ICカード電気メーター管理システム

胡冠楠

安科瑞電気株式有線会社上海嘉定

サマリー：本文は伝統を述べたICカード式前払電力計の主な機能は、その応用優位性と存在する弊害を分析した、通信技術とインテリジェント制御技術を融合した後の機能拡張と普及の実用価値を比較的に詳細に紹介し、それによってプリペイド電力表の可能な技術発展傾向を説明した。

キーーワード：前払金;でんりょくけい;アプリ;分析

電気料金は電力供給企業の生産維持と発展の主要な資金源であり、電力供給企業の資金循環に重要な役割を果たすことができるかどうか。長年にわたって「先に電力を使用し、後で料金を支払う」電力使用モデル、「点多面広」の電力顧客群と現場で電力を停止する技術手段、および関連法規と市場経済の不適応は、直接電力供給企業が電気料金の回収に巨大なリスクを存在させ、長年にわたって人力、財力、運営圧力を注いできた。このような背景の下で、電力体制の改革によりよく適応するために、プリペイド電力表はそれに伴って広く応用されている。

初期のコア関連通信技術の応用が未熟であるため、システムの互換性は電気エネルギー計量管理遠隔自動時計システムの普及応用に影響する重要な障害となり、特に通信プロトコルの互換性と製造基準の不一致である。ICカード式プリペイド電力計は当時の環境下で、通信技術の応用ボトルネックを回避することができなかった。

一 ICカード電気メーター管理システム

（一）主な機能の実現

1、計量機能：単相分時計量有効電力、履歴電力量を保存し、電力量凍結機能を備えています。

2、複素レート機能：プログラム可能な設定期間、多種のレート。時計には温度補償機能がある。

3 、通信機能：有RS485 のインタフェースと赤外線通信インタフェース。RS485 のインタフェースは一般的に電気メーター内部と電気器具によって隔離され、抗交流を持つ220Vアクセス保護設計。

4、表示機能：液晶表示、ボタンを押すと自動的に残存金額、総電力量、現在の電力価格などの情報を循環表示することができる。

5、情報コピーバック電力購入機能：1表1カード、つまり1本の電力計は1枚の電力購入カードにしか対応できない。カードを挿して送電する場合、テーブル内の電力使用情報は自動的に電力カードを購入することに戻る、再購入時,カード内の情報はコンピュータに自動的に書き込まれ、データ検証が行われます。

6、電気メーターチャージ提示機能：一般的に表示アラームとパワーダウンアラームを設置し、負荷遮断機能を追加した。

7、過負荷制御機能：電力限界を設定することにより、負荷過負荷に対する電源遮断制御を実現する。電源オフ時間は、即時電源オフと遅延電源オフの2つの方法に設定できます。キーまたはカードを押すと電源が回復します。

8前払料金制御機能：電気メーターは先に購入した後に電力を使用する管理方式を実現し、電気メーターに電気料金がない場合、電気メーター内の負荷スイッチは自動的に負荷電源を遮断し、電気メーターにチャージした後、電気メーターは再び電源を合わせて負荷電力供給機能を回復する。絶えず改善するにつれて、貸越機能を増設することで、実際の状況に応じて適度な貸越を許可することができ、貸越の設定ができ、貸越が完了すると、電気メーターは電源を切り、次回の電気メーターのチャージ時に貸越部分は自動的にチャージオフする。

9、蓄電量防止機能：電気価格政策のマクロ制御性のため、電気メーターに過剰な電気量（金額）を充填することを防止するため、電気メーターにおける蓄電量制限を設置することによって、顧客が一度に過剰な電気量（金額）を充填することを制限する。

10、安全保護機能：一般採用CPUカード技術はシステムセキュリティ設計を行う。CPUカード電力計とCPUカードのセキュリティ認証は、電力メータのESAMモジュールが完成した、CPUカロリーメータのMCU認証プロセスではデータ転送の役割を果たすだけで、データの暗号化、復号化には関与しません。売電時、一連の鍵認証試験を通じて、現在購入している電気カードの確認、購入した電気カードの情報の書き込み許可、バイナリファイルの書き換え許可などの操作を実現することができる。

（二）その主な応用利点

1、抄表の効率と正確性を高める。を通じてRS485 のインタフェースと赤外線通信インタフェースは、対応するハンドヘルド写像器を用いて現場の一括写像を行う。これは、電力供給企業が管理する電力メータ数が急増している現状にとって、非常に重要な役割を果たしている。

2、費用不足の難題を効果的に解決する。電気料金回収作業の運営コストを大幅に削減し、電気料金資金回収の安全性を強化した。

3、料金支払いの難しい矛盾を緩和した。大幅に増加した顧客数と相対的に集中した料金時間帯では、従来の料金モデルは料金渋滞を形成しやすい。プリペイド電力計の応用は、カウンターの料金負担とサービスリスクをうまく低減した。

