Анализ применения предоплаченного счетчика электроэнергии Acrel и системы управления энергопотреблением

Тел.: +86 18702111813 Электронная почта: shelly@acrel.cn

Acrel Co,. Ltd.

Абстрактный:В данной статье излагаются основные функции традиционного предоплаченного счетчика электроэнергии на основе IC-карты, анализируются преимущества и недостатки его применения; подробно описывается расширение функций предоплаченного счетчика электроэнергии после интеграции коммуникационных технологий, интеллектуальных технологий управления, а также подчеркивается практическая ценность, описываются возможные тенденции технического развития предоплаченного счетчика электроэнергии.

Ключевое слово:Предоплаченный счетчик электроэнергии, применение, анализ

Плата за электроэнергию является основным источником средств для предприятий электроснабжения для поддержания производства и развития, то, могут ли они быть оплачены вовремя, играет важную роль в обороте капитала предприятий электроснабжения. Из-за модели потребления электроэнергии «сначала используй электроэнергию, плати позже» в течение многих лет, широкой базы потребителей электроэнергии и технических средств отключения электроэнергии на месте и нормирования электроэнергии, а также несовместимости поддерживающих правил с рыночной экономикой, это напрямую приводит к огромному риску предприятий электроснабжения при взимании платы за электроэнергию, рабочей силы, финансовых ресурсов и эксплуатационного давления, которые были вложены в него на протяжении многих лет. В этом контексте, чтобы лучше адаптироваться к реформе энергосистемы, широко используются предоплаченные счетчики электроэнергии.

Из-за незрелого применения ранней базовой технологии связи совместимость системы стала важным препятствием, влияющим на популяризацию и применение удаленной автоматической системы считывания показаний счетчиков для управления учетом электроэнергии, особенно совместимость протокола связи и несоответствие производственного стандарта. В условиях того времени предоплаченный счетчик энергии типа IC-карты не имел иного выбора, кроме как избегать узкого места применения коммуникационной технологии.

1.I Карточный предоплаченный счетчик электроэнергии

1.1 Основная функция

1.1.1 Функция измерения: измерение активной энергии по одной фазе; сохранение истории электроэнергии и функция заморозки электроэнергии.

1.1.2 Функция многотарифности: программируемый период времени настройки, многотарифность. Таймер имеет функцию температурной компенсации.

1.1.3 Функция связи: с интерфейсом RS485 и инфракрасным интерфейсом связи. Интерфейс RS485, как правило, электрически изолирован от внутренней части счетчика и имеет конструкцию защиты от доступа к переменному току 220 В

1.1.4. Функция отображения: ЖК-дисплей, кнопка может автоматически циклически переключать отображение, интерфейс показывает оставшееся количество, общую мощность, текущую цену на электроэнергию и т. д.

1.1.5. Функция копирования информации о покупке электроэнергии: один счетчик - одна карта, то есть один счетчик может соответствовать только одной карте IC. Когда карта вставлена ​​для передачи электроэнергии, информация о потреблении электроэнергии в счетчике автоматически копируется обратно на карту IC; когда электроэнергия покупается снова, информация с карты автоматически записывается в компьютер для архивации и проверки данных.

1.1.6. Функция напоминания о подзарядке счетчика: как правило, есть дисплейный сигнал тревоги и сигнализация сбоя питания, а также увеличенная функция отключения нагрузки.

1.1.7. Функция управления перегрузкой: установив пороговое значение мощности, можно реализовать управление отключением питания при перегрузке на стороне нагрузки. Время отключения питания можно установить двумя способами: немедленное отключение питания и отложенное отключение питания. Питание можно восстановить, нажав кнопку или вставив карту.

1.1.8. Функция управления предоплатой: счетчик реализует метод управления, при котором сначала покупается электроэнергия, а затем используется. Когда в счетчике нет платы за электроэнергию, выключатель нагрузки в счетчике автоматически отключает питание нагрузки. После зарядки счетчика счетчик снова закроется, чтобы восстановить функцию питания нагрузки. С постоянным улучшением была добавлена ​​функция овердрафта, которая может разрешить умеренный овердрафт в соответствии с фактической ситуацией. Овердрафт может быть установлен. После завершения овердрафта счетчик будет отключен, а часть овердрафта будет автоматически начислена и вычтена при следующей пополнении счетчика.

