針對和收費工作的困難，該文介紹了遠程控制預付費集中抄表系統(tǒng)的系統(tǒng)原理和系統(tǒng)結構，提出利用低壓電力線載波通信技術，實現(xiàn)低壓集中抄表和遠程通斷電控制，結合用電營銷管理系統(tǒng)、銀電聯(lián)網(wǎng)實時繳費系統(tǒng)、95598服務平臺功能，形成以預付電費管理為核心的綜合用電管理平臺。
目前，已經投入使用的預付費低壓集中抄表系統(tǒng)主要是采用帶有載波通信模塊的IC卡預付費電表，它結合了IC卡預付費表和集中抄表系統(tǒng)兩者的優(yōu)點，有利于提高抄表效率、促進電費回收。但是，這種系統(tǒng)也存在一些技術質量、管理方面的問題，使其難以滿足電力營銷管理改革的需要：抗干擾能力脆弱，特別是其開放的讀寫窗口易受外界攻擊；質量問題突出，容易出現(xiàn)IC卡無法充值的現(xiàn)象，導致用戶買了電卻無法用電；必須有足夠的營業(yè)網(wǎng)點，每個用戶都必須到供電營業(yè)廳購電，既給用戶帶來麻煩，也增加了供電企業(yè)的工作量。因此，急待開發(fā)新的先進的抄表收費系統(tǒng)，以滿足電力系統(tǒng)不斷發(fā)展的需要。
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1 遠程控制預付費集中抄表系統(tǒng)
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目前，國內開發(fā)生產的低壓電力線載波集中抄表系統(tǒng)的廠家非常多，抄表成功率、準確率都相當高，其中，南京三能電力儀表有限公司開發(fā)的網(wǎng)橋式自動抄表系統(tǒng)，已在天津、上海等地投入運行，抄表和遠程通斷電的成功率都能達到100％。在此類系統(tǒng)的基礎上，進行二次開發(fā)，擴展功能，即可實現(xiàn)預收電費、遠程切斷電力供應／恢復電力供應、實時抄讀電表數(shù)據(jù)、實時在線監(jiān)測、定時線損分析等功能。
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電力線載波遠程控制預付費系統(tǒng)結構和一般集中抄表系統(tǒng)大體一致，主要由后臺管理系統(tǒng)、集中器、電力載波電能表及通信信道組成。系統(tǒng)采用分布式體系結構：后臺管理系統(tǒng)與集中器之間通過移動無線網(wǎng)絡連接，為上層。
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集中器與電力載波預付費電表之間通過低壓電力線載波連接，為下層。下面分別介紹系統(tǒng)各部分的組成和主要功能。
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1.1 后臺管理系統(tǒng)
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后臺管理系統(tǒng)是遠程控制集中抄表系統(tǒng)的管理平臺，是系統(tǒng)的神經中樞，承擔整個系統(tǒng)的管理，包括電表數(shù)據(jù)抄錄，電表通斷電控制等，具體功能如下：檔案管理功能。系統(tǒng)需建立操作員檔案，并賦予相應的操作權限；建立臺區(qū)檔案，注冊每一臺區(qū)集中器的信息參數(shù)；建立表計檔案，注冊每一臺區(qū)下所有電表的信息，包括電表地址、表計類型、用電類型、相序類別、倍率、電表型號。必要時可增加注冊電表對應用戶信息。
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抄表數(shù)據(jù)管理。主要包括數(shù)據(jù)查詢，數(shù)據(jù)維護，表計故障自檢，以及線損數(shù)據(jù)分析的功能。并可以分析定時數(shù)據(jù)（從歷史表底中），以及可手工設置月末表底，這是針對因為設備故障，不能抄回表底時，采用手工錄入的方法補充這一個（或一批）計量點表底。
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集中器管理功能。包括加載和讀取參數(shù)，用于將上位機正確注冊的集中器及表計的檔案數(shù)據(jù)加載到『集中器』設備中，并將加載的數(shù)據(jù)讀取回來以便于操作員核對加載的數(shù)據(jù)是否正確；還有協(xié)議檢查功能，用來確認集中器和上位機之間通信所采用的協(xié)議是否相同、校時功能，可定時對集中器自動校時，以保證集中器時間的正確性；同時集中器可對所轄電表廣播校時，以確保時間的一致性。