（三）応用における問題点

1、攻撃に弱い。ICカードの紛失、破損、特にオープンICカードの読み書きポートは外部からの攻撃を受けやすい。攻撃されて表内制御システムが失効した後は証明書を取りにくく、電気使用のトラブルが発生しやすい。

2 、管理が難しい。によりICカード購入電力の突発性とランダム性は、電力供給部門の販売電力圧力を増加させた。同時にデータの安全性を保証するために、現在は一般的に知能を採用しているCPUカード、そのCOSシステムと動的鍵認証はデータの安全性を保証すると同時に、電力管理部門の管理作業量も増加した。また、多段階論証は予期しない故障の発生を増加させる。

3、電気価格の政策的調整の適応性は強くない。電力価格は購入時に確定する、プリペイド電力表に書き込まれ、ICカードのプリペイド電力表に保存されている電力価格はリアルタイムで調整することができず、価格調整のたびに電力供給企業に多くの作業量が増加し、顧客も異議を唱えやすい。

4、データ収集がタイムリーではない。顧客の電力使用状況をリアルタイムに反映できず、盗電行為を効果的に監視することができず、電力管理自動化のリアルタイム管理ニーズを満たすことができない。

5 、電力購入方式の機能拡張性は高くない。以ICカードはデータ伝達媒体のプリペイドシステムであり、電話銀行、ネットバンクなどの電力購入方式と効果的に連動することはあまり容易ではない。往々にして顧客がカードを持って売電営業所で電気を購入し、電力マーケティングのサービス品質を下げ、電力供給企業の仕事量を増やした。そのため、解決のためにICカードプリペイド電力表の実際の応用における問題と弊害に加え、オープン通信プロトコルの採用に伴い、等価に採用IEC62056型のGB/T19882について、GB／T19897「自動CCシステム」シリーズの国家規格、通信システムの互換性の問題が解決された。コア関連技術のボトルネックの打破は、プリペイド電力表の遠隔応用に想像できないほど広い空間を提供した。

二（に） プリペイド電力計と遠隔抄表システムの融合

（一）遠隔CCシステムにおける基本的な通信方式は主に光ファイバ通信、電話線通信、RS485 のバス、ケーブルテレビケーブル、インターネット、電力線キャリア通信、メータバス、衛星通信、GPRS和CDMAなどがあります。各種類の通信方式には、優劣と重点を置いた適用面がある。電力供給企業の業界特徴と低圧電力線の搬送波拡散、周波数ホッピング、転送中継（搬送波テーブルは動的にローカル集中器に電力線を通じてルータやリピータに設置できる）などの技術と専用チップの実用化運用を結合し、現在、低圧局区の遠隔自動CCシステムは電力線搬送波集中CC方式を採用することが多いGPRS遠伝+プリペイド電力表の包括的な技術ソリューション。

(二（に）)システム構造電力線搬送波集中抄表システムは、集抄マスタ、採集器、集中器、電気メーターなどの設備から構成され、現場の状況に応じて専用ネットワークを構築し、ソフトウェアを通じて抄表、制御、電力使用状況を管理する。システムは3つの物理層、2つのリンク層から構成されている。マスタデータ収集は星型構造を採用し、すなわち1つの電力管理センターは複数の集中器に対して、管理層である、マスタからデータコレクタへのパスGPRSネットワーク接続台区は制御層のために集中器を設置する、コレクタから各コレクタまでは低圧電力線で接続され、電気メーターボックス内にコレクタが取り付けられ、コレクタと顧客電力メーターが通過するRS485 のインターフェース方式は並列に接続され、顧客層を構成する。

（三）システム特徴

1、採用PLC の（電力線搬送波）通信方式：電力網を有効に利用して構造を拡張し、施工しやすい。

2、基礎データ群：集抄システムに組み込まれたすべての顧客に対して選択抄収（点抄、全抄）、多点抄構成基礎データ群を行い、各種分析（線損、複素費率、負荷など）を行い、顧客の各種知能管理の需要を満たすことができる。

3、ソフトウェアとハードウェアの結合：システム設計は使用者のニーズと便利さを十分に考慮し、ハードウェアの固定を基礎として、すべてのシステム機能の補完、管理の修正、操作の追加（遠程制御電力）は、バックグラウンドソフトウェアによって完成される。

