 맥락에서 전력 시스템 개혁에 더 잘 적응하기 위해 선불식 전기 계량기가 널리 사용되었습니다.

초기 핵심 관련 통신 기술의 미숙한 적용으로 인해 시스템의 호환성은 전력량 검침 관리를 위한 원격 자동 검침 시스템의 대중화 및 적용에 영향을 미치는 중요한 장애물이 되었으며, 특히 통신 프로토콜과 통신 프로토콜의 호환성이 문제가 되었다. 제조 표준의 불일치. 당시 환경에서는 IC 카드형 선불형 전력량계가 통신 기술의 응용 병목 현상을 피할 수밖에 없었다.

1.I 카드형 선불에너지미터

1.1 주요 기능

1.1.1 계량 기능: 단상 계량 활성 에너지; 역사적인 힘을 저장하고 힘 동결의 기능이 있습니다.

1.1.2 다중 관세 기능: 프로그래밍 가능한 설정 기간, 다중 관세. 타이밍 클록에는 온도 보상 기능이 있습니다.

1.1.3 통신 기능: RS485 인터페이스 및 적외선 통신 인터페이스. RS485 인터페이스는 일반적으로 미터 내부와 전기적으로 절연되어 있으며 AC 220V 액세스 보호 설계를 갖추고 있습니다.

1.1.4. 디스플레이 기능: LCD 디스플레이, 버튼은 자동으로 디스플레이를 순환할 수 있으며, 남은 양, 총 전력, 현재 전기 가격 등과 같은 인터페이스 쇼를 표시합니다.

1.1.5. 정보 복사 전력 구매 기능: 1미터 1카드, 즉 1미터는 IC 카드 1개에만 대응할 수 있습니다. 전력 전송을 위해 카드를 삽입하면 계량기의 전력 소비 정보가 자동으로 IC 카드에 다시 복사됩니다. 전기를 다시 구입하면 보관 및 데이터 확인을 위해 카드의 정보가 자동으로 컴퓨터에 기록됩니다.

1.1.6. 미터 재충전 알림 기능: 일반적으로 디스플레이 알람 및 정전 알람이 있으며 부하 차단 기능도 향상됩니다.

1.1.7. 과부하 제어 기능: 전력 임계값을 설정하여 부하측 과부하의 전원 차단 제어를 실현할 수 있습니다. 전원 끄기 시간은 즉시 전원 끄기와 지연 전원 끄기의 두 가지 방법으로 설정할 수 있습니다. 버튼을 누르거나 카드를 삽입하면 전원을 복구할 수 있습니다.

1.1.8. 선불 제어 기능: 계량기는 먼저 전기를 구매한 다음 전기를 사용하는 관리 방법을 실현합니다. 계량기에 전기 요금이 없으면 계량기의 부하 스위치가 자동으로 부하 전원 공급을 차단합니다. 미터를 충전한 후 미터는 부하 전원 공급 기능을 복원하기 위해 다시 닫힙니다. 지속적인 개선을 통해 당좌 대월 기능이 추가되어 실제 상황에 따라 적당한 당좌 대월이 가능해졌습니다. 초과인출을 설정할 수 있습니다. 당좌 대월이 완료된 후 미터기의 전원이 꺼지고 당좌 대월 부분은 자동으로 충전되고 다음에 미터기를 충전할 때 차감됩니다.

1.1.9. 전력비축 방지 기능 : 전기요금 정책의 거시적 통제로 인해 계량기에 과도한 전력(양)이 충전되는 것을 방지하기 위해 고객이 한 번에 너무 많은 전력(양)을 충전하는 것을 제한합니다. 미터에 비축 전력 임계값을 설정합니다.

10. 보안 보호 기능: 일반적으로 CPU 카드 기술은 시스템 보안 설계에 사용됩니다. CPU 카드 전력량계와 CPU 카드의 보안 인증은 전력량계의 ESAM 모듈을 통해 완료됩니다. CPU 카드 에너지 측정기의 MCU는 인증 과정에서 데이터 전송 역할만 수행하며 데이터 암호화 및 암호 해독에는 참여하지 않습니다. 전기 판매 시 일련의 키 인증 테스트를 통해 전력 구매 카드 확인, 전력 구매 카드에 정보 쓰기 권한, 바이너리 파일 삭제 쓰기 권한 등의 작업이 구현될 수 있습니다.