1.1.9. Функция предотвращения накопления электроэнергии: в связи с макроконтролем политики цен на электроэнергию, чтобы предотвратить взимание со счетчика чрезмерной мощности (объема), клиенту запрещено взимать слишком большую мощность (объем) за один раз путем установки порогового значения накопления электроэнергии на счетчике.

10. Функция защиты безопасности: Как правило, технология карты ЦП используется для проектирования безопасности системы. Аутентификация безопасности счетчика электроэнергии карты ЦП и карты ЦП выполняется через модуль ESAM в счетчике энергии. MCU счетчика электроэнергии карты ЦП играет роль только передачи данных во время процесса аутентификации и не участвует в шифровании и дешифровании данных. При продаже электроэнергии с помощью серии ключевых тестов аутентификации можно реализовать такие операции, как подтверждение карты покупки электроэнергии, разрешение на запись информации на карту покупки электроэнергии и разрешение на обратную запись стирания двоичного файла.

1.2 Главное преимущество

1.2.1 Повышение эффективности и точности считывания показаний счетчиков. Благодаря интерфейсу RS485 и инфракрасному интерфейсу связи соответствующее ручное устройство считывания показаний счетчиков может использоваться для пакетной транскрипции на месте. Это имеет очень важное влияние на текущую ситуацию, когда количество счетчиков электроэнергии, управляемых предприятиями энергоснабжения, резко возросло.

1.2.2 Эффективно решить проблему задолженностей. Значительно сократить эксплуатационные расходы на сбор счетов за электроэнергию, а также повысить безопасность сбора платы за электроэнергию.

1.2.3 Смягчить противоречие трудностей с оплатой. С большим ростом числа клиентов и относительно концентрированными временными интервалами оплаты традиционная модель тарификации очень легко может вызвать перегрузку платежей. Применение предоплаченных счетчиков энергии значительно снизило давление на встречные платежи и риски обслуживания.

1.3 Проблемы в приложении

1.3.1 Слабая способность противодействовать атакам. Потеря и повреждение карты IC, особенно ее открытые порты чтения и записи карты IC, уязвимы для внешних атак. После атаки трудно получить доказательства, что может привести к отказу внутренней системы контроля, и очень легко могут возникнуть споры по поводу электричества.

1.3.2 Управление затруднено. Из-за внезапности и случайности покупки мощности IC-карты отдел электроснабжения увеличил давление продажи мощности. В то же время, чтобы обеспечить безопасность данных, в настоящее время широко используются смарт-карты CPU. Его система COS и динамическая аутентификация ключей обеспечивают безопасность данных, но в то же время увеличивают нагрузку на отдел управления питанием. Более того, многоканальная демонстрация увеличивает возникновение неожиданных сбоев.

1.3.3 Адаптивность политики ценообразования на электроэнергию невелика. Цена на электроэнергию определяется и записывается в предоплаченный счетчик энергии при покупке электроэнергии. Поскольку цена на электроэнергию, хранящаяся в предоплаченном счетчике энергии IC-карты, не может быть скорректирована в режиме реального времени, каждая корректировка цены добавляет большую нагрузку на компанию по поставке электроэнергии, а также у клиентов возникают вопросы.

1.3.4 Сбор данных несвоевременен. Он не может отражать состояние потребления электроэнергии клиентом в реальном времени, не может эффективно контролировать хищение электроэнергии и не может удовлетворить потребности в управлении в реальном времени для автоматизации управления электроэнергией.

1.3.5 Масштабируемость функции метода покупки электроэнергии невысока. Система предоплаты с использованием карт IC в качестве среды передачи данных нелегко сформировать эффективную связь с телефонным банкингом, онлайн-банкингом и другими методами покупки электроэнергии. Клиенты часто покупают электроэнергию в торговых точках по продаже электроэнергии с помощью карт, что снижает качество обслуживания по маркетингу электроэнергии и увеличивает нагрузку на компании по поставке электроэнергии. Поэтому для решения проблем и недостатков в фактическом применении счетчиков электроэнергии с предоплатой на основе карт IC решается проблема совместимости системы связи. Прорыв узкого места основной связанной технологии обеспечивает обширное пространство, которое может быть невообразимым для удаленного применения счетчиков электроэнергии с предоплатой.

