Applicatieanalyse van Acrel Prepaid Energy Meter en Energy Management System

Ingenieur:Dina huang Tel:+8618761502682 E-mail:dina.huang@email.acrel.cn

Jiangsu Acrel Electrical MFG Co.Ltd

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

trefwoord:Prepaid energiemeter, applicatie, analyse

Elektriciteitsheffingen zijn de belangrijkste financieringsbron voor energieleveranciers om de productie en ontwikkeling in stand te houden, of ze op tijd kunnen worden opgeladen, speelt een belangrijke rol in de kapitaalcirculatie van energieleveranciers.Vanwege het jarenlang "elektriciteit eerst gebruiken, later betalen"-model voor elektriciteitsverbruik, de brede gebruikersgroep van elektriciteit 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 zijn er in de loop der jaren in gestort.In deze context zijn prepaid-elektriciteitsmeters op grote schaal gebruikt om zich beter aan te passen aan de hervorming van het elektriciteitssysteem.

Vanwege de onrijpe toepassing van de vroege kerngerelateerde communicatietechnologie, is de compatibiliteit van het systeem een ​​belangrijk obstakel geworden dat van invloed is op de popularisering en toepassing van het automatische meteruitleessysteem op afstand voor het beheer van elektrische energiemetingen, met name de compatibiliteit van het communicatieprotocol en de inconsistentie van de fabricagestandaard.Onder de toenmalige omgeving had de prepaid energiemeter van het IC-kaarttype geen andere keuze dan het toepassingsknelpunt van communicatietechnologie te vermijden.

1.ICardTjaPterugbetaaldEzenuwachtigMether

1.1 Hoofdfunctie

1.1.1 Meetfunctie: enkelfasige meting van actieve energie;bewaar historische kracht en heeft de functie van bevriezing van de stroom.

1.1.2 Multi-tarieffunctie: Programmeerbare instellingsperiode, meerdere tarieven.De tijdklok heeft een temperatuurcompensatiefunctie.

1.1.3 Communicatiefunctie: met RS485-interface en een infrarood communicatie-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 de weergave doorlopen, de interface toont 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 alleen overeenkomen met één IC-kaart.Wanneer de kaart wordt geplaatst voor krachtoverbrenging, wordt de informatie over het elektriciteitsverbruik in de meter automatisch teruggekopieerd naar de IC-kaart;wanneer er weer elektriciteit wordt gekocht, wordt de informatie op de kaart automatisch in 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, die ook de functie van het afsnijden van de belasting verhogen.

1.1.7.Overbelastingsbesturingsfunctie: door de vermogensdrempel in te stellen, kan het 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.Vooruitbetaalde controlefunctie: de meter realiseert de beheersmethode 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 ladingsvoeding onderbreken.Na het opladen van de meter zal de meter weer sluiten om de laadvoedingsfunctie te herstellen.Met de voortdurende verbetering is de rekening-courantfunctie toegevoegd, die een gematigde rekening-courantkrediet kan toestaan, 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 stroomfunctie: vanwege de macrocontrole van het elektriciteitsprijsbeleid, om te voorkomen dat er te veel stroom (hoeveelheid) in de meter wordt geladen, wordt de klant beperkt om te veel stroom (hoeveelheid) in één keer op te laden door het instellen van de hamstervermogensdrempel in de meter.

10. Beveiligingsfunctie: Over het algemeen wordt CPU-kaarttechnologie gebruikt voor het ontwerpen van systeembeveiliging.De beveiligingsauthenticatie van de elektrische energiemeter 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 gegevenscodering en decodering.Bij de verkoop van elektriciteit kunnen door middel van een reeks sleutelauthenticatietests bewerkingen 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, worden gerealiseerd.