1.2 주요 장점

1.2.1 검침 효율성과 정확성을 향상시킵니다. RS485 인터페이스와 적외선 통신 인터페이스를 통해 해당 휴대용 검침 장치를 현장 일괄 전사에 사용할 수 있습니다. 이는 전력공급업체에서 관리하는 에너지 계량기의 수가 급격히 증가하는 현재 상황에 매우 중요한 영향을 미칩니다.

1.2.2 체납 문제를 효과적으로 해결합니다. 전기요금 징수 운영비용 대폭 절감, 전기요금 징수 보안 강화

1.2.3 모순된 결제 어려움을 완화합니다. 고객 수가 크게 증가하고 결제 시간대가 상대적으로 집중됨에 따라 기존 과금 모델은 결제 혼잡을 야기하기 매우 쉽습니다. 선불식 에너지 ​​계량기를 적용함으로써 카운터 요금 및 서비스 위험에 대한 부담이 크게 감소했습니다.

1.3 응용 프로그램의 문제

1.3.1 약한 공격 방지 능력. IC 카드의 분실 및 손상, 특히 IC 카드의 읽기 및 쓰기 포트가 열려 있으면 외부 공격에 취약합니다. 공격을 받은 후 증거 확보가 어렵고, 내부통제 시스템의 장애가 발생하며, 전기 분쟁이 발생하기 매우 쉽습니다.

1.3.2 관리가 어렵다. IC 카드 전원 구매의 갑작스럽고 무작위성으로 인해 전원 공급 부서에서는 전원 판매에 대한 압력을 가중시켰습니다. 동시에 데이터 보안을 보장하기 위해 현재 스마트 CPU 카드가 널리 사용되고 있습니다. COS 시스템과 동적 키 인증은 데이터 보안을 보장하는 동시에 전력 관리 부서의 관리 업무량을 증가시킵니다. 게다가 다중링크 시연으로 인해 예상치 못한 장애 발생률도 높아진다.

1.3.3 전기요금 정책 조정의 적응성이 강하지 않다. 전기요금은 전기 구입 시 선불전력량계에 결정되어 기재됩니다. IC카드 선불전력량계에 저장된 전기요금은 실시간 조정이 불가능하기 때문에 가격 조정이 이루어질 때마다 전력공급업체에 많은 업무량이 가중되며, 고객 역시 의문을 제기하기 쉽습니다.

1.3.4 데이터 수집이 시기적절하지 않습니다. 고객의 전력 소비 현황을 실시간으로 반영할 수 없고, 전기 도난을 효과적으로 모니터링할 수 없으며, 전력 관리 자동화의 실시간 관리 요구를 충족할 수 없습니다.

1.3.5 전력구매 방식의 기능 확장성은 높지 않다. IC카드를 데이터 전송매체로 활용하는 선불결제 시스템은 텔레뱅킹, 온라인뱅킹, 기타 전기구매 방식과의 효과적인 연계가 쉽지 않다. 고객은 전력판매점에서 카드로 전력을 구매하는 경우가 많아 전력마케팅 서비스 품질이 저하되고, 전력회사의 업무량이 늘어나게 된다. 따라서 IC카드 선불형 에너지미터의 실제 적용에 있어서의 문제점과 단점을 해결하기 위해 통신시스템의 호환성 문제를 해결한다. 핵심 관련 기술의 병목 현상을 돌파함으로써 선불형 에너지 계량기의 원격 적용으로는 상상할 수 없을 만큼 광대한 공간을 제공합니다.

