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更新時間：2023-07-04
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吳柯霓
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：隨著技術的發展，預付費電能表的方式越來越先進，功能也越來越完善。本文分析了無卡網絡式預付費售電的結構、特點及幾種常用的無卡網絡式預付費售電方式的比較，指出電子式電能表取代感應式電能表將成必然。
關鍵詞：多用戶集中式；智能電能表；預付費售電
引言
在計劃經濟時代，按法規要求先用電后買電。但由于一些部門和人員交納電費的意識不強，致使拖欠電費的現象嚴重。“**不是偷"“欠電不是欠"還有相當的市場。據有關部門介紹國家每年的電費損失達數百億元以上。電是商品，在市場經濟下先付費后用電理所當然。特別是對于租賃式的商品樓、學生公寓等用戶，先交費后用電更是應當。
一、預付費售電的發展歷程和技術現狀
具有預付費功能的電能表起源于歐洲。80年代在我國東北地區開始使用，90年代在我國開始逐步推廣。隨著技術的發展，預付費的方法越來越先進，功能越來越完善。預付費電能表大致經過了如下階段：
值得提出的是，采用lC卡方式進行預付費售電因其通用性強、攜帶方便，曾在我國廣泛應用。但IC卡式電能表開放式的讀、寫窗口易受外界攻擊造成數據混亂或"死機"、卡本身又容易磨損和丟失；考慮到成本，有的IC卡只有存儲功能、容量有限、易于解密、偽造，容易造成用電糾紛：此外采用IC卡實現預付費售電用電管理部門無法適時了解用戶的用電
情況，無法進行用電控制，也難以適應電價的變動和復費率的要求。因此早在1999年電業管理部門曾提出“一戶一表"不要采用IC卡表。
我國早期使用IC卡電能表的幾個大城市如上海、北京、南京等都已更換或逐漸在更換。遺憾的是一些地區的用戶還看重于IC卡，這的確是個誤區。
從技術、安全、可靠、現代管理需要等方面綜合考慮，選用無卡網絡式預付費售電，應是用電預付費的*優選擇。
二、多用戶集中式智能電能表的結構和預付費售電功能
圖1 為多用戶集中式智能電能表的結構框圖
由框圖不難看出，整表是以單片機為核心，分戶進行電能計量和集中進行管理的智能化系統。每戶由一個專用的電能計量芯片，該芯片通過對用戶的電流和電壓采樣經過相乘后的功率轉化成相應的電脈沖。此電脈沖一方面傳送給單片機進行處理、存儲、輸出；同時每戶的電脈沖也可獨立引出，以供校表之用。體現了多用戶集中式電能表標準所要求的“一戶一表"的功能。
這種多用戶集中式智能電能表在一個表殼里，同時可以容納多個計量單元，共用同一個顯示窗口，24小時輪流循環顯示每戶的用電情況。其容納的單元數可根據用戶的需要選用，少則幾戶，多則幾十戶，乃至上百戶(采用柜式)。多用戶集中式智能電能表在功能和技術指標上都不亞于電子式單表。和電子式單表相比利用其串行遠抄遠控通訊接口實現預付費售電更有特色：
第一，戶數相同，體積更小。
由框圖可以看出，多用戶集中式智能電能表是集電能表和采集器為一體的智能化系統，而不是簡單的將若干單表進行組合。為此，在戶數相同的情況下，其體積大大減小(約是同戶數單表的3／5左右)、安裝方便、功能更加完善。
第二，遠程售電，集中顯示。
通過遠控接口可實現網絡無卡預付費售電。售給每個用戶的電量，可按戶號在共用的顯示窗口24小時循環顯示。根據用戶要求在用電過程中可顯示剩余電量，也可顯示用電量。
第三，低電量報警提示。
當用戶購的電剩余到一定數量時(可任意設定)，通過共用窗口可提示用戶購電。售電速度都大大提高。戶數越多*性越強。
第四，定時或強制斷送電。
通過安裝在每戶計量單元內的繼電器，管理部門可對用戶實現定時斷送電，或用戶已購電量低于一定的限額時(可任意設定)，自動斷電。
第五，紅外售電。
配有紅外接口，也可用手持售電器進行近程(3米以上)紅外預付費售電。
三、幾種常用網絡無卡預付囊售電方式比較
第一種：采用485總線方式實現網絡預付費管理(見圖2)
這種售電管理系統是在小區管理中心的微機處安裝一個232／485轉換器，通過雙絞線或專用通訊線與多用戶集中式電能表進行總線聯接？蓪崿F無卡售電，用電情況實時檢測、
購電提示、欠費(或根據設定)自動切斷用戶供電以及復費率(對復費率的表)等控制功能。這種預付費方式理論控制距離為1200米。理論上可接128個多用戶集中式智能電能表，如果信號過遠、多用戶表的數量過多，可另加中繼器實現。對于小區管理中心和電業管理部門的通訊可采用電話線或其他通訊方式(GPRS等)完成。
這種售電方式可靠性高，缺點是要鋪設專用通訊線。
第二種：利用低壓動力線載波實現無卡預付費管理(見圖3)
這種售電方式只要在多用戶集中式智能電能表通訊接口處和小區管理中心的微機處各安裝一個轉換用的載波模塊。以低壓動力線為信道，來實現網絡無卡售電。