4、設置が便利で、信頼性が高く、安全性がよく、メンテナンス性が強いという利点がある。同時に工事のコストが低く、システムのメンテナンスが簡単で、運営コストが低い。

（四）主な機能応用

遠隔前払電力表と電力使用管理システムの連携により、遠隔抄表、遠隔前払金、盗難防止、負荷管理などの機能を実現することができる。

1 、リモートCC

マスタはランダムに時計を写し、写し戻したデータに基づいて現場の電力表に故障があるかどうか、顧客の電力使用に異常があるかどうかを判断することができる。マスタ局はまた、抄表例日抄表に基づいて、そして抄録したデータを電力マーケティング管理情報システムに伝えて電気料金の計算を行うことができる。また、マスタ局は遠隔設定により、電力メータを現場データ情報に定期的に報告することもできます。

2 、遠隔前払い金

お客様はさまざまな形で電気を購入することができ、料金のピークを効果的に回避することができます。顧客テーブル内の残存金額が0時、表はトリップ信号を出力することによって内部リレーまたは外部負荷制御スイッチの動作を停電させ、費用不足行為を回避した。遠隔プリペイド方式は安全で信頼性が高く、通過によるICカードの情報伝達によるカードの読み取り、情報エラーなどの障害。同時に、電気価格調整時に、マスタ局を通じて直ちに遠隔で現場電気エネルギー表内の電気価格パラメータを大量に修正することができ、それによって現場電気エネルギー表内の電気価格パラメータと価格調整の同期を保証する。

3 、漏電防止

現場の電力メータのパラメータが変化したり、電圧損失、電流損失、誤った配線などの故障が発生したりした場合、電力メータは自動的にマスタに報告することができ、電力メータにアップロードされた情報に基づいて顧客が電気を盗んだ疑いがあるかどうかを判断し、直ちに現場に行って検査を行うことができる。この機能は電気を盗む行為を効果的に行い、未然に防ぐことができる。

4、負荷管理

メインステーションは現場の電気エネルギー計の電圧、電流、 電力、電力量などのデータを負荷分析管理する。電流データに基づいて、負荷曲線を描き、電気負荷の変化状況を監視することができる。電圧データに基づいて、電圧合格率を計算することができます。表内に有効電力制限値を設定することにより、顧客の過負荷電力を制御する。

（五）利得分析

1遠隔写表を採用することで、大量の写表員の人件費を節約することができる。同時に、人工的な時計の誤差を回避し、電気時計の故障をタイムリーに発見することができ、それによってサービスレベルを高めることができる。

2前払いを実施することで、未払い行為を大幅に減少させ、電気料金の回収率を高め、電気料金の回収管理における現場への復電可能性のある運営コストの支出を低減した。

3、現場の電気エネルギーメーターの運行状況をオンラインモニタリングすることができるため、電気窃盗行為を効果的に防止し、電気量の不明な損失を減らすことができる。

4、自動的に負荷制御を行うため、過負荷焼成表の発生を根絶し、同時に顧客が電力容量を少なく報告するために時間分割電力価格と力率審査を実行しないなどの現象を回避した。

三 アンコリープリペイド製品の応用シーン

ICカード電気メーター管理システム機能

前払料金メーターの電気料金の徴収、管理制御、未払い料金のトリップ、後払い管理モジュールを提供する、エネルギー消費分析モジュール、

水道メーターは水道料金を前払いして徴収し、管理制御し、料金を滞納して弁を閉める。

家賃と不動産費の徴収、滞納料の引き止め、

公共区域の電気料金の割り当て徴収、

公共区域、変電所の電気メーターはメーター、計量に接続する、

前払い金+建築エネルギー消費、分類区分エネルギー計量一体化システム、

管理組合/不動産グループは財務管理制御を集中し、サブ不動産単独権限、

無線方案は改造が便利で、調整が簡単である

四 製品の選択

五 おわりに

従来のプリペイド電力表の多くの弊害は、現代の電力管理のニーズを満たすことができないことをますます浮き彫りにしているが、短期的には、特に顧客層が相対的に分散している地域では、依然として一定の適用面がある。一方、社会の発展に伴い、プリペイド電力表は通信技術とインテリジェント制御技術とより緊密に結合される必要がある（例えば、モバイル通信技術に基づく遠隔プリペイド電力表は、Wが従来のものに完全に代わる可能性がある）。ICカード式プリペイド電力計の適用範囲）。プリペイド電力表にとって、より大きな天地を開拓するには、「リモートリアルタイムインテリジェント制御」機能を備えていることが必然的な技術発展の傾向である。電力供給企業にとって、「遠隔リアルタイムインテリジェント制御」機能の普及応用は、日常的な電力管理レベルとサービス品質を絶えず向上させることができるに違いない。

参考文献：

[1]彭雷、プリペイド電力表の応用分析、科学苑フォーラム

[2]荘厳で、電力遠隔時計システムの設計と実現[J]。マイクロコンピュータ情報、2006

[3]企業のマイクログリッド設計と応用マニュアル.2022.05版