智能表费控实现方案
智能电能表费控模式应用分析及选择建议 李祺
智能电能表费控模式应用分析及选择建议李祺摘要：作为智能电网建设的重要基础设备之一，智能电能表承载着原始电能数据的采集、计量和传输等任务，是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础，对于实现电网的信息化、自动化和互动化具有不可替代的作用，对国家智能电网建设速度起到了较大的推动作用。
目前，各级供电企业广泛应用智能电能表，但因对用电客户的用电习惯认识不足，存在两种费控模式难以取舍问题。
基于此，本文对智能电能表费控模式应用分析及选择建议进行分析。
关键词：智能电能表；费控模式；选择；应用1费控原理及方式简述所谓“费控”，即利用一定的技术手段实现对用电客户当前实际使用电量（电费）与限定值的实时比较，当使用电量（电费）达到设定的阈值时，通过设定的方式向用户发出提醒以及进行跳闸（断电）操作，从而达到控制用户使用电量（电费）的目的。
现阶段实现费控的方式主要有两种，本地费控和远程费控。
所谓远程费控，即实现费控的比较操作在平台端进行（由计费平台根据用电信息采集系统采录的电量数据和用户执行电价计算已使用电费，将其与用户的电费余额进行比较），电表端只负责电能计量及跳合闸，而本地费控则是所有功能全部在电表端实现。
对于本地费控而言，可以进一步划分为电量控制和电费控制。
供电公司在建设用电信息采集系统以前所使用的本地费控表均为电量控制方式，即用户在购电时售电系统写入电卡的数据是根据购电金额折算后的电量数据，电能表直接对电量数据进行比对，因而不需要在电能表中内置用户电价，但在建设用电信息采集系统时推广使用的智能电表均采取的是电费控制，即售电系统不再进行电量折算而是直接在购电卡中写入购电金额，由电能表根据内置电价完成电费计算和比对功能，因此，对于目前使用的本地费控智能电表而言，都必须在电能表中预先设置好相应电价。
2智能电能表本地费控模式与智能电能表远程费控模式比较1.1模式特点比较（1）智能电能表本地费控模式特点本地费控智能表用户通过CPU购电卡交费购电输入表中，电表才能供电。
NB-IoT费控智能电表功能介绍及远程拉合闸控制的应用
NB-IoT费控智能电表功能介绍及远程拉合闸控制的应用窄带物联网（NB-IoT）为远程抄表带来巨大便利，摆脱传统集中器模式，省去布线施工，让电表、水表、燃气表、蒸汽表、流量表像一部部手机，可直接联网，让能耗数据随时随地轻松掌握。
在电力行业，一直采用的是电表——采集器——集中器的多级采集方式进行远程抄表，一个区域内几十块智能电表通过与集中器连接组网，并通过2G或电力载波的方式将数据上传。
如下图，电表和网关之间采用有线方式连接，涉及到大量的施工及辅材。
计费户数较多时，这种一带多的模式还需要分为两级，集中器的成本支出也较大。
传统费控电表远程抄表拓扑图传统费控电表随着物联网时代的到来，NB-IoT网络逐步商用化，传统电力抄表复杂的架构将会变得越来越简单。
每块智能电表内置通信模块，采用一对一的方式直接上传数据，无需集中器，电表一台设备将计费+通信功能合二为一，在施工，维护，成本上都有巨大的优势。
新~宏~博，作为能源物联网创新企业，推出全新的NB-IoT费控智能电表。
为居民、商业、市政等分户计费领域提供NB物联网方案。
一户一表，直联平台，省去了人工抄表及传统2G复杂布线，为客户的日常生活带来物联网便捷体验。
一款拥有通信功能的智能电XHB-DDZY1783内置电信/移动/全网通模块，使得智能电表具备无线通信功能，并通过NB-IoT网络，上传电能数据，并输出费用报表。