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數(shù)據(jù)抄錄和通斷電控制管理功能。對集中器下的所有電表進行抄錄，抄錄電表表底及抄錄時間；也可實時抄錄單個單表的數(shù)據(jù)及狀態(tài)；并可通過控制電表繼電器的通斷來控制電力供應。與用電營銷管理系統(tǒng)進行接口的功能，實現(xiàn)兩個系統(tǒng)之間實時數(shù)據(jù)交換。
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1.2 通信信道
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上層數(shù)據(jù)的采集采用星型結構，即一個后臺管理系統(tǒng)對多個集中器；上層通信系統(tǒng)以安裝在供電企業(yè)管理中心的系統(tǒng)工作站為中心點，通過通信信道與分散于各臺變的集中器連接所形成的1對N連接形式的系統(tǒng)。在這種方式下，信道的通信數(shù)據(jù)量較大，要求有一定的傳輸速率和帶寬。目前，蜂窩移動無線網(wǎng)（GSM）覆蓋面幾乎遍及全國，因此，構建這種抄表系統(tǒng)時完全可以利用現(xiàn)成的GSM無線網(wǎng)絡而不必重新建設新的基站?；谝苿訜o線網(wǎng)絡的抄表系統(tǒng)必須在管理中心和采集器中加裝無線通信模塊，由于這種無線通信模塊結構簡單、控制容易，后臺管理系統(tǒng)與各個采集器都裝有這種無線通信模塊，它們之間的通信是通過撥號或以短消息SMS的模式接入GSM網(wǎng)來進行傳數(shù)據(jù)、下達命令。利用移動無線網(wǎng)使用和維護都相當方便。
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底層數(shù)據(jù)的采集采用低壓電力線載波通信。電力線載波通信是指將信息調制為高頻信號后疊加在電力線路上進行通信的技術，在同一變壓器區(qū)域下，一個集中器采集若干個采集器或電能表的數(shù)據(jù)，構成一個基于電力線的通信網(wǎng)。其優(yōu)勢在于：電力線是屬電力部門完全控制的通信信道，不必另外鋪設通信信道；電力線是所有住房和建筑物的基礎設施，以電力線作為通信信道可大大節(jié)省鋪設通信信道的投資；幾乎不需要維護或維護量極?。灰噪娏€為通信信道可以靈活地實現(xiàn)即插即用。因此，底層數(shù)據(jù)采用電力線載波通信，運行成本低、安全性好、可維護性強。
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1.3 集中器
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集中器是本系統(tǒng)的中心設備，是連接后臺管理系統(tǒng)和前端電能表的橋梁。它能集中抄錄和存儲所在臺區(qū)的電能表數(shù)據(jù)，可以將抄讀的電表數(shù)據(jù)傳回后臺管理系統(tǒng)，并將系統(tǒng)控制信息傳遞至電能表，以實現(xiàn)抄表和遠程通斷電控制。
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集中器的主要功能：設置參數(shù)，可由后臺系統(tǒng)或掌上電腦進行設置，包括數(shù)據(jù)庫表號、時鐘、時段、凍結抄表時間、自動周期抄表日、中繼參數(shù)以及啟動抄讀、停止抄讀狀態(tài)參數(shù)等；抄讀和存儲數(shù)據(jù)，集中器在抄表時段內集中抄讀臺區(qū)電表數(shù)據(jù)并存儲起來。中繼功能，集中器能夠依據(jù)學習結果自動啟用中繼，實現(xiàn)中繼抄表；凍結功能，集中器能夠依據(jù)后臺設置對臺區(qū)電表進行凍結抄表；遠程監(jiān)控，支持后臺系統(tǒng)遠程實時監(jiān)控電表，對電表情況進行分析；自診斷功能，可自動進行系統(tǒng)檢測，發(fā)現(xiàn)異常即進行記錄和報警；智能化，具備記憶與感知電網(wǎng)結構的智能，對抄讀結果自行分析與自我學習，一旦某只電表直接抄讀不成功，能夠通過學習結果迅速選擇合適的中繼電表實現(xiàn)中繼抄讀。
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1.4 載波電能表