1.2 Belangrijkste voordeel

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

1.2.2 Los het probleem van betalingsachterstanden effectief op.Aanzienlijk lagere bedrijfskosten voor het innen van elektriciteitsrekeningen en verbeterde beveiliging van het innen van elektriciteitskosten

1.2.3 Verlicht de tegenstrijdigheid van betalingsmoeilijkheden.Met de grote toename van het aantal klanten en de relatief geconcentreerde betaaltijdslots, veroorzaakt het traditionele laadmodel heel gemakkelijk betalingscongestie.Door de toepassing van prepaid energiemeters is de druk op de baliekosten 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, met name de open lees- en schrijfpoorten van de IC-kaart, zijn kwetsbaar voor aanvallen van buitenaf.Het is moeilijk om bewijs te verkrijgen na een aanval en het falen van het interne controlesysteem te veroorzaken, en het is heel gemakkelijk om elektriciteitsgeschillen te hebben.

1.3.2 Beheer is moeilijk.Vanwege het plotselinge en willekeurige karakter van de stroomaankoop van IC-kaarten, heeft de afdeling stroomvoorziening de verkoopdruk verhoogd.Tegelijkertijd worden momenteel op grote schaal slimme CPU-kaarten gebruikt om de gegevensbeveiliging te waarborgen.Het COS-systeem en de dynamische sleutelauthenticatie zorgen voor gegevensbeveiliging, maar verhogen tegelijkertijd de beheerslast van de energiebeheerafdeling.Bovendien verhoogt de multi-link demonstratie het optreden van onverwachte storingen.

1.3.3 Het aanpassingsvermogen van de aanpassing van het elektriciteitsprijsbeleid is niet sterk.De elektriciteitsprijs is bepaald en bijgeschreven in de prepaid energiemeter bij aankoop van elektriciteit.Aangezien de elektriciteitsprijs die is opgeslagen in de prepaid-energiemeter van de IC-kaart niet in realtime kan worden aangepast, voegt elke prijsaanpassing veel werk toe aan het energiebedrijf. Klanten zijn ook vatbaar voor vragen.

1.3.4 Gegevensverzameling is niet tijdig.Het kan de status van het elektriciteitsverbruik van de klant niet in realtime weergeven, kan elektriciteitsdiefstal niet effectief bewaken en kan niet voldoen aan de realtime beheerbehoeften van automatisering van elektriciteitsbeheer

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

2 Integratie prepaid energiemeter en meteruitleessysteem op afstand

2.1 De basiscommunicatiemethoden in het meteruitleessysteem op afstand omvatten voornamelijk glasvezelcommunicatie, telefoonlijncommunicatie, RS485-bus, tv-kabel, internet, power line carrier-communicatie, instrumentbus, satellietcommunicatie, GPRS en CDMA, enz. Alle soorten communicatie methoden hebben hun voor- en nadelen en hun toepasbare aspecten.Gecombineerd met de industriekarakteristieken van energieleveranciers en de praktische toepassing van laagspanningsstroomlijn carrier spread spectrum, frequency hopping, forwarding en relaying (de draaggolfmeter kan dynamisch worden ingesteld als een router of transponder door de lokale concentrator via de stroomlijn ) technologie en de praktische toepassing van speciale chips. Op dit moment is de laagspanning van automatische meteruitlezing op afstand. Het systeem gebruikt meestal de gecentraliseerde meteruitlezingsmethode van de stroomlijndrager + GPRS-overdracht op afstand + prepaid energiemeterreeks technische oplossingen.

2.2 Systeemstructuur power line carrier gecentraliseerd meteruitleessysteem bestaat uit gecentraliseerde uitleesstations, collectoren, concentrators, meters en andere apparatuur.Volgens de locatievoorwaarden wordt een speciaal netwerk opgezet en worden de meterstanden, controle en beheer van het elektriciteitsverbruik uitgevoerd door middel van software.Het systeem bestaat uit drie fysieke lagen en twee linklagen.De gegevensverzameling van het hoofdstation neemt een sterstructuur aan, dat wil zeggen dat één stroomverbruikbeheercentrum de beheerlaag is voor meerdere concentrators;het masterstation is via het GPRS-netwerk verbonden met de dataconcentrator;De collectoren zijn aangesloten via laagspanningsleidingen, 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 Systeemkenmerken

2.3.1 Gebruik PLC (power line carrier) communicatiemethode: 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), meerpuntskopiëren om een ​​basisgegevensgroep te vormen en verschillende analyses (lijnverlies, meerdere snelheden, belasting , enz.), Om te voldoen aan de behoeften van verschillende intelligente klantenbeheer.