内置NB-IoT通信模块，3年流量费两套费率时段表，两套电价方案支持远RS485通信、红外等通信方式国网标准，CPA证书，计量器具型式评价报告内置NB-IoT模组远程拉合闸，智能控制XHB-DTZY1783电表除了计费和通信功能外，还具有远程拉合闸功能，通过安全认证后，可接收远程售电系统下发的拉闸、允许合闸指令，实现用电系统的智能化管理。
特别适合于商业、出租户的物业电费管理领域。
NB费控电表远程拉合闸示意图NB-IoT费控系统平台展示数据上传平台后，可在地图上清晰展示当前用户下属所有设备的位置，以及在线状态（红色表示离线，绿色表示在线），单击点位显示设备基本信息和能耗参量。
三相远程费控智能电能表设计
三相远程费控智能电能表设计三相远程费控智能电能表设计随着电力系统的发展和智能电网的建设，电能表作为电力系统中重要的计量设备，逐渐向远程智能化方向发展。
在此背景下，本文将介绍一种三相远程费控智能电能表的设计。
1. 引言传统电能表只能进行简单的电能计量，无法满足现代电力系统的需求。
随着电力系统的发展，需要对电能进行更细致、精确的计量，并实现远程数据采集和费控功能。
因此，设计一种能够满足这些要求的三相远程费控智能电能表具有重要的意义。
2. 硬件设计该远程费控智能电能表由电能测量模块、数据采集模块、远程通信模块和费控模块组成。
电能测量模块采用高精度电流互感器和电压互感器进行电流和电压的测量。
数据采集模块通过AD转换器将测量得到的电流和电压转换为数字信号，并进行数据处理和存储。
远程通信模块采用GPRS无线通信技术，实现与电力公司的远程通信。
费控模块利用计量数据和通信功能，实现对用户用电量和电费进行管理和控制。
3. 软件设计软件设计包括电能计量算法、远程通信协议和费控算法。
电能计量算法根据测量得到的电流和电压数据，计算出用户的用电量。
远程通信协议采用标准的通信协议，实现电能表与电力公司服务器之间的数据交互。
费控算法根据用户的电费余额和设定的电费阈值，实现对用户用电量的控制和告警功能。
4. 功能特点该三相远程费控智能电能表具有以下功能特点：4.1 高精度计量功能：采用高精度电流互感器和电压互感器，实现对电流和电压的精确测量。
4.2 远程数据采集功能：通过GPRS无线通信技术，实现与电力公司服务器之间的远程数据采集。
4.3 费控功能：通过费控模块，实现对用户用电量的管理和控制，避免用户欠费问题。
4.4 远程监控功能：通过远程通信模块，实现对用户用电情况的远程监控，及时发现用电异常问题。
4.5 数据存储功能：通过数据采集模块，实现电能数据的存储和查询功能。
5. 应用前景该三相远程费控智能电能表在电力供应系统中具有广阔的应用前景。
基于智能电能表的费控功能的实现
基于智能电能表的费控功能的实现【摘要】本文从智能电能表的工作原理入手，对其费控功能的实现和安全试验进行了探讨。
【关键词】智能电能表；费控功能；实现电能表的发展一共经历了四个阶段：第一阶段电能表属于人工手抄；第二阶段电能表安装了数据传输装置，实现少量数据传输；第三阶段电能表不仅能够对数据进行采集和存储，而且设置了多种通信接口；第四阶段电能表更加智能化，在第三阶段电能表的基础上增加了自动控制、信息存储、信息交互、预付费等新功能。
基于的智能电能表实现费控功能能够将上述功能的作用充分发挥出来，同时对于智能电网建设也有着举足轻重的作用。
1 费控智能电能表工作原理费控智能电能表装有ESAM模块，其作用在于对信息交换进行安全认证。
ESAM模块属于安全认证芯片，集成了SM1算法和EEPROM，信息经过安全认证后，可以保存在电能表系统中，同时可以仅存储数据进行加密，为数据的完整和安全提供了保障。
通过固态或虚拟介质将远程控制指令发送给费控智能表，当接收到数据后，由ESAM模块对信息进行安全认证和加密、解密处理，保证数据在传输过程中的完整和安全。
2 基于智能电能表的费控功能的实现2.1 本地费控的实现本地费控电能表以固态介质为主，实现费控功能，固态介质主要有射频卡、CPU卡等。
