Applicatieanalyse van Acrel Prepaid Energy Meter en energiebeheersysteem

Tel: +86 18702111813 E-mail: shelly@acrel.cn

Acrel Co,. Ltd.

Abstract: Dit artikel zet de belangrijkste functies van de traditionele prepaid-energiemeter met IC-kaart uiteen en analyseert de toepassingsvoor- en nadelen ervan; introduceert in detail de functie-uitbreiding van een prepaid-energiemeter na de integratie van communicatietechnologie, intelligente besturingstechnologie en promoot de praktische waarde, om de mogelijke technische ontwikkelingstrend van een prepaid-energiemeter te beschrijven.

Trefwoord:Prepaid energiemeter, toepassing, analyse

Elektriciteitskosten zijn de belangrijkste financieringsbron voor energieleveranciers om de productie en ontwikkeling op peil te houden. Of ze op tijd in rekening kunnen worden gebracht, speelt een belangrijke rol in de kapitaalcirculatie van energieleveranciers. Als gevolg van het jarenlang gehanteerde elektriciteitsverbruiksmodel ‘gebruik eerst elektriciteit, betaal later’, het grote aantal elektriciteitsgebruikers en de technische middelen voor stroomuitval en stroomrantsoenering ter plaatse, evenals de onverenigbaarheid van ondersteunende regelgeving met de markt economie, Het leidt direct tot het enorme risico van energieleveranciers bij het in rekening brengen van elektriciteitskosten, mankracht, financiële middelen en operationele druk die er door de jaren heen in is gestort. In deze context worden, om zich beter aan te passen aan de hervorming van het energiesysteem, op grote schaal prepaid-elektriciteitsmeters gebruikt.

Als gevolg van 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 automatische meteruitleessysteem op afstand voor het beheer van de meting van elektrische energie, met name de compatibiliteit van het communicatieprotocol en de inconsistentie van de productiestandaard. Onder de toenmalige omstandigheden had de prepaid energiemeter van het IC-kaarttype geen andere keuze dan het knelpunt in de toepassing van communicatietechnologie te vermijden.

1.I Kaarttype Prepaid-energiemeter

1.1 Hoofdfunctie

1.1.1 Meetfunctie: eenfasige meting van actieve energie; historische macht te redden, en heeft de functie van bevriezing van de macht.

1.1.2 Multi-tarieffunctie: Programmeerbare instellingsperiode, meerdere tarieven. De timingklok 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-toegangsbeveiligingsontwerp

1.1.4. Weergavefunctie: LCD-scherm, de knop kan automatisch worden weergegeven, de interface toont zoals het resterende bedrag, het totale vermogen, de huidige elektriciteitsprijs enzovoort.

1.1.5. Informatie-kopieerfunctie voor stroomaankoop: één meter één kaart, dat wil zeggen, één meter kan slechts overeenkomen met één IC-kaart. Wanneer de kaart wordt geplaatst voor stroomtransmissie, wordt de informatie over het elektriciteitsverbruik in de meter automatisch terug gekopieerd naar de IC-kaart; wanneer er weer elektriciteit wordt gekocht, wordt de informatie op de kaart automatisch naar 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 stroomuitvalalarmen, en wordt ook de functie van het uitschakelen van de belasting vergroot.

1.1.7. Overbelastingsregelingsfunctie: door de vermogensdrempel in te stellen, kan deze de uitschakelregeling van overbelasting aan de belastingszijde realiseren. De uitschakeltijd kan op twee manieren worden ingesteld: onmiddellijke uitschakeling en vertraagde uitschakeling. De stroom kan worden hersteld door op de knop te drukken of de kaart te plaatsen.

