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。