通过固态介质既可以对参数进行设置，还具有充值功能，也就是说本地费控电能表兼有本地费控和远程费控两种功能；其费控功能的实现是通过电能表内部体现出来的：本地费控智能电能表中置有ESAM安全模块，电能表所涉及的余额、费率、购电次数等重要数据均由ESAM安全模块保存，计量计费就是以此为依据。
在实际运行过程中，如果用户余额不足，也就是比设定的报警金额小时，电能表能够用特定声音或光等方式提醒用户；如果用户使用金额已经超出透支限度，也可实现透支金额的实时记录，一旦透支金额超出透支限度，电能表将自动发出发出的断电信号。
通过对负荷开关的控制，停止供电。
当续交电费信息被智能电能表接收后，现将透支余额扣除，如果剩余金额比设定值大，通过本地或远程方式控制电能表处于允许合闸状态，需要供电时，由人工进行的恢复。
智能电表费控的执行流程及优化方案
操 作 才 能 完 成 一 次 电 能表 费率 设 置操 作 。
现 在 步骤 ２ 、 ７和 步 骤 ３ 、 ６ 。 同时报 文监 测表 明 ． 费控 任 务 失败 时， 采集设备（ 集 中器／ 负控 终 端 ） 几 乎 没 有 接 收 到 智 能表 上 送 的报 文 。因此 ， 定位 费控 任 务 延 迟 高和 失 败 率 高 的 问题 主 要 因
Ｌ ｏ Ｗ Ｃ Ａ Ｒ Ｂ Ｏ Ｎ Ｗ Ｏ Ｒ Ｌ Ｄ ２ ｏ ｉ ５ ， ７
能源 ・ 电力
智能 电表 费控 的执 行 流程及 优 化 方案
莫云 石 （ 国网湖南省电力公司桃江供电分公司， 湖南 桃江 ４ １ ３ ４ ０ ０ ）
【 摘 要】 针对用 电信息采集系统费控命令执行效率低、 执行结果成功 率低 的问题 ， 必须 对费控流程进行分段剖析 ， 并对 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ ／ Ｃ Ｄ Ｍ Ａ通 道和载
引 言
变 ）与 智 能表 之 间 通过 电力 载 波 通 道 直接 连接 或 经 过 采 集 器
智 能 电 能表 是 费控 命 令 远 程 执 行 的 关键 ，智 能 电 能表 分 设 备 中继 连接 ．即 采 集 设备 终 端 与 采 集 器 之 间 采 用 电力 载 波 而 采 集 器与 智 能 表 之 间通 过 ４ ８ ５通 信 线 缆 连 接 。 采 用这 为“ 继 电器 内置 ” 和“ 继电器外置” 两种 表 型 。在 判 断继 电 器状 直 连 ． 态环 节 ． 继 电器 内置 电 能表 和 继 电 器 外 置 电 能表 有 所 差 异 ， 继 电 器 内置 电 能表 通 过 表 内继 电 器输 出端 电压 准 确 判 断 继 电 器 跳 合 闸 状 态 ：继 电 器 外置 电能 表 目前 通 过 电能 表 电流 来 判 断 继 电 器跳 合 闸状 态 ． 不 能做 到 完 全 准确 ， 拟 采 用反 馈 电压 和 功 率 的 双 条件 判 别 法来 提 高判 断 准确 率 。 两种 方 式 接 入 采 集 终 端 设 备 的 智 能 表 均 需 要 经过 载 波 通 道 。
基于智能电能表的远程费控执行流程优化策略探究
基于智能电能表的远程费控执行流程优化策略探究随着现代智能技术的发展，智能电表被逐渐应用于电力系统，智能电表具有远程控制功能，能够自动化远程计费，主要由计量系统、通讯系统以及控制系统构建而成，其中控制系统也存在差异，使得智能电表包括费控电能表与非费控表。
文章首先简单介绍了远程费控智能电表的性能特征，然后分析了智能电表远程费控执行流程优化的措施。
标签：智能电表；远程费控；执行流程；优化方法远程费控是智能电表独自具有的功能，能够远距离计量用电客户的用电量以及缴费情况，并对应发出命令和指令，当各大客户出现欠费问题时，能够对其进行自动化提醒，并通过拉闸等方式来自动化控制其用电，通过发布远程费控命令来实现对用户的自动化控制。