1.1.8. Prepaid-controlefunctie: de meter realiseert de beheermethode om eerst elektriciteit te kopen en vervolgens elektriciteit te gebruiken. Wanneer er geen elektriciteitslading in de meter is, zal de lastschakelaar in de meter automatisch de stroomvoorziening van de belasting afsluiten. Nadat de meter is opgeladen, wordt de meter opnieuw gesloten om de stroomvoorzieningsfunctie van de belasting te herstellen. Met de voortdurende verbetering is de roodstandfunctie toegevoegd, die een gematigde roodstand mogelijk maakt, afhankelijk van de werkelijke situatie. De roodstand kan worden ingesteld. Nadat de roodstand is voltooid, wordt de meter uitgeschakeld en wordt het roodstandgedeelte automatisch in rekening gebracht en afgetrokken wanneer de meter de volgende keer wordt opgeladen.

1.1.9. Anti-hamsteren van stroomfunctie: vanwege de macrocontrole van het elektriciteitsprijsbeleid, om te voorkomen dat overmatig vermogen (hoeveelheid) in de meter wordt geladen, wordt de klant beperkt in het in één keer in rekening brengen van te veel stroom (hoeveelheid) door het instellen van de drempel voor hamstervermogen in de meter.

10. Beveiligingsfunctie: Over het algemeen wordt CPU-kaarttechnologie gebruikt voor het ontwerp van systeembeveiliging. De beveiligingsauthenticatie van de elektriciteitsmeter van de CPU-kaart en de CPU-kaart wordt voltooid via de ESAM-module in de energiemeter. De MCU van de energiemeter van de CPU-kaart speelt alleen de rol van gegevensoverdracht tijdens het authenticatieproces en neemt niet deel aan de gegevenscodering en -decodering. Bij het verkopen van elektriciteit kunnen via een reeks belangrijke authenticatietests bewerkingen worden gerealiseerd zoals de bevestiging van de stroomaankoopkaart, de toestemming om informatie op de stroomaankoopkaart te schrijven en de toestemming om het wissen van het binaire bestand terug te schrijven.

1.2 Belangrijkste voordeel

1.2.1 Verbeter de efficiëntie en nauwkeurigheid van het uitlezen van meterstanden. Via de RS485-interface en de infraroodcommunicatie-interface kan het bijbehorende draagbare meteruitleesapparaat worden gebruikt voor batchtranscriptie op locatie. Dit heeft een zeer belangrijk effect op de huidige situatie dat het aantal energiemeters dat door energieleveranciers wordt beheerd sterk is toegenomen.

1.2.2 Het probleem van betalingsachterstanden effectief oplossen. Aanzienlijk lagere bedrijfskosten voor het innen van elektriciteitsrekeningen, en verbeterde veiligheid bij het innen van elektriciteitstarieven

1.2.3 De tegenstrijdigheid van betalingsproblemen verlichten. Met de grote toename van het aantal klanten en de relatief geconcentreerde betaalmomenten is het traditionele laadmodel heel gemakkelijk om betalingscongestie te veroorzaken. Door de toepassing van prepaid energiemeters is de druk op de contratarieven en servicerisico's sterk verminderd.

1.3 Problemen in de applicatie

1.3.1 Slecht anti-aanvalsvermogen. Het verlies en de beschadiging van de IC-kaart, vooral de open lees- en schrijfpoorten van de IC-kaart, zijn kwetsbaar voor aanvallen van buitenaf. Het is moeilijk om bewijsmateriaal te verkrijgen nadat je bent aangevallen en het falen van het interne controlesysteem te veroorzaken, en het is heel gemakkelijk om elektriciteitsgeschillen te krijgen.

1.3.2 Beheer is moeilijk. Vanwege de plotselinge en willekeurige stroomaankoop van IC-kaarten heeft de afdeling stroomvoorziening de druk van de verkoopkracht vergroot. Tegelijkertijd worden, om de gegevensbeveiliging te garanderen, tegenwoordig veel slimme CPU-kaarten gebruikt. Het COS-systeem en de dynamische sleutelauthenticatie zorgen voor gegevensbeveiliging, maar verhogen tegelijkertijd ook de beheerwerklast van de energiebeheerafdeling. Bovendien vergroot de multi-link demonstratie het optreden van onverwachte storingen.

