Análise de aplicação do medidor de energia pré-pago Acrel e sistema de gerenciamento de energia

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Acrel Co,. Ltd.

Abstrato: Este artigo expõe as principais funções do medidor de energia pré-pago tradicional com cartão IC, analisa suas vantagens e desvantagens de aplicação; apresenta em detalhes a expansão da função do medidor de energia pré-pago após a integração da tecnologia de comunicação, tecnologia de controle inteligente e promove o valor prático, para descrever a possível tendência de desenvolvimento técnico do medidor de energia pré-pago.

Palavra-chave:Medidor de energia pré-pago, aplicação, análise

As tarifas de eletricidade são a principal fonte de fundos para as empresas de fornecimento de energia manterem a produção e o desenvolvimento, e a possibilidade de serem cobradas a tempo desempenha um papel importante na circulação de capital das empresas de fornecimento de energia. Devido ao modelo de consumo de eletricidade "usar primeiro a eletricidade, pagar depois" durante muitos anos, à ampla base de utilizadores de eletricidade e aos meios técnicos de corte de energia no local e racionamento de energia, bem como à incompatibilidade dos regulamentos de apoio com o mercado economia, Isso leva diretamente ao enorme risco de as empresas de fornecimento de energia cobrarem tarifas de eletricidade, mão de obra, recursos financeiros e pressão operacional foram despejados sobre ela ao longo dos anos. Neste contexto, para melhor se adaptar à reforma do sistema energético, os contadores de electricidade pré-pagos têm sido amplamente utilizados.

Devido à aplicação imatura da tecnologia de comunicação relacionada ao núcleo inicial, a compatibilidade do sistema tornou-se um obstáculo importante que afeta a popularização e aplicação do sistema de leitura automática remota de medidores para gerenciamento de medição de energia elétrica, especialmente a compatibilidade do protocolo de comunicação e o inconsistência do padrão de fabricação. No ambiente da época, o medidor de energia pré-pago tipo cartão IC não tinha escolha a não ser evitar o gargalo de aplicação da tecnologia de comunicação.

1. Medidor de energia pré-pago tipo cartão I

1.1 Função principal

1.1.1 Função de medição: medição monofásica de energia ativa; economize energia histórica e tem a função de congelamento de energia.

1.1.2 Função multi-tarifa: Período de tempo de configuração programável, tarifas múltiplas. O relógio de ponto possui uma função de compensação de temperatura.

1.1.3 Função de comunicação: com interface RS485 e interface de comunicação infravermelha. A interface RS485 é geralmente isolada eletricamente do interior do medidor e possui um design de proteção de acesso anti-AC 220V

1.1.4. Função de exibição: display LCD, o botão pode alternar automaticamente a exibição, a interface mostra como a quantidade restante, potência total, preço atual da eletricidade e assim por diante.

1.1.5. Função de compra de energia de cópia de informações: um medidor de um cartão, ou seja, um medidor só pode corresponder a um cartão IC. Quando o cartão é inserido para transmissão de energia, as informações de consumo de eletricidade no medidor são automaticamente copiadas de volta para o cartão IC; quando a eletricidade é comprada novamente, as informações do cartão são automaticamente gravadas no computador para arquivamento e verificação de dados.

1.1.6. Função de lembrete de recarga do medidor: Geralmente, há alarme de exibição e alarme de falha de energia, também aumenta a função de corte de carga.

1.1.7. Função de controle de sobrecarga: Ao definir o limite de potência, ele pode realizar o controle de desligamento de sobrecarga no lado da carga. O tempo de desligamento pode ser definido de duas maneiras: desligamento imediato e desligamento retardado. A energia pode ser restaurada pressionando o botão ou inserindo o cartão.

1.1.8. Função de controle pré-pago: o medidor realiza o método de gerenciamento de primeiro comprar eletricidade e depois usar eletricidade. Quando não há carga de eletricidade no medidor, o interruptor de carga no medidor cortará automaticamente o fornecimento de energia da carga. Depois de carregar o medidor, ele fechará novamente para restaurar a função de fonte de alimentação de carga. Com a melhoria contínua, foi acrescentada a função de cheque especial, que pode permitir saque a descoberto moderado de acordo com a situação real. O cheque especial pode ser definido. Após a conclusão do cheque especial, o medidor será desligado e a parte do cheque especial será cobrada e subtraída automaticamente na próxima vez que o medidor for recarregado.