1 远程费控智能电能表远程费控智能电表最典型的特征在于：远程控制、智能化控制。
也就是利用网络信息系统、载波等媒介来达到对电力电能的远程化计量与控制。
在这一电能表计量模式下，要求用户正式享受供电服务前先行采购一定的电量，具体的购买途径包括：网银支付、互联网转账等，达到双方的自动化电能采购。
所采购的电能可以经过主站来发送至各个用户的电表系统，随着电能表的计量，主站则将自行除掉所用完的电量。
同时，也能通过光、声等警报信号来向用户发出电量不足的提示，同时也能自行断电。
用户缴纳电费以后，则能自动恢复电力系统的供电，继续进行电量计量。
同普通电能表相比，远程费控智能电表具有显著的自动化功效，用户需要做的就是前往营业厅缴纳电费，实现了电费计量与供电服务的一体化运营，同时，这一电表兼具监测、监督功效，能够有效监督用户的用电状态，以及整个电力系统的运行状态等。
2 继电器内置表费控运行过程费控具体涵盖两大操作过程分别为：远距离跳闸操作、远距离合闸操作，二者实际执行过程中有一定差别，具体的执行过程为：跳闸的运行过程为：参照用户实际用电、电费缴纳的现状来做出判断、分析，对应生成跳闸用户的序列与表格，利用接口来向采集系统发出通报，对应实施跳闸处理，同时，电能表也将接到这一命令，同样配合跳闸，同时能够凭借内部安装的继电器所输出的电压对应分析继电器的情况，也就是是否处于跳闸状态。
浅析智能电能表远程费控的执行流程及优化方案
目前 电能表合 闸方式有两种 ，“ 允许合闸”和 “ 直接合 闸” 。“ 直接合 闸”方式是用 电信 息采集系 统主站 下发直接合 闸命令 ，不需用户参与 ，电能表 自动完成合 闸操作 。“ 允许 合闸 ”方式是指用 电信 息采集系 统主站 向电能表下发允许合 闸命令 ，由电能表与用户共 同完成合 闸操作 。
２继 电器 内置表费控执行流程
费 控 功 能包 括 远 程 “ 跳 闸 ”和 远程 “ 合 闸” ，这 两种 操 作在执行流程上存在差异 ，下面分别对 其执行流程进行说 明。 继 电器 内置 电能表远程 “ 跳闸 ”执行流程如下 。 费控系统每 日根据用户用 电和缴 费情况 进行分析判断 ， 产生跳 闸用户列表 ，通 过接 口通知用 电信息采集系统进行跳 闸 。用 电信息采集系统 向电能表发送跳 闸命令 ，并根据表 内 继 电器输 出端 电压判 断继 电器 跳合 闸状态，如 电能表跳 闸失 败 或 继 电器 故 障 则 转 人 工 处 理 ，并 将 跳 闸 控 制 结 果 反 馈 给 费 控系统 。 用 电信息采集系统控制用户 内置 电能表 “ 费控 ”执行流 程 ，具体操作如下 。 首 先 主 站 对 电能 表 进 行 身 份 认 证 ，验 证 双 方 身 份 ；其 次 身份 验证通过后 ，主站发送跳 闸命令至 电能表 ，电能表收到 有效的跳闸命令后修改 “ 电能表运行状态字 ３ 的 Ｂ ｉ ｔ ６位” （ 继电器命令状态 ） ，然 后输 出跳闸控制信号 ，控制继 电器 跳 闸，向采集 系统主站返回应答帧 ；如电能表 收到正确的跳 闸命 令，不断根据 内置继 电器输 出端 反馈 电压判断外置继 电 器跳 闸是否成功 ，根据判断结果修 改 “ 电能表运 行状 态字 ３ 的Ｂ ｉ ｔ ４位 ”（ 继 电器动作状态 ） ，判断继 电器命令状态和继 电器动作 状态是否都处于跳 闸状态 。 如跳 闸延 时时间大 于 ０ ， 主站 先根 据应 答帧中 “电能表运行状态字 ３ 的 Ｂ ｉ ｔ ６位 ” 判 断跳闸命令是否下达 ，然后等待 电能表 是否有继 电器故障 主动上报事件 ，根据命令下达情况和事件上报情况 综合 判断 跳 闸执行 是否成功。