1.3.3 Het aanpassingsvermogen van de aanpassing van het elektriciteitsprijsbeleid is niet groot. Bij de inkoop van elektriciteit is de elektriciteitsprijs bepaald en in de prepaid energiemeter geschreven. Omdat de elektriciteitsprijs die is opgeslagen in de prepaid-energiemeter van de IC-kaart niet in realtime kan worden aangepast, voegt elke prijsaanpassing veel werklast toe aan het energiebedrijf. Klanten zijn ook vatbaar voor vragen.

1.3.4 Het verzamelen van gegevens komt niet op tijd. Het kan de status van het elektriciteitsverbruik van de klant niet in realtime weergeven, kan elektriciteitsdiefstal niet effectief monitoren en kan niet voldoen aan de realtime beheerbehoeften van automatisering van elektriciteitsbeheer

1.3.5 De ​​functieschaalbaarheid van de stroomaankoopmethode is niet hoog. Het vooruitbetalingssysteem dat IC-kaarten als medium voor gegevensoverdracht gebruikt, is niet eenvoudig een effectieve koppeling te vormen met telefonisch bankieren, online bankieren en andere methoden voor de aankoop van elektriciteit. Klanten kopen vaak elektriciteit bij elektriciteitsverkooppunten met kaarten, wat de servicekwaliteit van de elektriciteitsmarketing vermindert en de werkdruk van energieleveranciers verhoogt. Om de problemen en nadelen bij de daadwerkelijke toepassing van prepaid energiemeters met IC-kaarten op te lossen, wordt daarom het compatibiliteitsprobleem van het communicatiesysteem opgelost. De doorbraak van het knelpunt van de kerngerelateerde technologie biedt een enorme ruimte die misschien ondenkbaar is voor de toepassing op afstand van voorafbetaalde energiemeters.

2 Integratie van prepaid energiemeter en meteruitleessysteem op afstand

2.1 De basiscommunicatiemethoden in het meteruitleessysteem op afstand omvatten voornamelijk optische vezelcommunicatie, telefoonlijncommunicatie, RS485-bus, tv-kabel, internet, powerline-carriercommunicatie, instrumentbus, satellietcommunicatie, GPRS en CDMA, enz. Alle soorten communicatie methoden hebben hun voor- en nadelen en hun toepasbare aspecten. Gecombineerd met de industriële kenmerken van energieleveranciers en de praktische toepassing van laagspanningslijndragers, gespreid spectrum, frequentieverspringing, doorsturen en doorgeven (de dragermeter kan dynamisch worden ingesteld als een router of transponder door de lokale concentrator via de stroomlijn ) technologie en de praktische toepassing van speciale chips. Momenteel is de laagspanning van automatische meteruitlezing op afstand. Het systeem maakt meestal gebruik van de gecentraliseerde meteruitleesmethode van de Power Line Carrier + GPRS-transmissie op afstand + prepaid energiemeterreeks technische oplossingen.

2.2 Systeemstructuur Het gecentraliseerde meteruitleessysteem van de elektriciteitsleidingdrager bestaat uit gecentraliseerde uitleeshoofdstations, collectoren, concentrators, meters en andere apparatuur. Afhankelijk van de omstandigheden ter plaatse wordt een speciaal netwerk tot stand gebracht en worden de meteruitlezing, controle en beheer van het elektriciteitsverbruik via software uitgevoerd. Het systeem bestaat uit drie fysieke lagen en twee linklagen. De gegevensverzameling van het hoofdstation heeft een sterstructuur, dat wil zeggen dat één beheercentrum voor energieverbruik de beheerlaag is voor meerdere concentrators; het hoofdstation is via het GPRS-netwerk verbonden met de dataconcentrator; De collectoren zijn aangesloten via laagspanningslijnen, de collectoren zijn geïnstalleerd in de meterkast en de collectoren en energiemeters van de klant zijn parallel aangesloten via de RS485-interface om de klantlaag te vormen.

