浅谈预付费售电系统在某集团公司收缴中的设计及应用

摘要：电费回收是电力企业的一项重要经济来源，影响着企业的正常生产经营。面对近年来部分用电客户拖欠电 费的情况，某集团有限公司发供电分公司结合远程预付费售电系统的特点及功能，投运了一套基于GPRS信道的远程预付费系统。主要阐述了远程预付费售电系统的原理及功能，并就某用户通断电控制原理进行了详细介绍。
关键词：电费；远程预付费售电系统；功能控制
1概述
     近年来，随着某集团有限公司电网的扩大，现有电能计量的技术水平已经无法满足电网的需求，而且在电能计量中存在诸多不足, 优化计量方法，借助先进手段，准确计量数据，公正核算 电费成为公司亟待解决的问题。某集团发供电分公司现 有自备发电厂2个、变电站3座，是一家发电、供电为一体的电力企业。为了维护供用电双方的经济利益，以保证 电费结算的公正性和准确性，公司装有各类计量电能表共 有400余块。这些计量电能表一部分是安装在电厂、变电站的电能表，包括电网与供电企业结算用的关口表，用来 考核不同电压等级进出电量的线损表或专线用户计量电能 量的电表；一部分是安装在用户侧用于高供高计的电能表；还有一些安装在联络线、线路分支线或变电站专线出口处用于计量电能或考核线损的高压电能计费箱。
2某集团发供电分公司电能管理中存在的问题
     某集团发供电公司现采用的是2004年引进的电能集抄系统，该系统运行年限较长，近期频繁出现软件 系统卡顿、断线等问题，无法对用户进行电费催费告警、欠费跳闸、缴费通电监控。它的缴费方式为“先用电、后付费”。发供电分公司现有电力用户单位20余家，有些用户单位存在电费回收困难、拖欠严重的问题。为了解决收费难、欠费严重的局面，2019年该公司引进了 “先缴费、后用电"的预付费售电系统。它是集远程抄表与电力控制（远程通断电）为一体的系统，将数据自动采集、传输和处理应用于电能供应与用电管理中。
3预付费售电系统工作原理
     预付费售电系统由后台主站管理系统、集中器、采集终端（或采集模块）、通信信道及智能电表组成。它通过通信网络将集中器或采集器采集的电量信息数据远距离传输到主站管理系统，并将系统控制信息传递至电能表，从而实现远程抄表、预付费、告警、远程停电、送电控制。 后台主站管理系统与集中器之间通过以太网通信信道来进行远程通信；集中器与采集终端之间通过通信信道组建抄表网络，数字采集终端通过无线、有线、电力线载波等信道与电表连接。
4改造方案
     通过长期的市场调研和比较，发供电公司结合供应商 预付费售电系统特性与自身实际情况，综合评价后，采用了无线(GPRS型)远程预付费电能表及相配套的后台远程预付费售电系统，对用户电费结算方式进行改造，从而实现远程停送电监控。
4.1远程预付费售电系统功能
     远程预付费售电系统有集中抄表服务系统、远程预付费售电系统以及用户查询系统三大系统。集中抄表服务系统常年运行，定时对所有表进行远程抄表，还具有 告警短信发送服务，可将电费金额预警和欠费预警自动生 成手机短信自动发送给对应的电力用户；远程预付费售电 系统包含所有开户、售电、遥控及报表功能；用户查询系 统用于用户查询个人信息、充值和用电。另外远程 预付费售电系统还可配置手机端査询网站，可用于用户在手机网站终端上实时査询个人信息、充值、远程控制及每日用电情况，同时支持用户使用支付宝、银联等方式远程 自助购电。
该售电系统主要功能如下。
     (1)数据采集功能：各种电能量等电气参数的采集统计，并能自动生成报表。
     (2)报表管理：可自动生成各种类型的实时运行报表、历时报表、操作记录报表、故障及告警记录报表等，可查询和打印系统记录数据值，自动生成电能日、月、年报表。
     ⑶用户电费缴纳：人工缴费、移动缴费、微信缴费等。
    (4)用户管理：包括用户开户、销户、过户等基本档 案的管理。
    (5)用户电表终端管理：用来维护台区、终端、各种 电价类型的相关信息(如基本电价、费率电价、阶梯电价等)。
    (6)售电管理：对在系统中已开户的客户进行售电。 根据客户姓名、营销户号、表号、地址等档案信息查询出 相应客户，对客户读表、电费核算、催费告警及控制跳合 闸、保电、保电解除、告警解除、退费等。
    (7)提醒功能：电费不足、欠费催费告警。
    (8)其他功能：信息传输安全、电表终端安全防护、无线网络传输安全保障措施等。
4.2执行标准
     执行标准包括DL/T 448-2016《电能计量装置技术管理规程》、DL/T 645-2007《多功能电能表通讯规约》、 Q/GDW 1373-2013《电力用户用电信息采集系统功能规 范》、Q/GDW 377-2009《电力用户用电信息釆集系统安全防护技术规范》。
4.3技术措施
     发供电分公司电能计量改造项目采用的是无线GPRS 方式的预付费远程抄表系统，通过无线GPRS远程预付费 电能表，在后台服务器位置放置1台GPRS采集器，釆集 器与集中器经无线网络将电量数据传输到主站系统中心, 由系统平台进行电能管理与监控，从而实现远程抄表、告 警、预付费、远程开/合闸等功能。整体网络结构如图1所示，系统由系统管理层、数据采集层和计量终端层构成。