ddzy3-z单相费控智能电能表的工作原理
一、概述随着科技的不断进步和智能化的发展，智能电能表作为一种新型的电能计量设备，在能源计量领域得到了广泛的应用。
其中，ddzy3-z单相费控智能电能表作为一种具有费控功能的智能电能表，在用户用电管理和节能减排方面具有重要的意义。
本文将重点介绍ddzy3-z单相费控智能电能表的工作原理，以帮助读者更好地理解其工作机制。
二、ddzy3-z单相费控智能电能表的结构1. 电能表外观结构：ddzy3-z单相费控智能电能表的外观通常包括表盖、表底、端子罩、显示屏等部件。
表盖安装在表底上，端子罩则用来安装电能表的接线端子，显示屏用来显示电能表的各种信息。
2. 电能表内部结构：ddzy3-z单相费控智能电能表内部主要包括电能计量模块、通讯模块、控制模块、显示模块等部件。
其中，电能计量模块用于实现电能的准确计量，通讯模块用于实现电能表与外部系统的数据通讯，控制模块用于实现电能表的各项控制功能，显示模块用于向用户展示相关信息。
三、ddzy3-z单相费控智能电能表的工作原理1. 电能计量功能：ddzy3-z单相费控智能电能表通过电能计量模块实现了对电能的准确计量。
当电能通过电能表时，电能计量模块会对电能进行采样、运算和积分处理，从而得出准确的电能使用量。
电能表还会记录用电时间、功率因数、负荷曲线等相关信息，为用户提供详尽的用电数据和分析。
2. 费控功能：ddzy3-z单相费控智能电能表具有预付费功能，用户需要先购物电能并通过特定方式输入到电能表中，电能表会相应地将购物的电能量充值到用户账户。
当用户用电时，电能表会根据用户的用电情况实时抠减账户中的电能余量，并提醒用户及时充值。
这种费控功能有效地约束了用户的用电行为，促进了用电的合理和节约。
3. 数据通讯功能：ddzy3-z单相费控智能电能表通过通讯模块实现了与外部系统的数据通讯。
通过该功能，用户可以通过特定的通讯方式查询电能表的用电情况、费用余额、电能数据等信息。
电能表也可以接收外部指令，实现远程控制、数据采集等功能。
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智能表费控实现方案
一、引言
2009年开始，国家电网公司开始进行智能电能表的推广应用和集中招标，智能电表的费控技术也得以进行深入发展。
目前市场上的费控方式主要有本地费控和远程费控两种。
2013年，国家电网公司颁布了一些列智能用电的新标准，对之前的相关标准进行了更进一步修订，在电价处理和密钥管理上做了更完善的规定。
二、本地费控
本地费控即是卡表预付费，主要依靠电卡作为数据传输媒介，也可以通过无线传输模式进行售电数据的下发。
本地费控的特点是一表一卡、插卡用电、电表扣费、电表控制；如果采用远程下发模式售电，其特点是购电数据通过GPRS等信号下发至电表，此时要求电表具备电力线载波、RS-485、微功率无线或者GPRS等通讯功能。
2.1、实现原理
根据售电数据的传输方式来区分，本地费控可以分为电卡传输和远程下发两种实现方案。
2.1.1、电卡传输
用户可以在电力公司营业网点柜台进行持卡购电，亦可以在自助缴费终端进行自助缴费，自助缴费终端类似于银行ATM机，7×24小时无人值守，弥补营业柜台的营业时限问题。
柜台售电
电卡作为数据传输的媒介，在售电终端（柜台PC机或自助终端）上对用户购电卡进行写卡，然后对插卡用电，由此实现售电系统到电表的数据传输。
电表获取购电数据后，会进行数据更新，更新内容包括购电次数、剩余金额、
累计购电金额等。
2.1.2、远程下发
远程下发模式售电无需使用购电卡，售电数据由售电终端交给服务器后台，以
无线传输的方式下发至电表，电表接收到数据后进行费控数据的更新。
此过程需要进行身份认证，保证数据传输的安全性和准确性。