2.3 Systeemfuncties

2.3.1 Gebruik PLC-communicatiemethode (Power Line Carrier): 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), kopiëren op meerdere punten om een ​​basisgegevensgroep te vormen, en verschillende analyses (lijnverlies, meervoudige snelheid, belasting , enz.), Om te voldoen aan de behoeften van diverse intelligente klantenbeheer.

2.3.3 Combinatie van software en hardware: Bij het systeemontwerp wordt volledig rekening gehouden met de behoeften en het gemak van gebruikers. Op basis van vaste hardware worden alle systeemfunctiecompensatie, beheerwijzigingen en bedieningstoevoegingen (afstandsbedieningsvermogen) allemaal voltooid door de achtergrondsoftware.

2.3.4 Het heeft de voordelen van gemakkelijke installatie, hoge betrouwbaarheid, goede veiligheid en sterke onderhoudbaarheid. Tegelijkertijd zijn de projectkosten laag, is het systeemonderhoud eenvoudig en zijn de bedrijfskosten laag.

2.4 Toepassing van hoofdfuncties

De externe energiemeter voor vooruitbetaling werkt samen met het stroomverbruikbeheersysteem om functies te realiseren zoals meteruitlezing op afstand, vooruitbetaling op afstand, preventie van elektriciteitsdiefstal en belastingbeheer.

2.4.1 Meteruitlezing op afstand

Het hoofdstation kan willekeurige meterstanden uitvoeren en beoordelen of de energiemeter ter plaatse defect is of dat het elektriciteitsverbruik van de klant abnormaal is op basis van de teruggelezen gegevens. Het hoofdstation kan ook de meter uitlezen volgens de meteruitleesroutine en de teruggelezen gegevens verzenden naar het energiemarketingbeheerinformatiesysteem voor de berekening van de elektriciteitskosten. Tegelijkertijd kan het hoofdstation de elektriciteitsmeter ook regelmatig de veldgegevens laten rapporteren via instelling op afstand.

2.4.2 prepaid op afstand

Klanten kunnen elektriciteit in verschillende vormen afnemen om betalingspieken effectief te vermijden. Wanneer het resterende bedrag op de meter van de klant 0 is, geeft de meter een uitschakelsignaal af om het interne relais of de externe belastingsschakelaar te laten werken om de stroom uit te schakelen, waardoor het gedrag van betalingsachterstanden wordt vermeden. De vooruitbetalingsmethode op afstand is veilig en betrouwbaar en voorkomt fouten zoals het niet lezen van de kaart en informatiefouten als gevolg van de overdracht van informatie via de IC-kaart. Tegelijkertijd kunnen, wanneer de elektriciteitsprijs wordt aangepast, de parameters van de elektriciteitsprijs in de energiemeter ter plaatse tijdig in batches worden gewijzigd via het hoofdstation, om ervoor te zorgen dat de parameters van de elektriciteitsprijs in de on-site De energiemeter op de locatie wordt gesynchroniseerd met de prijsaanpassing.

2.4.3 Anti-diefstal

Wanneer de parameters van de elektriciteitsmeter ter plaatse veranderen of er storingen optreden zoals spanningsverlies, stroomverlies of verkeerde bedrading, kan de elektriciteitsmeter automatisch worden gerapporteerd aan het hoofdstation. Ga naar de locatie voor een inspectie. Deze functie kan effectief elektriciteit stelen en problemen voorkomen voordat ze zich voordoen.