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載波電能表是載波集抄系統(tǒng)的最基礎的組成部分，是電能計量和遠程控制通斷電的執(zhí)行部件，它包含電能計量模塊、通信模塊、和通斷電控制模塊三個主要功能模塊。計量模塊實現(xiàn)電能數(shù)據(jù)采集、故障和竊電檢測，能夠按峰、谷、平時段累計計量交流有功電能；其計量性能指標應符合GB/T 17215-2002 （IEC61036）、GB/T15284-2002的要求，計量精確，誤差穩(wěn)定，線性好。
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通信模塊包含兩個部分，一是采用擴頻方式進行電力線載波通信模塊，通過低壓電力線實現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的傳送和控制；各個電能表通信模塊之間具有相互自動中繼功能，確保電能表和集中器之間通信暢通。紅外通信模塊作為備用通信手段，主要用于現(xiàn)場抄錄，紅外通信協(xié)議應符合行業(yè)標準DL/T 645-1997。
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主控模塊根據(jù)集中器發(fā)送的控制信息實現(xiàn)通斷電，并具備一次手動復位功能，還可以限定用電的最大負荷，實現(xiàn)超負荷自動斷電。
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2 系統(tǒng)功能擴展
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目前，多數(shù)供電企業(yè)自動化和信息化水平都比較高，都已建立完善的電力營銷管理系統(tǒng)、95598客戶服務平臺以及銀行聯(lián)網(wǎng)實時繳費系統(tǒng)，分別應用于業(yè)擴變更、電費計算、線損分析、客戶服務、實時繳費等方面。對以上四個系統(tǒng)進行進一步整合，實時連接，便可形成統(tǒng)一的綜合性的用電管理平臺。通過這個管理平臺，用戶可以利用電話、手機、網(wǎng)絡等方式通過銀行轉賬的形式，向供電企業(yè)預付電費。繳費系統(tǒng)收取用戶電費后，將電費信息發(fā)送至營銷系統(tǒng)，營銷系統(tǒng)根據(jù)該用戶欠費信息等資料，進行電費核算，將核算結果發(fā)送至集抄管理系統(tǒng)，并通過95598服務平臺將購電信息反饋給用戶。集抄管理系統(tǒng)再根據(jù)營銷系統(tǒng)命令，將控制信息下載至集中器傳遞到終端電能表，電能表根據(jù)控制信息進行通斷電操作，并將狀態(tài)信息逐級返回營銷系統(tǒng)。
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預付費集抄系統(tǒng)定時抄回電能表電量數(shù)據(jù)，發(fā)送至營銷系統(tǒng)進行計算，當電量接近于用戶購電量時，通過95598服務平臺向用戶發(fā)送短信息，提醒用戶提前購電，同時電表液晶顯示器常亮顯示。當電表剩余電量為零時，自動斷電，客戶自行將電表復位后，可預支少量電量。透支電量使用完成后，電能表再次斷電，需重新繳費后，由營銷系統(tǒng)發(fā)出通電命令后，方可用電。
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3 結束語
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利用低壓電力線載波集中抄表系統(tǒng)，可以實現(xiàn)計算機遠程集中抄表和遠程控制通斷電，再結合銀電聯(lián)網(wǎng)實時繳費系統(tǒng)、用電營銷管理系統(tǒng)和95598短信息平臺，供電企業(yè)即可完成整個抄核收工作，實現(xiàn)高度信息化和自動化，將大大提高用電營銷管理水平。同時，用戶足不出戶，用電話、手機、信用卡等付費購電，即可實現(xiàn)隨時自動接通或斷開電力供應。
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參考文獻
[1] 趙江.預付費售電的利與弊[J].華北電業(yè),2002年09期.
[2] 朱東進.電力載波遠程分時預付費系統(tǒng)的應用[J].電力設備,2004年04期.
[3] 黃建輝.對目前低壓載波集中抄表技術的思考[J].大眾科技,2006年08期.