2 선불 에너지 검침 시스템과 원격 검침 시스템의 통합

2.1 원격 검침 시스템의 기본 통신 방법에는 주로 광섬유 통신, 전화선 통신, RS485 버스, TV 케이블, 인터넷, 전력선 캐리어 통신, 계기 버스, 위성 통신, GPRS 및 CDMA 등이 포함됩니다. 모든 종류의 통신 방법에는 장점과 단점, 그리고 적용 가능한 측면이 있습니다. 전원 공급 장치 기업의 산업 특성과 저전압 전력선 캐리어 확산 스펙트럼, 주파수 호핑, 포워딩 및 중계의 실제 적용과 결합됩니다(캐리어 미터는 전력선을 통해 로컬 집중 장치에 의해 라우터 또는 트랜스폰더로 동적으로 설정될 수 있음) ) 기술 및 특수 칩의 실제 응용. 현재 원격 자동 검침의 저전압 시스템은 주로 전력선 캐리어 중앙 검침 방법 + GPRS 원격 전송 + 선불 에너지 미터 시리즈 기술 솔루션을 채택합니다.

2.2 시스템 구조 전력선 캐리어 중앙 검침 시스템은 중앙 검침 마스터 스테이션, 수집기, 집중 장치, 검침기 및 기타 장비로 구성됩니다. 현장 여건에 따라 전용망을 구축하고 검침, 전력사용량 제어, 관리 등을 소프트웨어를 통해 수행한다. 시스템은 3개의 물리계층과 2개의 링크계층으로 구성된다. 마스터 스테이션의 데이터 수집은 스타 구조를 채택합니다. 즉, 하나의 전력 소비 관리 센터는 여러 집중 장치에 대한 관리 계층입니다. 마스터 스테이션은 GPRS 네트워크를 통해 데이터 집중 장치에 연결됩니다. 콜렉터는 저전압 전력선을 통해 연결되고, 콜렉터는 미터 박스에 설치되며, 콜렉터와 고객 에너지 미터는 RS485 인터페이스를 통해 병렬로 연결되어 고객 레이어를 구성합니다.

2.3 시스템 특징

2.3.1 PLC(전력선 캐리어) 통신 방법을 채택합니다. 전력망 토폴로지 구조를 효과적으로 사용하고 구성이 쉽습니다.

2.3.2 기본 데이터 그룹: 중앙 복사 시스템에 포함된 모든 고객을 선택하여 복사(포인트 복사, 전체 복사), 다지점 복사를 통해 기본 데이터 그룹을 구성하고 다양한 분석(라인 손실, 다중 속도, 부하)을 수행할 수 있습니다. 등), 고객의 다양한 지능형 관리 요구를 충족합니다.

2.3.3 소프트웨어와 하드웨어의 결합: 시스템 설계는 사용자의 요구와 편의성을 충분히 고려합니다. 고정된 하드웨어를 기반으로 모든 시스템 기능 보상, 관리 수정, 작동 추가(원격 제어 전원)는 모두 백그라운드 소프트웨어에 의해 완료됩니다.

2.3.4 편리한 설치, 높은 신뢰성, 우수한 안전성 및 강력한 유지 관리라는 장점이 있습니다. 동시에 프로젝트 비용이 저렴하고 시스템 유지 관리가 간단하며 운영 비용이 저렴합니다.

2.4 주요 기능의 활용

원격선불 에너지미터는 전력사용량관리시스템과 연동하여 원격검침, 원격선불, 전기도난방지, 부하관리 등의 기능을 구현한다.

2.4.1 원격 검침

마스터 스테이션은 무작위 검침을 수행할 수 있으며, 판독된 데이터에 따라 현장 에너지 검침기에 결함이 있는지 또는 고객의 전력 소비가 비정상적인지 여부를 판단할 수 있습니다. 주 스테이션은 또한 검침 루틴에 따라 검침을 판독하고, 읽은 데이터를 전기 비용 계산을 위해 전력 마케팅 관리 정보 시스템에 다시 전송할 수 있습니다. 동시에 마스터 스테이션은 전기 에너지 계량기가 원격 설정을 통해 현장 데이터 정보를 정기적으로 보고하도록 할 수도 있습니다.

2.4.2 원격 선불

고객은 결제 피크를 효과적으로 피하기 위해 다양한 형태로 전기를 구매할 수 있습니다. 고객의 계량기 잔량이 0이 되면 계량기는 트립 신호를 출력하여 내부 릴레이 또는 외부 부하 제어 스위치가 작동하여 전력을 차단함으로써 체납 현상을 방지합니다. 원격 선불 방식은 IC 카드를 통한 정보 전송으로 인한 카드 미읽기, 정보 오류 등의 실패를 방지하여 안전하고 신뢰할 수 있습니다. 동시에 전기 가격이 조정될 때 현장 에너지 계량기의 전기 가격 매개 변수는 마스터 스테이션을 통해 적시에 일괄 수정될 수 있습니다. 사이트 에너지 미터는 가격 조정과 동기화됩니다.