1.1.9. Função de energia anti-acumulação: Devido ao macrocontrole da política de preços de eletricidade, a fim de evitar que energia excessiva (quantidade) seja cobrada no medidor, o cliente está impedido de cobrar muita energia (quantidade) de uma só vez por definir o limite de potência de acumulação no medidor.

10. Função de proteção de segurança: Geralmente, a tecnologia de cartão CPU é usada para design de segurança do sistema. A autenticação de segurança do medidor de energia elétrica da placa CPU e da placa CPU é realizada através do módulo ESAM no medidor de energia. O MCU do medidor de energia da placa CPU desempenha apenas a função de transmissão de dados durante o processo de autenticação e não participa da criptografia e descriptografia de dados. Ao vender eletricidade, por meio de uma série de testes de autenticação de chave, podem ser realizadas operações como a confirmação do cartão de compra de energia, a permissão para gravar informações no cartão de compra de energia e a permissão para gravar de volta o apagamento do arquivo binário.

1.2 Vantagem Principal

1.2.1 Melhorar a eficiência e precisão da leitura do medidor. Através da interface RS485 e da interface de comunicação infravermelha, o dispositivo portátil de leitura do medidor correspondente pode ser usado para transcrição em lote no local. Isto tem um efeito muito importante na situação actual: o número de contadores de energia geridos por empresas de fornecimento de energia aumentou acentuadamente.

1.2.2 Resolver eficazmente o problema dos atrasos. Custos operacionais significativamente reduzidos para cobrança de contas de eletricidade e maior segurança na cobrança de taxas de eletricidade

1.2.3 Aliviar a contradição das dificuldades de pagamento. Com o grande aumento no número de clientes e os prazos de pagamento relativamente concentrados, o modelo de cobrança tradicional é muito fácil de causar congestionamento de pagamentos. A aplicação de contadores de energia pré-pagos reduziu enormemente a pressão sobre as contrataxas e os riscos do serviço.

1.3 Problemas na aplicação

1.3.1 Fraca capacidade anti-ataque. A perda e os danos do cartão IC, especialmente as portas abertas de leitura e gravação do cartão IC, são vulneráveis ​​a ataques externos. É difícil obter provas depois de ser atacado e causar a falha do sistema de controle interno, e é muito fácil ter disputas por energia elétrica.

1.3.2 A gestão é difícil. Devido à rapidez e aleatoriedade da compra de energia do cartão IC, o departamento de fornecimento de energia aumentou a pressão de venda de energia. Ao mesmo tempo, para garantir a segurança dos dados, os cartões inteligentes de CPU são amplamente utilizados atualmente. Seu sistema COS e autenticação de chave dinâmica garantem a segurança dos dados, mas ao mesmo tempo aumentam a carga de trabalho de gerenciamento do departamento de gerenciamento de energia. Além disso, a demonstração multilink aumenta a ocorrência de falhas inesperadas.

1.3.3 A adaptabilidade da política de ajustamento dos preços da electricidade não é forte. O preço da eletricidade foi determinado e inscrito no medidor de energia pré-pago no momento da compra de eletricidade. Como o preço da eletricidade armazenado no medidor de energia pré-pago do cartão IC não pode ser ajustado em tempo real, cada ajuste de preço adiciona muita carga de trabalho à empresa fornecedora de energia.Os clientes também estão sujeitos a questionar.

1.3.4 A coleta de dados não é oportuna. Ele não pode refletir o status de consumo de eletricidade do cliente em tempo real, não pode monitorar efetivamente o roubo de eletricidade e não pode atender às necessidades de gerenciamento em tempo real da automação do gerenciamento de eletricidade

1.3.5 A escalabilidade da função do método de compra de energia não é alta. O sistema de pré-pagamento que utiliza cartões IC como meio de transmissão de dados não é fácil de estabelecer uma ligação eficaz com a banca telefónica, a banca online e outros métodos de compra de electricidade. Os clientes compram frequentemente eletricidade nos pontos de venda de eletricidade com cartões, o que reduz a qualidade do serviço de comercialização de eletricidade e aumenta a carga de trabalho das empresas fornecedoras de energia. Portanto, a fim de resolver os problemas e desvantagens na aplicação real dos medidores de energia pré-pagos com cartão IC, o problema de compatibilidade do sistema de comunicação é resolvido. A superação do gargalo da tecnologia relacionada ao núcleo oferece um vasto espaço que pode ser inimaginável para a aplicação remota de medidores de energia pré-pagos.