图1远程预付费售电系统流程图
系统管理层是整个系统的管理中心，负责整个系统的电能信息釆集、用电管理及数据管理和数据应用等，设有高性能工业服务器、显示器、UPS电源、打印机等设备在内的以远程预付费电能管理和数据库软件为主的计算机系统。监控系统安装在服务器上，集中采集、显示现场设备运行状况。
数据釆集层主要为GPRS采集器，负责电能信息的采集、数据管理、传输及执行或转发主站下发的控制命令, 完成计量终端层和系统管理层之间的数据交互。
计量终端层采用GPRS远程费控智能电能表。它是远程电能集抄系统基础的组成部分，是电能信息采集源和监控对象，也是电能计量和远程控制通断电的执行元件，主要由电能计量模块、通信模块和通断电控制模块组 成。GPRS费控智能电能表不受地理环境限制，借助于无线网络将数据上传至采集器，进而将数据上传至监控主机，以此实现电量数据的自动采集、传输与管理。它与相配套的辅助设备分安装在相应的电气柜内，共同完成对用户用电的分合闸。
4.4系统应用实例
下面以发供电分公司某用户为例，详细介绍电力的通 断电控制原理。该公司某用电企业有2条6 kV供电线路, 分别作为企业的主用电和设备实验用电。主用电线路计量 电能表安装在企业的进线高压侧，主要配有CT、PT及威胜三相三线GPRS费控智能电能表，该线路负荷低压侧设有开关但无电动分合闸功能。设备实验用电线路负荷侧装有电磁防爆开关，具有电动分闸功能。
主用电线路改造：将安装在线路进线高压侧屋顶的威胜三相三线GPRS费控智能电能表更换为GPRS三 相三线费控智能电能表，通过延长CT、PT线将电表改装在线路负荷侧(低压配电室)以利于企业电能表的维护管理，同时将负荷侧开关更换为具有失压脱扣装置的自动空气开关，用高压侧电能表费控低压自动空气开关。费控电表与被控开关接线示意图如图2所示。利用自动空气开关的合闸线圈失压(失压脱扣)进行分闸控制，将费控电表的遥控输出常闭端子14、15接点串接在合闸线圈回路中。 当电能表的剩余金额不大于规约中设定的低值时，远程预付费电能表与管理系统配合，主站就会通过集中器向电能表发送跳闸命令。收到命令后，费控电能表遥控输出常 闭端子14、15断开转换成常开端子13、14闭合，自动空气开关的合闸线圈失压，闭合的主触头断开，跳闸停电，完成了对该供电线路的跳闸控制。
     系统管理层是整个系统的管理中心，负责整个系统的电能信息釆集、用电管理及数据管理和数据应用等，设有高性能工业服务器、显示器、UPS电源、打印机等设备在内的以远程预付费电能管理和数据库软件为主的计算机系统。监控系统安装在服务器上，集中采集、显示现场设备运行状况。
     数据釆集层主要为GPRS采集器，负责电能信息的采集、数据管理、传输及执行或转发主站下发的控制命令, 完成计量终端层和系统管理层之间的数据交互。
     计量终端层采用GPRS远程费控智能电能表。它是远程电能集抄系统基础的组成部分，是电能信息采集源和监控对象，也是电能计量和远程控制通断电的执行元件，主要由电能计量模块、通信模块和通断电控制模块组 成。GPRS费控智能电能表不受地理环境限制，借助于无线网络将数据上传至采集器，进而将数据上传至监控主机，以此实现电量数据的自动采集、传输与管理。它与相配套的辅助设备分安装在相应的电气柜内，共同完成对用户用电的分合闸。
4.4系统应用实例
     下面以发供电分公司某用户为例，详细介绍电力的通 断电控制原理。该公司某用电企业有2条6 kV供电线路, 分别作为企业的主用电和设备实验用电。主用电线路计量 电能表安装在企业的进线高压侧，主要配有CT、PT及威胜三相三线GPRS费控智能电能表，该线路负荷低压侧设有开关但无电动分合闸功能。设备实验用电线路负荷侧装有电磁防爆开关，具有电动分闸功能。
     主用电线路改造：将安装在线路进线高压侧屋顶的威胜三相三线GPRS费控智能电能表更换为GPRS三 相三线费控智能电能表，通过延长CT、PT线将电表改装在线路负荷侧(低压配电室)以利于企业电能表的维护管理，同时将负荷侧开关更换为具有失压脱扣装置的自动空气开关，用高压侧电能表费控低压自动空气开关。费控电表与被控开关接线示意图如图2所示。利用自动空气开关的合闸线圈失压(失压脱扣)进行分闸控制，将费控电表的遥控输出常闭端子14、15接点串接在合闸线圈回路中。 当电能表的剩余金额不大于规约中设定的低值时，远程预付费电能表与管理系统配合，主站就会通过集中器向电能表发送跳闸命令。收到命令后，费控电能表遥控输出常 闭端子14、15断开转换成常开端子13、14闭合，自动空气开关的合闸线圈失压，闭合的主触头断开，跳闸停电，完成了对该供电线路的跳闸控制。