2.4.4 lastbeheer

Het hoofdstation kan de spanning, stroom, vermogen, elektriciteit en andere gegevens van de energiemeter ter plaatse verzamelen voor belastinganalyse en -beheer. Volgens de huidige gegevens kan de belastingscurve worden getekend om de verandering van de elektriciteitsbelasting te monitoren. Op basis van de spanningsgegevens kan het kwalificatiepercentage voor de spanning worden berekend. Door de actieve vermogenslimiet in de energiemeter in te stellen, kunt u het energieverbruik bij overbelasting van de klant beheersen.

2.5 winstanalyse

2.5.1 Door het gebruik van meteruitlezing op afstand kan een groot aantal mankrachtkosten voor meteropnemers worden bespaard. Tegelijkertijd kunnen fouten bij het handmatig uitlezen van meterstanden worden vermeden en kunnen meterstoringen tijdig worden opgespoord, waardoor het serviceniveau wordt verbeterd.

2.5.2 Dankzij de implementatie van vooruitbetaling zijn de betalingsachterstanden aanzienlijk verminderd, is het terugvorderingspercentage van elektriciteitstarieven verbeterd en zijn de operationele kosten van het herstel van elektriciteit ter plaatse bij het terugvorderingsbeheer van elektriciteitstarieven verlaagd .

2.5.3 Omdat de online monitoring van de werkingsstatus van de elektriciteitsmeter ter plaatse kan worden uitgevoerd, kan deze elektriciteitsdiefstal effectief voorkomen en het onbekende elektriciteitsverlies verminderen.

2.5.4 Dankzij de automatische belastingcontrole wordt het voorkomen van het verbranden van overbelastingsmeters geëlimineerd, terwijl tegelijkertijd het fenomeen wordt vermeden dat klanten de gebruikstijd van de elektriciteitsprijs en het stroomtarief niet beoordelen vanwege onderrapportage van de stroomverbruikscapaciteit. .

3. Toepassingsscenario voor Acrel Prepaid-producten

3.1 Functie

Prepaid meter elektriciteitsheffing, controle, betalingsachterstand; een module voor het beheer van nabetalingen bieden; module voor analyse van energieverbruik;

Inning van huur- en onroerendgoedkosten en achterstallige betalingen;

Gedeelde elektriciteitskosten in openbare ruimtes;

Toegang tot meteropname en meting in openbare ruimtes en onderstations;

Vooruitbetaling + energieverbruik gebouw, geclassificeerd en subpost energiemeting geïntegreerd systeem;

Gecentraliseerd financieel beheer en controle over vastgoed/vastgoedgroepen, aparte bevoegdheid voor sub-eigendommen;

De draadloze oplossing is eenvoudig aan te passen en eenvoudig te debuggen

4. Productselectie

5. Conclusie

Hoewel veel nadelen van traditionele prepaid-energiemeters steeds prominenter worden, namelijk dat ze niet kunnen voldoen aan de behoeften van modern elektriciteitsbeheer, is er op de korte termijn, vooral in regio's waar het klantenbestand relatief verspreid is, nog steeds een zekere mate van toepassing. Aan de andere kant zullen prepaid-energiemeters, met de voortdurende ontwikkeling van de samenleving, nauwer worden geïntegreerd met communicatietechnologie en intelligente besturingstechnologie (op afstand geplaatste prepaid-energiemeters op basis van mobiele communicatietechnologie kunnen bijvoorbeeld de traditionele prepaid-energiemeters met IC-kaarten volledig vervangen. toepassingsgebied van de energiemeter). Voor prepaid-energiemeters is het een onvermijdelijke technologische ontwikkelingstrend om de functie te hebben van "real-time intelligente controle op afstand" om uit te breiden naar een grotere wereld. Voor energieleveranciers zal de popularisering en toepassing van de functie "remote real-time intelligent control" ook in staat zijn om het managementniveau en de servicekwaliteit van het dagelijkse elektriciteitsverbruik voortdurend te verbeteren.

Referenties:

[1] Acrel Enterprise Microgrid ontwerp- en toepassingshandleiding. Versie 2022.05