2.3.3 Combinatie van software en hardware: Bij het ontwerp van het systeem is volledig rekening gehouden met de behoeften en het gemak van gebruikers.Op basis van vaste hardware worden alle systeemfunctiecompensatie, beheerwijzigingen en bewerkingstoevoegingen (afstandsbediening) 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, het systeemonderhoud eenvoudig en de bedrijfskosten laag.

2.4 Toepassing van hoofdfuncties

De energiemeter met vooruitbetaling op afstand werkt samen met het beheersysteem voor stroomverbruik 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 meteruitlezingen uitvoeren en beoordelen of de energiemeter ter plaatse defect is of dat het elektriciteitsverbruik van de klant abnormaal is volgens de teruggelezen gegevens.Het hoofdstation kan de meter ook lezen volgens de meteruitlezingsroutine en de teruggelezen gegevens verzenden naar het energiemarketingbeheerinformatiesysteem voor berekening van elektriciteitskosten.Tegelijkertijd kan het hoofdstation de stroommeter ook regelmatig de veldgegevens laten rapporteren via instelling op afstand.

2.4.2 prepaid op afstand

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

2.4.3 Antidiefstal

Wanneer de parameters van de aanwezige elektriciteitsmeter wijzigen of er storingen zijn zoals spanningsverlies, stroomverlies en verkeerde bedrading, kan de elektriciteitsmeter automatisch worden gemeld aan het hoofdstation.Ga naar de site voor een inspectie.Deze functie kan effectief elektriciteit stelen en problemen voorkomen voordat ze zich voordoen.

2.4.4 lastenbeheer

Het hoofdstation kan de spanning, stroom, vermogen, elektriciteit en andere gegevens van de on-site energiemeter verzamelen voor belastinganalyse en -beheer.Volgens de huidige gegevens kan de belastingscurve worden getekend om de verandering van de elektriciteitsbelasting te volgen.Volgens de spanningsgegevens kan de spanningskwalificatie worden berekend.Door de actieve vermogenslimiet in de energiemeter in te stellen, kunt u het overbelastingsstroomverbruik van de klant beheersen.

2.5 versterkingsanalyse

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 de meter worden vermeden en kunnen meterstoringen tijdig worden opgespoord, waardoor de servicegraad wordt verbeterd.

2.5.2 Door de invoering van vooruitbetaling zijn de betalingsachterstanden sterk verminderd, is het terugwinningspercentage van elektriciteitsheffingen verbeterd en zijn de bedrijfskosten van on-site herstel van elektriciteit in het terugwinningsbeheer van elektriciteitsheffingen verlaagd .

2.5.3 Aangezien de online controle van de verrichtingsstatus van de elektrische energiemeter ter plaatse kan worden uitgevoerd, kan het elektriciteitsdiefstal effectief verhinderen en het onbekende verlies van elektriciteit verminderen.

2.5.4 Door de automatische belastingsregeling wordt het optreden van overbelastingsmeters geëlimineerd, terwijl tegelijkertijd het fenomeen wordt voorkomen dat klanten de gebruikstijd van de elektriciteitsprijs en het stroomtarief niet beoordelen als gevolg van onderrapportage van de stroomverbruikcapaciteit .

3.Applicatiescenario voor Acrel Prepaid-producten

3.1 Functie

Prepaid meter elektriciteitsheffing incasso, controle, achterstallige reis;een beheermodule voor achteraf betalen;module energieverbruikanalyse;

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 aansturing vastgoed/vastgoedgroepen, aparte bevoegdheid voor subobjecten;

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

4.Product selectie

3.Conclusie

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

Referenties:

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