2.4.3 도난 방지

현장 전력량계의 매개변수가 변경되거나 전압 손실, 전류 손실, 잘못된 배선 등의 고장이 발생하면 전력량계가 자동으로 주 스테이션에 보고될 수 있습니다. 점검을 위해 현장으로 이동합니다. 이 기능은 효과적으로 전기를 훔치고 문제가 발생하기 전에 예방할 수 있습니다.

2.4.4 부하 관리

마스터 스테이션은 부하 분석 및 관리를 위해 현장 에너지 계량기의 전압, 전류, 전력, 전기 및 기타 데이터를 수집할 수 있습니다. 현재 데이터에 따라 부하 곡선을 그려 전기 부하의 변화를 모니터링할 수 있습니다. 전압 데이터에 따라 전압 적격률을 계산할 수 있습니다. 에너지 미터에서 유효 전력 제한을 설정하여 고객의 과부하 전력 소비를 제어합니다.

2.5 게인 분석

2.5.1 원격검침을 이용함으로써 검침기의 인력비용을 크게 절감할 수 있다. 동시에 수동 계량기 검침 오류를 방지하고 계량기 오류를 적시에 발견할 수 있어 서비스 수준이 향상됩니다.

2.5.2 선불제 시행으로 연체금이 대폭 감소하고, 전기요금 회수율이 향상되었으며, 전기요금 회수관리에 있어 현장 전력회복 운영비용이 절감되었다. .

2.5.3 현장 전력량계의 작동상태를 온라인으로 모니터링할 수 있으므로 전기도난을 효과적으로 방지하고 알 수 없는 전력손실을 줄일 수 있다.

2.5.4 자동부하제어로 인해 과부하 계량기 소손이 발생하지 않으며, 동시에 전력소비량을 과소신고하여 고객이 사용시간대 전기요금 및 요금평가를 실시하지 않는 현상을 방지한다. .

3. Acrel 선불 제품 적용 시나리오

3.1 기능

선불 계량기 전기 요금 징수, 제어, 연체 여행; 후불관리 모듈 제공 에너지 소비 분석 모듈;

임대료, 재산세, 연체금 징수

공공장소의 전기요금 공유

공공 장소 및 변전소에서 검침 및 검침에 대한 접근권

선불+건물에너지소비, 분류 및 하위항목 에너지 측정 통합시스템;

자산/부동산 그룹의 중앙 집중식 재무 관리 및 통제, 하위 자산에 대한 별도의 권한;

무선 솔루션은 수정 및 디버깅이 쉽습니다.

4. 제품 선택

5. 결론

전통적인 선불 에너지 계량기의 많은 단점이 현대 전력 관리의 요구를 충족할 수 없다는 점에서 점점 더 두드러지고 있지만 단기적으로, 특히 고객 기반이 상대적으로 분산된 지역에서는 여전히 어느 정도 적용할 수 있습니다. 한편, 사회의 지속적인 발전에 따라 선불 에너지 계량기는 통신 기술 및 지능형 제어 기술과 더욱 긴밀하게 통합될 것입니다. 예를 들어 이동 통신 기술을 기반으로 하는 원격 선불 에너지 계량기는 기존 IC 카드 선불 에너지 계량기를 완전히 대체할 수 있습니다. 에너지 미터의 적용 범위). 선불형 에너지 계량기의 경우 더 큰 세상으로 확장하기 위해 '원격 실시간 지능형 제어' 기능을 갖추는 것은 피할 수 없는 기술 개발 추세입니다. 전력 공급 기업의 경우 '원격 실시간 지능형 제어' 기능의 대중화 및 적용을 통해 일일 전력 소비량의 관리 수준과 서비스 품질을 지속적으로 향상시킬 수 있습니다.

참고자료:

[1] Acrel Enterprise Microgrid 설계 및 애플리케이션 매뉴얼. 버전 2022.05