2 Интеграция предоплаченного счетчика электроэнергии и системы удаленного считывания показаний счетчиков

2.1 Основные методы связи в системе дистанционного считывания показаний счетчиков в основном включают оптоволоконную связь, телефонную связь, шину RS485, телевизионный кабель, Интернет, связь по линии электропередачи, приборную шину, спутниковую связь, GPRS и CDMA и т. д. Все виды методов связи имеют свои преимущества и недостатки, а также свои применимые аспекты. В сочетании с отраслевыми характеристиками предприятий электроснабжения и практическим применением низковольтной линии электропередачи с расширенным спектром, скачкообразной перестройкой частоты, пересылкой и ретрансляцией (счетчик-носитель может быть динамически установлен в качестве маршрутизатора или транспондера локальным концентратором через линию электропередачи) и практическим применением специальных чипов. В настоящее время низковольтная система дистанционного автоматического считывания показаний счетчиков в основном использует метод централизованного считывания показаний счетчиков по линии электропередачи + удаленную передачу GPRS + ряд технических решений для счетчиков предоплаченной энергии.

2.2 Структура системы централизованная система считывания показаний счетчиков линии электропередачи состоит из централизованных главных станций считывания показаний, коллекторов, концентраторов, счетчиков и другого оборудования. В соответствии с условиями на месте создается выделенная сеть, а считывание показаний счетчиков, контроль и управление потреблением электроэнергии осуществляются с помощью программного обеспечения. Система состоит из трех физических уровней и двух уровней связи. Сбор данных главной станции принимает звездную структуру, то есть один центр управления потреблением энергии является уровнем управления для нескольких концентраторов; главная станция подключена к концентратору данных через сеть GPRS; коллекторы подключены через низковольтные линии электропередачи, коллекторы установлены в коробке счетчика, а коллекторы и счетчики энергии клиентов подключены параллельно через интерфейс RS485 для формирования уровня клиента.

2.3 Особенности системы

2.3.1. Использование метода связи PLC (передача данных по линиям электропередачи): эффективное использование топологической структуры электросети, простота конструкции.

2.3.2 Основная группа данных: все клиенты, включенные в централизованную систему копирования, могут быть выбраны для копирования (точечное копирование, полное копирование), многоточечного копирования для формирования основной группы данных и различных анализов (потери на линии, множественная скорость, нагрузка и т. д.), чтобы удовлетворить потребности в различных видах интеллектуального управления клиентами.

2.3.3 Сочетание программного и аппаратного обеспечения: Проект системы полностью учитывает потребности и удобство пользователей. На основе фиксированного оборудования все функции компенсации системы, изменение управления и добавление операций (дистанционное управление питанием) выполняются фоновым программным обеспечением.

2.3.4 Он имеет преимущества удобной установки, высокой надежности, хорошей безопасности и высокой ремонтопригодности. В то же время стоимость проекта низкая, обслуживание системы простое, а эксплуатационные расходы низкие.

2.4 Применение основных функций

Счетчик электроэнергии с удаленной предоплатой взаимодействует с системой управления энергопотреблением для реализации таких функций, как удаленное считывание показаний счетчика, удаленная предоплата, предотвращение хищений электроэнергии и управление нагрузкой.

2.4.1 Дистанционное считывание показаний счетчика

Главная станция может выполнять выборочное считывание показаний счетчика и судить о том, неисправен ли счетчик электроэнергии на месте или потребление электроэнергии у клиента ненормально в соответствии с данными обратного считывания. Главная станция также может считывать показания счетчика в соответствии с процедурой считывания показаний счетчика и передавать считанные данные в информационную систему управления сбытом электроэнергии для расчета стоимости электроэнергии. В то же время главная станция может также заставить счетчик электроэнергии регулярно сообщать информацию о полевых данных с помощью удаленной настройки.

2.4.2 удаленная предоплата

Клиенты могут приобретать электроэнергию в различных формах, чтобы эффективно избегать пиков оплаты. Когда оставшаяся сумма на счетчике клиента равна 0, счетчик выдает сигнал отключения, чтобы внутреннее реле или внешний выключатель управления нагрузкой отключили питание, избегая поведения задолженности. Метод удаленной предоплаты безопасен и надежен, избегая сбоев, таких как несчитывание карты и ошибки информации из-за передачи информации через IC-карту. В то же время, когда цена на электроэнергию корректируется, параметры цены на электроэнергию в счетчике энергии на месте могут быть изменены партиями своевременно через главную станцию, чтобы гарантировать, что параметры цены на электроэнергию в счетчике энергии на месте синхронизированы с корректировкой цены.

