技术文章

摘要：随着技术的发展，预付费电能表的方式越来越先进，功能也越来越完善。本文分析了无卡网络式预付费售电的结构、特点及几种常用的无卡网络式预付费售电方式的比较，指出电子式电能表取代感应式电能表将成必然。

关键词：多用户集中式；智能电能表；预付费售电

引言

在计划经济时代，按法规要求先用电后买电。但由于一些部门和人员交纳电费的意识不强，致使拖欠电费的现象严重。“欠电不是欠”还有相当的市场。据有关部门介绍国家每年的电费损失达数百亿元以上。电是商品，在市场经济下先付费后用电理所当然。特别是对于租赁式的商品楼、学生公寓等用户，先交费后用电更是应当。

一、预付费售电的发展历程和技术现状

具有预付费功能的电能表起源于欧洲。80年代在我国东北地区开始使用，90年代在我国开始逐步推广。随着技术的发展，预付费的方法越来越先进，功能越来越完善。预付费电能表大致经过了如下阶段：

值得提出的是，采用lC卡方式进行预付费售电因其通用性强、携带方便，曾在我国广泛应用。但IC卡式电能表开放式的读、写窗口易受外界攻击造成数据混乱或”死机”、卡本身又容易磨损和丢失；考虑到成本，有的IC卡只有存储功能、容量有限、易于解密、伪造，容易造成用电纠纷：此外采用IC卡实现预付费售电用电管理部门无法适时了解用户的用电

情况，无法进行用电控制，也难以适应电价的变动和复费率的要求。因此早在1999年电业管理部门曾提出“一户一表”不要采用IC卡表。

我国早期使用IC卡电能表的几个大城市如上海、北京、南京等都已更换或逐渐在更换。遗憾的是一些地区的用户还看重于IC卡，这的确是个误区。

从技术、安全、可靠、现代管理需要等方面综合考虑，选用无卡网络式预付费售电，应是用电预付费的*优选择。

二、多用户集中式智能电能表的结构和预付费售电功能

图1为多用户集中式智能电能表的结构框图

由框图不难看出，整表是以单片机为核心，分户进行电能计量和集中进行管理的智能化系统。每户由一个专用的电能计量芯片，该芯片通过对用户的电流和电压采样经过相乘后的功率转化成相应的电脉冲。此电脉冲一方面传送给单片机进行处理、存储、输出；同时每户的电脉冲也可独立引出，以供校表之用。体现了多用户集中式电能表标准所要求的“一户一表”的功能。

这种多用户集中式智能电能表在一个表壳里，同时可以容纳多个计量单元，共用同一个显示窗口，24小时轮流循环显示每户的用电情况。其容纳的单元数可根据用户的需要选用，少则几户，多则几十户，乃至上百户(采用柜式)。多用户集中式智能电能表在功能和技术指标上都不亚于电子式单表。和电子式单表相比利用其串行远抄远控通讯接口实现预付费售电更有特色：

第一，户数相同，体积更小。

由框图可以看出，多用户集中式智能电能表是集电能表和采集器为一体的智能化系统，而不是简单的将若干单表进行组合。为此，在户数相同的情况下，其体积大大减小(约是同户数单表的3／5左右)、安装方便、功能更加完善。

第二，远程售电，集中显示。

通过远控接口可实现网络无卡预付费售电。售给每个用户的电量，可按户号在共用的显示窗口24小时循环显示。根据用户要求在用电过程中可显示剩余电量，也可显示用电量。

第三，低电量报警提示。

当用户购的电剩余到一定数量时(可任意设定)，通过共用窗口可提示用户购电。售电速度都大大提高。户数越多*性越强。

第四，定时或强制断送电。

通过安装在每户计量单元内的继电器，管理部门可对用户实现定时断送电，或用户已购电量低于一定的限额时(可任意设定)，自动断电。

第五，红外售电。

配有红外接口，也可用手持售电器进行近程(3米以上)红外预付费售电。

三、几种常用网络无卡预付囊售电方式比较

第一种：采用485总线方式实现网络预付费管理(见图2)

这种售电管理系统是在小区管理中心的微机处安装一个232／485转换器，通过双绞线或专用通讯线与多用户集中式电能表进行总线联接。可实现无卡售电，用电情况实时检测、

购电提示、欠费(或根据设定)自动切断用户供电以及复费率(对复费率的表)等控制功能。这种预付费方式理论控制距离为1200米。理论上可接128个多用户集中式智能电能表，如果信号过远、多用户表的数量过多，可另加中继器实现。对于小区管理中心和电业管理部门的通讯可采用电话线或其他通讯方式(GPRS等)完成。

这种售电方式可靠性高，缺点是要铺设专用通讯线。

第二种：利用低压动力线载波实现无卡预付费管理(见图3)

这种售电方式只要在多用户集中式智能电能表通讯接口处和小区管理中心的微机处各安装一个转换用的载波模块。以低压动力线为信道，来实现网络无卡售电。

这种售电方式，*大的优点是不必铺设专用信道：缺点是受负载变化以及受电网质量的影响，其可靠性、传输距离、所接多用户电能表的数量不如485方式。另外只能在变压器的同一侧使用，具有一定的局限性。

第三种：利用现有的GSM／GPRS无线通讯网络实现无卡预付费管理(见图4)

这种售电和通讯方式只要在多用户集中式智能电能表的通讯接口和小区管理中心(或电业管理处)各安装一个GSM／GPRS模块，通过短信或数据帧的形式，便可实现预付费售电，以及其它功能。

此方式的优点是简单、方便、可靠，通讯空间大：其缺点是除初期投资外，还要一定的运行费用。

无卡预付费售电还有其它方式，其主流就是上述三种。上述三种预付费售电方式各有利弊，初期投资略有差异。具体如何选用应根据用户的用电情况和要求进行综合考虑。由于485售电方式可靠性高，目前低压动力线载波方式、无线GPRS方式也是发展方向。不过值得提及的是，和专用单表实现预付费售电相比，采用多用户集中式智能电能表来实现预付费其投资少，管理更方便。

四、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，能够有效的统计和管理数据。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

（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。

（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。

（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）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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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。

（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

五、结语

电子式电能表，由于在精度、寿命、体积及功能等方便皆优于传统的感应式电能表，电子式电能表取代感应式电能表的势在必行。多用户集中式智能电能表适合用于居民小区、商业楼群和学生公寓。和电子式单表相比，多用户集中式智能电能表在户数相同的情况下，其体积大大减小，安装方便，售电速度大大提高，且可采用多种形式的网络预付费售电，其市场前景美好。

参考文献

[1]汤元信，李永飞，常国昕[1]谭波.多用户集中式智能电能表的预付费售电功能

[2]安科瑞电气企业微电网设计与应用手册2020.06版

作者简介：魏健辉，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司