柜台售电
柜台售电
服务器
GPRS
集中器
RS-485/载波/
无线
柜台售电
2.2、日常应用
日常应用过程中需要注意以下几方面：
开户前，保证档案中表号与电表中表号一致即可；开户后，表号、户号、购电次数都要保证一致。
电表初始化操作、修改表号需在公钥下进行。
电价等其他参数可在私钥下进行更新。
但是有限制：开户时，可更新两套电价和其他参数；开户后，只能更新备用套电价。
2.3、新标准应用
2013年国网公司颁布的智能用电新标准对阶梯电价和密钥管理做了更严格的规定。
增加了年阶梯支持，并允许年、月阶梯自由切换。
当前套费率、阶梯参数改为只能通过卡片方式设置，不能通过远程方式设置。
表计密钥的切换不再使用密钥卡，而公钥与私钥的切换采用远程更新
的方式实现。
远程控制功能，在“合闸允许”命令的基础上增加了“直接合闸”命令。
三、远程费控
远程费控即是后台费控，也称后台预付费，是由后台进行电费结算，实现远程控制。
远程费控的特点是后台收费、无卡售电、后台算费、后台控制等。
要求电表具备电力线载波、RS-485或者GPRS等通讯功能。
3.1、实现原理
远程费控的实现依赖于用电信息采集。
远程费控功能首要步骤是采集现场表计的表底数据，根据表底数据，计算用户的用电量和用电费。
然后对比用户的缴费金
额，计算费控结果并实施响应控制。
3.1.1、用户购电
用户在营业厅柜台或自助缴费终端进行购电缴费。
缴费数据保存在后台数据
库。
3.1.2、数据采集
用电信息采集部分负责电能计量数据的采集。
3.1.3、算费扣费
依据用采集的电量数据，费控系统进行用户电费结算，同时进行扣费，并根据扣费结果生成费控结果，费控结果包括：催费告警、远程跳闸和远程合闸。
（1）对于非居民用户，算费采用普通电价，流程如图：
（2）对于居民用户，算费采用阶梯电价，流程如图：
3.1.4、费控操作
费控操作由用电信息采集部分完成。
用电信息采集部分根据费控管理后台计算的费控结果，对用户进行短信催费或者进行远程合闸、远程跳闸等操作。
3.2、日常应用
日常应用中需要注意以下几个方面：
主站档案资料的表号要和现场表计保持一致；
主站档案资料中表计的远程控制密码要和现场表计保持一致，如存在一表一密的情况。
四、经典案例
费控应用在全国范围内各地应用发展情况各有特色，以下选取几处经典案例进行讲解。
4.1、河北省冀北局卡表预付费方案
河北省冀北局采用的是朗新的预付费系统兼容各个厂家的自管户卡表，各个电能表厂家按照相同的规范开发预付费读写卡套件，提供给郎新方面，由郎新科技公司开发售电软件，兼容各个厂家的读写卡套件，进而达到兼容各个厂家电能表售电的目的。
柜台售电
柜台售电
服务器
厂家
厂家
厂家
读写卡套件
读写卡套件
读写卡套件
4.2、北京市卡表预付费项目方案
北京市卡表预付费方案采用的是远程下发模式，由主站将购电数据远程下发至电表，同时采用掌机售电作为辅助，保证售电的成功率和可靠性。
其原理图如下：
柜台售电
柜台售电
服务器
GPRS
微功率无线
掌机
集
中
器
柜台售电
购电数据首先由主站下发至集中器，由集中器通过微功率无线信号透明转发至电能表。
对于微功率无线信号通讯不畅的偶尔情况，采用掌机通过红外信号将购电
数据下发至电表。
4.3、河南省县局卡表预付费方案
河南省电力公司营销部制订了统一的卡表预付费系统与营销系统对接的接口规范。
各个县局的卡表预付费系统按照预订协议将售电记录实时同步给营销系统。
同时营销系统负责电费结算和阶梯电价管理。
计算电量
抄表数据
累计用电量
第三档用电量
第二档用电量
第一档用电量
累计用电费
第三档用电费
第二档用电费
第一档用电费
购电明细
录入
导入
用户欠费明细
实时查询获取
欠费金额
购
电
金
额
写卡金额
营销系统
费控系统
相减。