2.4.3 Противоугонное

При изменении параметров счетчика электроэнергии на объекте или возникновении сбоев, таких как потеря напряжения, потеря тока и неправильная проводка, счетчик электроэнергии может быть автоматически передан на главную станцию. Отправляйтесь на объект для проверки. Эта функция может эффективно воровать электроэнергию и предотвращать проблемы до того, как они возникнут.

2.4.4 управление нагрузкой

Главная станция может собирать напряжение, ток, мощность, электричество и другие данные счетчика электроэнергии на месте для анализа и управления нагрузкой. В соответствии с текущими данными можно построить кривую нагрузки для мониторинга изменения электрической нагрузки. В соответствии с данными о напряжении можно рассчитать ставку квалификации напряжения. Установив предел активной мощности в счетчике электроэнергии, можно контролировать потребление электроэнергии при перегрузке клиента.

2.5 анализ усиления

2.5.1 Благодаря использованию дистанционного считывания показаний счетчиков можно сэкономить большое количество затрат на рабочую силу для считывателей показаний счетчиков. При этом можно избежать ошибок при ручном считывании показаний счетчиков и вовремя обнаружить неисправности счетчиков, тем самым повысив уровень обслуживания.

2.5.2 Благодаря внедрению предоплаты значительно сократилась задолженность, повысился уровень возмещения расходов на электроэнергию, а также сократились эксплуатационные расходы на восстановление электроэнергии на месте при управлении возмещением расходов на электроэнергию.

2.5.3 Поскольку можно осуществлять онлайн-мониторинг рабочего состояния счетчика электроэнергии на объекте, это может эффективно предотвращать хищение электроэнергии и сокращать неизвестные потери электроэнергии.

2.5.4 Благодаря автоматическому управлению нагрузкой исключается возникновение перегрузки счетчика, а также предотвращается явление, когда потребители не производят оценку стоимости электроэнергии и тарифа на электроэнергию по времени использования из-за занижения объема потребляемой мощности.

3. Сценарий применения предоплаченных продуктов Acrel

3.1 Функция

Сбор платы за электроэнергию по предоплаченным счетчикам, контроль, погашение задолженности; предоставление модуля управления постплатежами; модуль анализа потребления энергии;

Сбор арендной платы и платы за имущество, а также задолженности;

Совместная плата за электроэнергию в общественных местах;

Доступ к считыванию показаний счетчиков и учету электроэнергии в общественных местах и ​​на подстанциях;

Предоплата + энергопотребление здания, классифицированная и подпунктовая интегрированная система измерения энергии;

Централизованное финансовое управление и контроль групп имущества/недвижимости, отдельные полномочия для субобъектов недвижимости;

Беспроводное решение легко модифицировать и легко отлаживать.

4. Выбор продукта

5. Заключение

Хотя многие недостатки традиционных предоплаченных счетчиков электроэнергии становятся все более заметными, что они не могут удовлетворить потребности современного управления электроэнергией, в краткосрочной перспективе, особенно в регионах, где клиентская база относительно рассредоточена, все еще существует определенная степень применения. С другой стороны, с непрерывным развитием общества предоплаченные счетчики электроэнергии будут более тесно интегрированы с коммуникационными технологиями и технологиями интеллектуального управления (например, удаленные предоплаченные счетчики электроэнергии на основе технологии мобильной связи могут полностью заменить традиционные предоплаченные счетчики электроэнергии с IC-картами. сфера применения счетчика электроэнергии). Для предоплаченных счетчиков электроэнергии неизбежной тенденцией технологического развития является наличие функции «дистанционного интеллектуального управления в реальном времени» для расширения в более крупный мир. Для предприятий электроснабжения популяризация и применение функции «дистанционного интеллектуального управления в реальном времени» также смогут постоянно улучшать уровень управления и качество обслуживания ежедневного потребления электроэнергии.

Ссылки:

[1] Руководство по проектированию и применению микросетей Acrel Enterprise. Версия 2022.05