2 Integração de medidor de energia pré-pago e sistema de leitura remota de medidores

2.1 Os métodos básicos de comunicação no sistema de leitura remota de medidores incluem principalmente comunicação de fibra óptica, comunicação de linha telefônica, barramento RS485, cabo de TV, Internet, comunicação de operadora de linha de energia, barramento de instrumento, comunicação via satélite, GPRS e CDMA, etc. métodos têm suas vantagens e desvantagens e seus aspectos aplicáveis. Combinado com as características da indústria das empresas de fornecimento de energia e a aplicação prática do espectro de propagação da portadora da linha de energia de baixa tensão, salto de frequência, encaminhamento e retransmissão (o medidor da portadora pode ser configurado dinamicamente como um roteador ou transponder pelo concentrador local através da linha de energia ) tecnologia e aplicação prática de chips especiais. Atualmente, a baixa tensão da leitura automática remota do medidor O sistema adota principalmente o método de leitura centralizada do medidor da operadora de linha de energia + transmissão remota GPRS + série de medidores de energia pré-pagos de soluções técnicas.

2.2 Estrutura do sistema O sistema centralizado de leitura de medidores do transportador de linha de energia é composto por estações mestres de leitura centralizada, coletores, concentradores, medidores e outros equipamentos. De acordo com as condições do local, é estabelecida uma rede dedicada, sendo a leitura dos contadores, o controlo e a gestão do consumo de energia elétrica efetuados através de software. O sistema consiste em três camadas físicas e duas camadas de enlace. A coleta de dados da estação mestra adota uma estrutura em estrela, ou seja, um centro de gerenciamento de consumo de energia é a camada de gerenciamento para vários concentradores; a estação mestra está conectada ao concentrador de dados através da rede GPRS; Os coletores são conectados através de linhas de energia de baixa tensão, os coletores são instalados na caixa do medidor e os coletores e medidores de energia do cliente são conectados em paralelo através da interface RS485 para formar a camada do cliente.

2.3 Recursos do sistema

2.3.1 Adote o método de comunicação PLC (transportadora de linha de energia): uso eficaz da estrutura de topologia da rede elétrica, construção fácil.

2.3.2 Grupo de dados básicos: todos os clientes incluídos no sistema de cópia centralizado podem ser selecionados para cópia (cópia pontual, cópia completa), cópia multiponto para formar um grupo de dados básico e diversas análises (perda de linha, taxa múltipla, carga , etc.), Para atender às necessidades de diversos gerenciamentos inteligentes de clientes.

2.3.3 Combinação de software e hardware: O projeto do sistema considera plenamente as necessidades e conveniência dos usuários. Com base no hardware fixo, todas as compensações de funções do sistema, modificações de gerenciamento e adição de operação (energia de controle remoto) são concluídas pelo software de segundo plano.

2.3.4 Tem as vantagens de instalação conveniente, alta confiabilidade, boa segurança e forte facilidade de manutenção. Ao mesmo tempo, o custo do projeto é baixo, a manutenção do sistema é simples e o custo de operação é baixo.

2.4 Aplicação das principais funções

O medidor de energia de pré-pagamento remoto coopera com o sistema de gerenciamento de consumo de energia para realizar funções como leitura remota de medidores, pré-pagamento remoto, prevenção de roubo de eletricidade e gerenciamento de carga.

2.4.1 Leitura remota do medidor

A estação mestra pode realizar leituras aleatórias do medidor e julgar se o medidor de energia no local está com defeito ou se o consumo de eletricidade do cliente está anormal de acordo com os dados de leitura. A estação principal também pode ler o medidor de acordo com a rotina de leitura do medidor e transmitir os dados lidos ao sistema de informações de gerenciamento de marketing de energia para cálculo do custo de eletricidade. Ao mesmo tempo, a estação mestra também pode fazer com que o medidor de energia elétrica relate regularmente as informações dos dados de campo por meio de configuração remota.

2.4.2 pré-pago remoto

Os clientes podem comprar eletricidade de várias formas para evitar efetivamente picos de pagamento. Quando o valor restante no medidor do cliente é 0, o medidor emite um sinal de disparo para fazer com que o relé interno ou a chave de controle de carga externa atuem para cortar a energia, evitando o comportamento de atrasos. O método de pré-pagamento remoto é seguro e confiável, evitando falhas como não leitura do cartão e erros de informação devido à transmissão de informações através do cartão IC. Ao mesmo tempo, quando o preço da eletricidade é ajustado, os parâmetros do preço da eletricidade no medidor de energia local podem ser modificados em lotes em tempo hábil através da estação mestre, de modo a garantir que os parâmetros do preço da eletricidade no local - medidor de energia local são sincronizados com o ajuste de preço.