這種售電方式，*大的優點是不必鋪設專用信道：缺點是受負載變化以及受電網質量的影響，其可靠性、傳輸距離、所接多用戶電能表的數量不如485方式。另外只能在變壓器的同一側使用，具有一定的局限性。
第三種：利用現有的GSM／GPRS無線通訊網絡實現無卡預付費管理(見圖4)
這種售電和通訊方式只要在多用戶集中式智能電能表的通訊接口和小區管理中心(或電業管理處)各安裝一個GSM／GPRS模塊，通過短信或數據幀的形式，便可實現預付費售電，以及其它功能。
此方式的優點是簡單、方便、可靠，通訊空間大：其缺點是除初期投資外，還要一定的運行費用。
無卡預付費售電還有其它方式，其主流就是上述三種。上述三種預付費售電方式各有利弊，初期投資略有差異。具體如何選用應根據用戶的用電情況和要求進行綜合考慮。由于485售電方式可靠性高，目前低壓動力線載波方式、無線GPRS方式也是發展方向。不過值得提及的是，和專用單表實現預付費售電相比，采用多用戶集中式智能電能表來實現預付費其投資少，管理更方便。
四、安科瑞Acrelcloud-3200預付費水電云平臺
1 概述
AcrelCloud-3200預付費水電云平臺是安科瑞公司研制的與DDSY-1352單相電子式預付費電能表及DTSY-1352三相電子式預付費電能表配套的售電管理系統。另外可以選配遠傳閥控水表組成水電一體預付費系統，達到先交費后用水的目的，剩余水量用完自動關閥。主要完成電能表/水表參數設置，商戶售電/售水管理及能耗管理工作，操作簡便，實現物業公司遠程實時操作實時監控，具有良好的人機界面，能夠有效的統計和管理數據。安裝方便，是用電管理部門、商業廣場和物業小區，提高用電用水管理水平，解決收費難問題的理想產品。
2 應用場所
本平臺適用于公寓出租戶、商業廣場、公寓酒店、物業小區、寫字樓、物流倉儲、高校、連鎖超市、智慧園區、農貿市場等場所。
3 系統結構
4 系統功能
（1）房間監控
清晰簡潔的展示所有房間狀態信息，所屬樓棟樓層，在線失連情況，費用狀態等，進入房間詳情可對房間當前實時信息進行查看，并可了解當天用電量和使用金額情況，可對房間內的電表進行各種遠程控制操作，比如開戶、電價設置，售電、退電、報警金額設置、分合閘操作等等。
（2）電戶開表
系統針對商鋪開戶不僅支持一戶一表，也支持一戶掛多表的需要;支持自定義電價方案，單一電價、尖峰平谷電價、階梯電價等:支持預先設置開戶信息后期一鍵開戶;支持設置電表合額告警默認三級告警，告警金額和次也可以自定義，推送方式支持手機短信，APP推送，郵件、語音外呼、公眾號推送等。
（3）充電繳費
可以對已開戶的電表進行遠程充值，電費實時下發到電表。電表會根據電度走字實時扣除電費同時系統也支持早臺計費，金額下發到系統賬戶，到賬快速穩定。
（4）財務管理
訂單總覽，包含系統里所有水電充值退費記錄，以及物業費扣費流水記錄。收入概況，可以從日，月，年，時間跨度等不同維度統計水電費收入情況，收入組成。
系統還提供了多個報表以供查詢。用電綜合報表，幫助財務統計每個月商鋪總用電量，尖峰平谷用電量以及電費，能耗同比分析，可以比較每個月份與去年同期相比的用能差距。能耗日月年報表，按日，月，年三個不同維度查詢電表每個階段的用能情。
為了方便用戶對大量儀表進行管理和設置，可以在系統中新建批量操作任務，比如設置電價、電表控制、儀表設置、充值等，批量任務可以立即執行，也可以定時執行。
（7）自定義收費方案
為了靈活應對用戶多種多樣的收費方案，比如物業費，房租，服務費等，系統支持用戶自定義收費項目。收費方式可設置直接從賬戶扣除或者生成催繳賬單，可設置周期性收費或者一次性收費，可以按固定金額收費或者按房間面積換算等等。
（8）公共區域用電分攤
某塊表為主表，然后分配關聯子表，系統每個月自動將主表的用電按比例換算成電費從子表中扣除，這樣可以剩余人工統計的麻煩。公攤方式多樣，可以根據比例公攤，按房間面積公攤，按用量公排，收費方式有直接扣費或者生成維費賬單。
（9）后付費模式
按日期生成后付費用戶周期用電費用，對數據進行確認后生成繳費賬單方便追蹤客戶繳費情況可導出繳費賬單以及欠費賬單通知客戶。
（10）公眾號在線支付
用戶可以在微信小程序或者微信公眾號自助查詢電表使用情況以及繳費。
5．系統硬件配置
五、結語
電子式電能表，由于在精度、壽命、體積及功能等方便皆優于傳統的感應式電能表，電子式電能表取代感應式電能表的勢在必行。多用戶集中式智能電能表適合用于居民小區、商業樓群和學生公寓。和電子式單表相比，多用戶集中式智能電能表在戶數相同的情況下，其體積大大減小，安裝方便，售電速度大大提高，且可采用多種形式的網絡預付費售電，其市場前景美好。
參考文獻
[1]湯元信，李永飛，常國昕，譚波.多用戶集中式智能電能表的預付費售電功能
[2]安科瑞電氣企業微電網設計與應用手冊2020.06版
吳柯霓，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事與預付費系統的研發與應用
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