本地費控智能電能表的特點及參數設置分析

陶 鵬，張 艷，曹惠敏

(1.河北省電力研究院，石家莊 050021；2．石家莊供電公司，石家莊 050021)

2009年國家電網公司頒布了智能電能表技術規范，對于智能電能表的功能、技術要求、外觀尺寸進行了統一。根據表計采用的費控類型、通信方式、準確度等級等功能的不同，智能電能表共分為36種類型。其中，本地費控智能電能表的電費電價信息、控制參數均保存在表計中，利用表計計算用戶已繳電費和實際使用電費情況，自動實現表計的拉合閘控制。

1 本地費控智能電能表的特點[1]

1.1 智能預付費

傳統預付費電能表購電時購買的是電量，當電價發生變化時，已購買的電量無法隨之調整，給交易雙方造成損失；本地費控智能電能表購電時存入表計中的是金額，電價信息存儲在表計中，當電價調整時，可以通過采集主站更改表計中的電價信息，不會給交易雙方帶來損失。

1.2 遠程采集數據

通過用電信息采集系統，可以遠程采集本地費控智能電能表內的數據，包括用電量、剩余金額、電價等參數。

1.3 費控功能

本地費控智能電能表中的控制芯片可以根據用戶的繳費情況和用電情況，對用戶進行拉合閘控制?？刂菩酒ㄟ^計算用戶已用電費和繳納電費，控制繼電器的拉合閘。對于采用外置繼電器方式的本地費控智能電能表，當用戶已用費用大于已繳費用時，表計通過繼電器控制端子向外置繼電器發出控制信號，外置繼電器自行跳開，用戶無法用電；只有當用戶充值后，繼電器控制端子會再次向外置繼電器發出控制信號，使外置繼電器可以手動合閘，用戶可以再次用電。

1.4 多種方式計費

根據不同時間段的用電負荷，制定不同的電價，利用電價手段調節用電負荷，引導用戶錯峰用電；在階梯電量范圍內的電價不變，超過階梯電量的電價將有一定程度的增加，保證用戶基本用電電價不變的情況下，增加對于奢侈用電的收費，促進用戶自覺節能減排。

1.5 實時顯示豐富用電信息

本地費控智能電能表可以實時顯示電壓、電流、功率、功率因數、剩余電費等參數，使用戶隨時獲取用電信息。

1.6 交互功能

用電信息采集系統主站通過采集本地費控智能電能表的剩余電費信息，在用戶剩余電費金額低于報警金額時，向用戶發出報警短信告知用戶；在電費用完侯后，定期向用戶發送催費通知。

2 本地費控智能電能表的安全保障

本地費控智能電能表具備本地交易、遠程對時、遠程參數修改等功能，為保障智能電能表本地/遠程數據交互的安全性，必須對表計本地/遠程介質間數據交互進行加密，因此應用了智能電能表密鑰管理技術，又稱為用電信息密鑰管理技術。用電信息密鑰管理系統是用電信息采集系統安全防護體系的根本保障，承擔著實現密鑰的生成、傳遞、備份、恢復、更新、應用的全過程管理，是開展對用戶發卡、主站采集、營銷售電業務的基礎，是保障智能電能表和采集終端安全運行的前提[2]。

通過在智能電能表及采集終端中增加ESAM安全芯片，在采集系統主站、售電系統、發卡系統等配套系統配置密碼機,實現用電信息密鑰管理系統的硬件加密[3]。智能電能表所有的ESAM安全芯片及用戶卡均由國家電網公司計量中心統一發行，發行完畢后交付給網省級(地市級)計量中心，由網省級(地市級)計量中心將本省(市)的密鑰寫入用戶卡中，完成用戶卡密鑰更新，更新完本省(市)密鑰的用戶卡可以直接在售電系統中開戶，交付給電力用戶使用。

3 本地費控智能電能表的參數設置

本地費控智能電能表主要參數由DL/T 645-2007《多功能電能表通信協議》[4]備案文件中規定的一、二類參數構成，這些參數大多為電費計算及控制的相關參數，主要包括：費率表、時段表、時區表、互感器變比、報警金額、賒欠門限金額、囤積金額、結算日、階梯電價、階梯值等。在實際應用過程中，不同表計廠家對于這些參數的理解存在一定差異，造成數據設置不一致，為本地費控智能電能表的參數預置檢查及推廣應用造成了影響，以下對容易出現理解偏差的參數進行詳細說明，同時給出了參數設置推薦方案。

3.1 費率切換時間

3.1.1 參數說明

費率切換時間用于在電價調整時使用。本地費控智能電能表可以存儲2套電價表，當表計內的時間走到2套費率切換時間設置的值時，電價由第1套切換至第2套。

3.1.2 存在問題

DL/T 645-2007《多功能電能表通信協議》中未明確指明不進行電價切換時該時間如何設置，不同表計廠家對該參數設置不同，造成預置參數檢查不統一，無法判別是否正確設置了該值。