2.4.3 Anti-roubo

Quando os parâmetros do medidor de energia elétrica local mudam ou há falhas como perda de tensão, perda de corrente e fiação incorreta, o medidor de energia elétrica pode ser reportado automaticamente à estação principal. Vá ao local para uma inspeção. Esta função pode efetivamente roubar eletricidade e evitar problemas antes que eles aconteçam.

2.4.4 gerenciamento de carga

A estação mestra pode coletar tensão, corrente, potência, eletricidade e outros dados do medidor de energia local para análise e gerenciamento de carga. De acordo com os dados atuais, a curva de carga pode ser traçada para monitorar a variação da carga elétrica. De acordo com os dados de tensão, a taxa de qualificação de tensão pode ser calculada. Ao definir o limite de potência ativa no medidor de energia, controle o consumo de energia de sobrecarga do cliente.

2.5 análise de ganho

2.5.1 Devido ao uso da leitura remota de medidores, um grande número de custos de mão de obra para leitores de medidores pode ser economizado. Ao mesmo tempo, erros na leitura manual do medidor podem ser evitados e as falhas do medidor podem ser encontradas a tempo, melhorando assim os níveis de serviço.

2.5.2 Devido à implementação do pré-pagamento, os atrasos foram grandemente reduzidos, a taxa de recuperação dos encargos de electricidade foi melhorada e os custos operacionais da restauração de electricidade no local na gestão de recuperação dos encargos de electricidade foram reduzidos .

2.5.3 Uma vez que o monitoramento on-line do status de operação do medidor de energia elétrica no local pode ser realizado, ele pode efetivamente prevenir o roubo de eletricidade e reduzir a perda desconhecida de eletricidade.

2.5.4 Devido ao controle automático de carga, a ocorrência de queima do medidor de sobrecarga é eliminada, ao mesmo tempo, evita-se o fenômeno de os clientes não realizarem a avaliação do preço da eletricidade e da tarifa de energia no momento do uso devido à subnotificação da capacidade de consumo de energia. .

3. Cenário de aplicação dos produtos pré-pagos Acrel

3.1 Função

Cobrança, controle e controle de cobrança de energia elétrica de medidores pré-pagos; fornecer módulo de gerenciamento pós-pagamento; módulo de análise de consumo de energia;

Cobrança de aluguéis, taxas prediais e atrasos;

Tarifas de eletricidade compartilhadas em áreas públicas;

Acesso à leitura e medição de medidores em áreas públicas e subestações;

Pré-pagamento + consumo de energia predial, sistema integrado de medição de energia classificada e subitem;

Gestão financeira centralizada e controle de propriedades/grupos imobiliários, autoridade separada para subpropriedades;

A solução sem fio é fácil de modificar e depurar

4. Seleção de produtos

5. Conclusão

Embora muitas desvantagens dos contadores de energia pré-pagos tradicionais estejam a tornar-se cada vez mais proeminentes, pois não conseguem satisfazer as necessidades da gestão moderna de electricidade, a curto prazo, especialmente em regiões onde a base de clientes está relativamente dispersa, ainda existe um certo grau de aplicação. Por outro lado, com o desenvolvimento contínuo da sociedade, os contadores de energia pré-pagos serão mais estreitamente integrados com a tecnologia de comunicação e a tecnologia de controlo inteligente (por exemplo, os contadores de energia pré-pagos remotos baseados na tecnologia de comunicação móvel podem substituir completamente os medidores de energia pré-pagos tradicionais com cartão IC. escopo de aplicação do medidor de energia). Para medidores de energia pré-pagos, é uma tendência inevitável de desenvolvimento tecnológico ter a função de “controle remoto inteligente em tempo real” para se expandir para um mundo maior. Para as empresas de fornecimento de energia, a popularização e aplicação da função de "controle remoto inteligente em tempo real" também será capaz de melhorar continuamente o nível de gestão e a qualidade do serviço do consumo diário de eletricidade.

Referências:

[1] Manual de projeto e aplicação de microrrede Acrel Enterprise. Versão 2022.05