图2费控电表与被控开关接线示意图
     设备实验用电线路改造：利用该线路原有的具有电动 分闸功能的电磁防爆开关，将新装的费控智能电能表遥控 输出常开端子13、14接点并接在开关按钮的两端，费控 电能表与被控开关接线示意图如图3所示。当电能表的剩 余金额不大于于规约中设定低值时，同理图3中遥控输 出常开端子13、14闭合，低压被控开关分闸线圈得电， 线路跳闸停电，实现了对该供电线路的跳闸控制。
4.5改造效果
     通过对企业用户电能计量的升级改造，不但可以实现 现有的电量采集、电量集抄系统的功能，还可将电量采 集、电量集抄、电费核算、电费缴纳、催费告警、欠费跳 闸/复电、保电用电等有机联系起来，形成一条完整的售

图3费控电能表与被控开关接线示意图
      电管理系统。此套系统的应用很大规避电费回收困难 和拖欠的问题，将“先用电、后缴费”的模式改为“先 缴费、后用电”，改变了传统的电费收取模式，能有效规 范用电管理。
5安科瑞Acrelcloud-3200预付费水电云平台
5.1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。
5.2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。
5.3系统结构

5.4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。
5.4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况。

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    （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
     指定某块表为主表，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。

5.5系统硬件配置



6结语
     电能预付费售电系统在发供电分公司的应用，克服了传统电费缴费模式的弊端，从根本上解决了收费难、催费难的问题，遏制了用户拖欠电费，提高了电费收缴率，保证了电费双结零。远程预付费售电是一种新型的智能化电力管理模式，可实现远程抄表、预付费、告警、远程通断电等功能，使得抄表、催费、收费不受距离和空间的限制，让电能管理跨进一个全新的时代。
参考文献
［1］王月志，刘伯刚.自动抄表系统［J］.电测与仪表,2004,41(9) :48-51.
［2］徐昊，刘友安.电能计量与远程抄表应用研究［J］.华中电量，2010,23(4):72-75.
［3］细利江.浅谈GPRS预付费系统在电力营销的应用［J］.中华民居,2011(10):497-498.
［4］潘克修.远程自动抄表系统及其通信方式［J1军事通信技术,2001(3):40-43
［5］吴艳文.预付费售电系统的应用及功能
［6］安科瑞电气企业微电网设计与应用手册2020.06版
作者简介
王蒙蒙，女，现任职于安科瑞电气股份有限公司