3.1.3 參數設置推薦方案

協議中指明若2套費率切換時，應凍結該時刻參數，因此建議在不進行電價切換時，將2套費率切換時間設置為全零。同樣，建議在不進行切換時，將2套時區表切換時間、2套日時段表切換時間、2套梯度切換時間設置為全零。

3.2 報警金額

3.2.1 參數說明

智能電能表控制過程如下：電能表剩余電費金額小于等于報警金額1時，電能表的報警燈閃爍；當電能表剩余電費金額小于等于報警金額2時，電能表的報警燈閃爍，同時預跳閘，提醒用戶及時購電，用戶可通過插卡恢復供電；當電費用完時，電能表剩余電費金額為透支金額，當透支金額大于等于透支限額時，電能表跳閘，此時只能通過再次充值恢復智能表供電。

3.2.2 存在問題

若將報警金額2設置為大于0，當電能表剩余金額等于報警金額2時，電能表預跳閘，但此時用戶表計中仍存有電費，部分用戶對于智能電能表控制過程不甚理解，認為表計有電費時就跳閘，是智能表出現故障，容易造成電力企業與電力用戶之間的誤解甚至糾紛。

3.2.3 參數設置推薦方案

將報警金額2設置為0，即電能表剩余電費金額為0元時，電能表預跳閘，避免了出現誤解甚至糾紛的可能。

3.3 時區表設置

3.3.1 參數說明

在我國部分省份，不同的月份采用不同的電價，因此需要將不同月份采用的電價通過時區表設置到智能電能表中。

3.3.2 存在問題

每套時區表規定最多可以有14組數據。在實際應用過程中，通常不需要設置14組數據，如，7月份到9月份采用第2套日時段表，其他月份采用第1套日時段表，則有效數據僅為070102、090101。不同表計廠家對于有效數據不足14組的處理方式差異較大，有些僅寫入2組有效數據，有些將后12組有效數據全補為0，有些重復寫入2組有效數據，造成參數預置檢查及實際應用存在一定的差異。

3.3.3 參數設置推薦方案

DL/T 645-2007《多功能電能表通信協議》中對于有效數據小于總數據量時有明確

規定，要求用最后1位有效數據補滿無效數據位[5]。上述例子中，正確做法應該是將表內數據補寫為070102、090101、090101、090101、090101、090101、090101、090101、090101、090101、090101、090101、090101、090101。日時段表、公共假日及日時段表數的設置與時區表的設置類似。

3.4 邏輯控制

3.4.1 邏輯控制說明

本地費控智能電能表參數之間存在一定邏輯關系，如，必須有階梯值存在，階梯電價才能夠有實際意義；必須有日時段表數據，費率電價才能有實際意義。

3.4.2 存在問題

各個表計廠家對于DL/T 645-2007《多功能電能表通信協議》理解不同，部分廠家自行增加了參數間的邏輯控制功能，造成參數預置檢查存在一定困難。如，在表計費率數設置為1時，其余的費率數無法寫入、無法讀出；在梯度數設置為0時，梯度值和階梯電價無法寫入、無法讀出等。

3.4.3 推薦邏輯控制

建議取消邏輯控制功能，由相應的控制字進行控制。如，費率數為1時，僅采用費率1，其余費率可以寫入、讀出，但不參與實際計費；梯度數為0時，階梯值和階梯電價可以寫入、讀出，但不參與實際計費。在這種情況下，若預先知道階梯值、階梯電價，可以設置到表計中，待國家相應政策發布時，僅更改梯度數一個參數就可以開啟階梯電價功能，不僅方便了實際應用，而且統一了參數預制檢查。

4 結束語

本地費控智能電能表是伴隨智能電網的建設而出現的，其交互性、智能性、豐富的顯示方式、多樣的計費功能與傳統的機械表、電子表、量控預付費表相比具有明顯的優勢。本地費控智能電能表可以根據用戶實際用電情況自行扣費，并根據已繳繳費及已扣費用的情況提醒用戶購電，而所有的繳費、扣費計算均依賴于表計內部參數的設置。不同表計生產廠商對于規約、技術規范理解存在一定的差異，對于智能電能表參數設置理解不同，造成本地費控智能電能表計算電費時存在誤差，給貿易結算雙方造成損失，為此以上對實際應用中理解差異較大的參數給出了解釋，并提出了參數設置推薦方案，避免由于參數設置錯誤給智能電能表應用造成的不良后果。

參考文獻：

[1] Q/GDW (354-364)-2009，智能電能表技術規范系列[S].

[2] 王勤初，姚艷霞.智能電能表信息安全防護技術[J].電測與儀表，2010，47(8A)：111-115.

[3] 陶維青，黃俊祥，曹 軍，等.ESAM安全模塊在預付費電表中的應用研究[J].電測與儀表，2010，47(11)：58-62.

[4] DL/T 645-2007，多功能電能表通信規約標準[S].

[5] 孟珺遐，朱寧輝，白曉民，等.基于DL/T 645-2007協議的智能電表嵌入式通信軟件研發[J].電網技術，2010，34(9)：7-12.