本地费控智能电能表的特点及参数设置分析

陶 鹏，张 艳，曹惠敏

(1.河北省电力研究院，石家庄 050021；2．石家庄供电公司，石家庄 050021)

2009年国家电网公司颁布了智能电能表技术规范，对于智能电能表的功能、技术要求、外观尺寸进行了统一。根据表计采用的费控类型、通信方式、准确度等级等功能的不同，智能电能表共分为36种类型。其中，本地费控智能电能表的电费电价信息、控制参数均保存在表计中，利用表计计算用户已缴电费和实际使用电费情况，自动实现表计的拉合闸控制。

1 本地费控智能电能表的特点[1]

1.1 智能预付费

传统预付费电能表购电时购买的是电量，当电价发生变化时，已购买的电量无法随之调整，给交易双方造成损失；本地费控智能电能表购电时存入表计中的是金额，电价信息存储在表计中，当电价调整时，可以通过采集主站更改表计中的电价信息，不会给交易双方带来损失。

1.2 远程采集数据

通过用电信息采集系统，可以远程采集本地费控智能电能表内的数据，包括用电量、剩余金额、电价等参数。

1.3 费控功能

本地费控智能电能表中的控制芯片可以根据用户的缴费情况和用电情况，对用户进行拉合闸控制。控制芯片通过计算用户已用电费和缴纳电费，控制继电器的拉合闸。对于采用外置继电器方式的本地费控智能电能表，当用户已用费用大于已缴费用时，表计通过继电器控制端子向外置继电器发出控制信号，外置继电器自行跳开，用户无法用电；只有当用户充值后，继电器控制端子会再次向外置继电器发出控制信号，使外置继电器可以手动合闸，用户可以再次用电。

1.4 多种方式计费

根据不同时间段的用电负荷，制定不同的电价，利用电价手段调节用电负荷，引导用户错峰用电；在阶梯电量范围内的电价不变，超过阶梯电量的电价将有一定程度的增加，保证用户基本用电电价不变的情况下，增加对于奢侈用电的收费，促进用户自觉节能减排。

1.5 实时显示丰富用电信息

本地费控智能电能表可以实时显示电压、电流、功率、功率因数、剩余电费等参数，使用户随时获取用电信息。

1.6 交互功能

用电信息采集系统主站通过采集本地费控智能电能表的剩余电费信息，在用户剩余电费金额低于报警金额时，向用户发出报警短信告知用户；在电费用完侯后，定期向用户发送催费通知。

2 本地费控智能电能表的安全保障

本地费控智能电能表具备本地交易、远程对时、远程参数修改等功能，为保障智能电能表本地/远程数据交互的安全性，必须对表计本地/远程介质间数据交互进行加密，因此应用了智能电能表密钥管理技术，又称为用电信息密钥管理技术。用电信息密钥管理系统是用电信息采集系统安全防护体系的根本保障，承担着实现密钥的生成、传递、备份、恢复、更新、应用的全过程管理，是开展对用户发卡、主站采集、营销售电业务的基础，是保障智能电能表和采集终端安全运行的前提[2]。

通过在智能电能表及采集终端中增加ESAM安全芯片，在采集系统主站、售电系统、发卡系统等配套系统配置密码机,实现用电信息密钥管理系统的硬件加密[3]。智能电能表所有的ESAM安全芯片及用户卡均由国家电网公司计量中心统一发行，发行完毕后交付给网省级(地市级)计量中心，由网省级(地市级)计量中心将本省(市)的密钥写入用户卡中，完成用户卡密钥更新，更新完本省(市)密钥的用户卡可以直接在售电系统中开户，交付给电力用户使用。

3 本地费控智能电能表的参数设置

本地费控智能电能表主要参数由DL/T 645-2007《多功能电能表通信协议》[4]备案文件中规定的一、二类参数构成，这些参数大多为电费计算及控制的相关参数，主要包括：费率表、时段表、时区表、互感器变比、报警金额、赊欠门限金额、囤积金额、结算日、阶梯电价、阶梯值等。在实际应用过程中，不同表计厂家对于这些参数的理解存在一定差异，造成数据设置不一致，为本地费控智能电能表的参数预置检查及推广应用造成了影响，以下对容易出现理解偏差的参数进行详细说明，同时给出了参数设置推荐方案。

3.1 费率切换时间

3.1.1 参数说明

费率切换时间用于在电价调整时使用。本地费控智能电能表可以存储2套电价表，当表计内的时间走到2套费率切换时间设置的值时，电价由第1套切换至第2套。

3.1.2 存在问题

DL/T 645-2007《多功能电能表通信协议》中未明确指明不进行电价切换时该时间如何设置，不同表计厂家对该参数设置不同，造成预置参数检查不统一，无法判别是否正确设置了该值。

