智能预付费电能表的设计及应用

前言

对于供电企业来说．电费是其主要的资金收入，与企业的发展息息相关。按时上交电费，有利于供电企业的正常运行。一直以来．我国采取的用电模式为用户先用电，后交费，由于用户的范围比较大．对于电费能否及时收回存在很大的风险，在这一方面．不断加强财力、人力的投入，但是依然存在的很大的管理压力，针对于这样的用电背景，智能预付费电能表凭借自身的优点，得到了供电企业的青睐和广大用户的认可。

一、智能预付费电能表的功能特征

①显示功能，通过简单的按键操作，就可以在液晶显示屏上看到用电的相关信息，主要有：电价、总的用电量、剩余金额；②计量功能，如图1所示，它可以对历史的用电情况进行保存，对于有功电能，可以采取单相分时的计量方法，此功能还具有冻结的作用：③通讯功能，为了实现电能表的通讯功能．这里所采用的接口方式为红外接口与RS458接口，这样的设计对接口具有保护的作用，可以抵抗220V交流电的进入，相当于隔离器的作用；(复费率功能，此功能可以对不同的时间段进行设置，使费率多样化，所设计的定时时钟，对温度的变化具有补偿的作用；⑤提示功能，这主要是针对于充值过程来说的．在电能表内部都安装有警报系统．它主要对显示和断电情况比较*，在关键时刻，还具有切断的作用；⑥购电功能，它具有信息回抄的作用，对于每一个电能表只对应一张卡。一旦购电卡插入到电能表的*位置后，相关的用电信息就会留在购电卡内．当进行**次购电操作时。卡中的信息就会自动被传入到计算机系统，然后计算机的控制*对相关的数据信息给予存档处理，并对数据进行校验；⑦控制功能，主要是对过栽起控制作用。它主要是对功率进行设定来实现的，对于断电时间的设计，主要有两种方式，分别为延时断电与立即断电．对其进行恢复也是非常简单的．只需要插卡或按键就可以解决：⑧对预付费的控制作用，这里摒弃了以往的用电模式，智能电能表主要实现的是先购买、后用电的模式，一旦电能表处于欠费状态，电能表就会启动断电功能，直到用户将电购买好之后．只需要合闸．供电就恢复了．但是这样死板的设计．会造成突然断电的情况．将会给人们的生活带来很大的影响，所以透支功能就诞生了，这样对解决实际情况具有很大的帮助，用户在断电后，可以根据具体的情况，对透支金额进行设置．直到用户再次充值的时候，之前透支的费用就会自动扣除；(安全保护功能，这是一项技术性的设计，很好的保证了系统的安全性，这主要是通过认证模式来实现的，认证作用可以保护数据的传输过程，这里只是简单的认证操作，不涉及较为复杂的解密过程，用户在购电时，只要通过连续的测试，就可以实现对购电卡信息的确认。

图1电能表计量模块的工作原理图

*、智能预付费电能表的应用分析

1应用功能的分析

这里主要讲的是与远程抄表系统的结合．如图2所示．为系统工作的程序．在远程抄表中，通信方式多种多样．主要有互联网、电话线通信、有线电视通信、光纤通信、GPRS、卫星通信等．不同的通信方式具有不同的优缺点，在预付电能表中，主要根据每一种通信的特点，来对其进行应用。两者融合之后，其主要的功能应用表现在以下几个方面：①远程抄表，主站进行抄袁时，主要有两种方式，一种是随机抄表，通过对抄回的电表数据分析，根据数据的变化，可以判断出用户的用电情况，并对电表的故障进行判断，有利于对问题进行及时的处理。另一种就是按照日期定期抄表，主站可以根据抄回的电表数据及相关信息，就可以计算电费了；②远程预付费，在日常生活中，用户购电的方式有很多，这样就不会耽误用户的时间了，也可以*提高购电的速度。当电能表显示剩余金额为零时，电能表就会自动启动断电操作，这样就不会出现欠费的情况了。通过远程实现预付费，此操作具有可靠性、安全性，不会致使任何错误信息的出现。有的时候．电价也会有所变化．主站就可以通过远程对电能表的电价参数进行修改．这样就*保证了主站与用户电能表的电价是一样的．这样智能化的控制方式，简单方便，在一定程度上，降低了电力企业的人力、财力投入；⑧防窃电，智能电能表在使用的过程中，会有一些异常现象的发生，比如：失压、电能表参数、接线错误、失流等，对于这些故障信息．电能表可以自动上传到主站．检查人员通过对相关信息的分析，就可以判断出故障点所在的位置．进而对窃电行为进行检测，另外，检修人员还可以根据实际情况，到用户用电的现场进行检查，*防止了窃电行为的发生：㈤负荷管理，智能电能表会对电量、电流、电压、功率等数据继续保留，主站可以将这些信息收集起来．对负荷进行分析和管理。在分析时，可以将不同的电流数据．以曲线的方式将变化特征表现出来．就可以实现对电荷的变化情况的正确监控。对于电压合格率的计算，和上述方法相同，对电压值进行科学的分许即可。另一方面，电能表可以自动实现对有功功率的控制，实现对负荷的科学管理，保证用户的安全用电。