3.1.3 参数设置推荐方案

协议中指明若2套费率切换时，应冻结该时刻参数，因此建议在不进行电价切换时，将2套费率切换时间设置为全零。同样，建议在不进行切换时，将2套时区表切换时间、2套日时段表切换时间、2套梯度切换时间设置为全零。

3.2 报警金额

3.2.1 参数说明

智能电能表控制过程如下：电能表剩余电费金额小于等于报警金额1时，电能表的报警灯闪烁；当电能表剩余电费金额小于等于报警金额2时，电能表的报警灯闪烁，同时预跳闸，提醒用户及时购电，用户可通过插卡恢复供电；当电费用完时，电能表剩余电费金额为透支金额，当透支金额大于等于透支限额时，电能表跳闸，此时只能通过再次充值恢复智能表供电。

3.2.2 存在问题

若将报警金额2设置为大于0，当电能表剩余金额等于报警金额2时，电能表预跳闸，但此时用户表计中仍存有电费，部分用户对于智能电能表控制过程不甚理解，认为表计有电费时就跳闸，是智能表出现故障，容易造成电力企业与电力用户之间的误解甚至纠纷。

3.2.3 参数设置推荐方案

将报警金额2设置为0，即电能表剩余电费金额为0元时，电能表预跳闸，避免了出现误解甚至纠纷的可能。

3.3 时区表设置

3.3.1 参数说明

在我国部分省份，不同的月份采用不同的电价，因此需要将不同月份采用的电价通过时区表设置到智能电能表中。

3.3.2 存在问题

每套时区表规定最多可以有14组数据。在实际应用过程中，通常不需要设置14组数据，如，7月份到9月份采用第2套日时段表，其他月份采用第1套日时段表，则有效数据仅为070102、090101。不同表计厂家对于有效数据不足14组的处理方式差异较大，有些仅写入2组有效数据，有些将后12组有效数据全补为0，有些重复写入2组有效数据，造成参数预置检查及实际应用存在一定的差异。

3.3.3 参数设置推荐方案

DL/T 645-2007《多功能电能表通信协议》中对于有效数据小于总数据量时有明确

规定，要求用最后1位有效数据补满无效数据位[5]。上述例子中，正确做法应该是将表内数据补写为070102、090101、090101、090101、090101、090101、090101、090101、090101、090101、090101、090101、090101、090101。日时段表、公共假日及日时段表数的设置与时区表的设置类似。

3.4 逻辑控制

3.4.1 逻辑控制说明

本地费控智能电能表参数之间存在一定逻辑关系，如，必须有阶梯值存在，阶梯电价才能够有实际意义；必须有日时段表数据，费率电价才能有实际意义。

3.4.2 存在问题

各个表计厂家对于DL/T 645-2007《多功能电能表通信协议》理解不同，部分厂家自行增加了参数间的逻辑控制功能，造成参数预置检查存在一定困难。如，在表计费率数设置为1时，其余的费率数无法写入、无法读出；在梯度数设置为0时，梯度值和阶梯电价无法写入、无法读出等。

3.4.3 推荐逻辑控制

建议取消逻辑控制功能，由相应的控制字进行控制。如，费率数为1时，仅采用费率1，其余费率可以写入、读出，但不参与实际计费；梯度数为0时，阶梯值和阶梯电价可以写入、读出，但不参与实际计费。在这种情况下，若预先知道阶梯值、阶梯电价，可以设置到表计中，待国家相应政策发布时，仅更改梯度数一个参数就可以开启阶梯电价功能，不仅方便了实际应用，而且统一了参数预制检查。

4 结束语

本地费控智能电能表是伴随智能电网的建设而出现的，其交互性、智能性、丰富的显示方式、多样的计费功能与传统的机械表、电子表、量控预付费表相比具有明显的优势。本地费控智能电能表可以根据用户实际用电情况自行扣费，并根据已缴缴费及已扣费用的情况提醒用户购电，而所有的缴费、扣费计算均依赖于表计内部参数的设置。不同表计生产厂商对于规约、技术规范理解存在一定的差异，对于智能电能表参数设置理解不同，造成本地费控智能电能表计算电费时存在误差，给贸易结算双方造成损失，为此以上对实际应用中理解差异较大的参数给出了解释，并提出了参数设置推荐方案，避免由于参数设置错误给智能电能表应用造成的不良后果。

参考文献：

[1] Q/GDW (354-364)-2009，智能电能表技术规范系列[S].

[2] 王勤初，姚艳霞.智能电能表信息安全防护技术[J].电测与仪表，2010，47(8A)：111-115.

[3] 陶维青，黄俊祥，曹 军，等.ESAM安全模块在预付费电表中的应用研究[J].电测与仪表，2010，47(11)：58-62.

[4] DL/T 645-2007，多功能电能表通信规约标准[S].

[5] 孟珺遐，朱宁辉，白晓民，等.基于DL/T 645-2007协议的智能电表嵌入式通信软件研发[J].电网技术，2010，34(9)：7-12.