图2系统工作流程图

2智能预付费电能表的功能优势

①智能化的抄表方式．不断提升了抄表的工作效率，同时也保证了数据的真实性，这主要是由于电能表的接口方式。选择的是红外接口与RS458接口，可以对电表数据实现批量抄录，对于电力企业的管理工作具有很大的*作用；②对于欠费的问题进行了*的处理和解决，智能电能表实现智能化的预付费形式，不仅降低了收回电费的工作难度，还对电费收回的安全性提供了保障：(对于我国的地理现状来说，一些地区用户居住的比较分散．因此交费存在很大的难度．智能化的交费方式，全新的用电模式，是这一问题得到了解决。

三、安科瑞Acrelcloud-3200预付费水电云平台

1概述

AcrelCloud-3200预付费水电云平台是安科瑞公司研制的与DDSY-1352单相电子式预付费电能表及DTSY-1352三相电子式预付费电能表配套的售电管理系统。另外可以选配远传阀控水表组成水电一体预付费系统，达到先交费后用水的目的，剩余水量用完自动关阀。主要完成电能表/水表参数设置，商户售电/售水管理及能耗管理工作，操作简便，实现物业公司远程实时操作实时监控，具有良好的人机界面，能够*的统计和管理数据。安装方便，是用电管理部门、商业广场和物业小区，提高用电用水管理水平，解决收费难问题的理想产品。

2应用场所

本平台适用于公寓出租户、商业广场、公寓酒店、物业小区、写字楼、物流仓储、高校、连锁超市、智慧园区、农贸市场等场所。

3系统结构

4系统功能

4.1房间监控

清晰简洁的展示所有房间状态信息，所属楼栋楼层，在线失连情况，费用状态等，进入房间详情可对房间当前实时信息进行查看，并可了解当天用电量和使用金额情况，可对房间内的电表进行各种远程控制操作，比如开户、电价设置，售电、退电、报警金额设置、分合闸操作等等。

4.2电户开表

系统针对商铺开户不仅支持一户一表，也支持一户挂多表的需要;支持自定义电价方案，单一电价、尖峰平谷电价、阶梯电价等:支持预先设置开户信息后期一键开户;支持设置电表合额告警默认三级告警，告警金额和次也可以自定义，推送方式支持手机短信，APP推送，邮件、语音外呼、公众号推送等。

4.3充电缴费

可以对已开户的电表进行远程充值，电费实时下发到电表。电表会根据电度走字实时扣除电费同时系统也支持早台计费，金额下发到系统账户，到账快速稳定。

4.4财务管理

订单总览，包含系统里所有水电充值退费记录，以及物业费扣费流水记录。收入概况，可以从日，月，年，时间跨度等不同维度统计水电费收入情况，收入组成。

4.5报表

系统还提供了多个报表以供查询。用电综合报表，帮助财务统计每个月商铺总用电量，尖峰平谷用电量以及电费，能耗同比分析，可以比较每个月份与去年同期相比的用能差距。能耗日月年报表，按日，月，年三个不同维度查询电表每个阶段的用能情

4.6批量操作

为了方便用户对大量仪表进行管理和设置，可以在系统中新建批量操作任务，比如设置电价、电表控制、仪表设置、充值等，批量任务可以立即执行，也可以定时执行。

4.7自定义收费方案

为了灵活应对用户多种多样的收费方案，比如物业费，房租，服务费等，系统支持用户自定义收费项目。收费方式可设置直接从账户扣除或者生成催缴账单，可设置周期性收费或者一次性收费，可以按固定金额收费或者按房间面积换算等等。

4.8公共区域用电分摊

*某块表为主表，然后分配关联子表，系统每个月自动将主表的用电按比例换算成电费从子表中扣除，这样可以剩余人工统计的麻烦。公摊方式多样，可以根据比例公摊，按房间面积公摊，按用量公排，收费方式有直接扣费或者生成维费账单。

4.9后付费模式

按日期生成后付费用户周期用电费用，对数据进行确认后生成缴费账单方便追踪客户缴费情况可导出缴费账单以及欠费账单通知客户。

4.10公众号在线支付

用户可以在微信小程序或者微信公众号自助查询电表使用情况以及缴费。

5系统硬件配置