楊瑋婷

（內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古 包頭014010）

1 引言

2012 年，為了加強(qiáng)用電管理，國(guó)家發(fā)展改革委提出，居民用戶加快“一戶一表”改造，蒙西地區(qū)的電價(jià)政策改為實(shí)施“居民階梯電價(jià)”，居民電費(fèi)實(shí)施三檔計(jì)量，每檔單價(jià)電費(fèi)逐級(jí)升高，經(jīng)過(guò)幾次電價(jià)調(diào)整，當(dāng)前的“階梯電價(jià)政策”內(nèi)容，如下所示，其中包含單月和雙月的電量檔位：

第一檔：0～170kW·h/月，0.415 元/kW·h；

第二檔：171～260kW·h/月，0.465 元/kW·h（階梯差額0.05元/kW·h）；

第三檔：＞260kW·h/月，0.715 元/kW·h（階梯差額0.3 元/kW·h）。

居民階梯電價(jià)政策得到積極普及和落實(shí)，使得用電民眾的合理用電意識(shí)得以提高，但是電力企業(yè)針對(duì)階梯電價(jià)政策的電費(fèi)回收方式比較煩瑣，使得民眾對(duì)電費(fèi)的觀測(cè)、繳納產(chǎn)生很多誤解，帶來(lái)很多不便[2]。

2 電費(fèi)回收方式的弊端

目前，電力公司的電費(fèi)回收方式為：客戶繳納電費(fèi)，充值到電表→電表計(jì)量電量，并只按照一檔電價(jià)扣取電費(fèi)→抄表員按抄表周期抄表→計(jì)量中心核算員核算“階梯差額電費(fèi)”→用戶再次繳費(fèi)時(shí)支付階梯差額電費(fèi)。

這種用電管理模式有以下幾個(gè)弊端：①用戶算不清電費(fèi)。用戶的階梯電費(fèi)扣除時(shí)間滯后，指責(zé)電力公司亂收費(fèi)。②造成用戶的財(cái)產(chǎn)損失，產(chǎn)生用電糾紛。繳費(fèi)金額小于階梯差額電費(fèi)時(shí)，造成家中無(wú)電而產(chǎn)生損失。③造成電力公司的電費(fèi)管理過(guò)程煩瑣復(fù)雜，需要經(jīng)歷以下流程：用戶購(gòu)電、用電→抄表員抄表→算費(fèi)中心核算→用戶后續(xù)繳納階梯電費(fèi)。

3 智能電表實(shí)現(xiàn)電能累加和階梯扣費(fèi)功能的設(shè)計(jì)構(gòu)想

目前，電力企業(yè)的發(fā)展中心由先前的單一性質(zhì)的以安全為中心進(jìn)行生產(chǎn)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越?jīng)濟(jì)效益和服務(wù)領(lǐng)域?yàn)橹行牡娜轿痪C合發(fā)展，企業(yè)需要設(shè)立一套更加規(guī)范、高效、高水平的電費(fèi)回收制度，將信息反饋水平提升，使其更加準(zhǔn)確和科學(xué)。

基于北方居民的電價(jià)政策，智能電表內(nèi)能實(shí)現(xiàn)階梯扣費(fèi)功能，即在電表內(nèi)能實(shí)現(xiàn)每檔階梯電費(fèi)按所在檔位的電費(fèi)價(jià)格扣減，不需要再次計(jì)算和繳納階梯差額電費(fèi)，使得用戶的電費(fèi)明細(xì)更加清晰明了，電力公司的電費(fèi)回收過(guò)程更加便捷高效。

針對(duì)智能電表實(shí)現(xiàn)電能累加和階梯扣費(fèi)功能，進(jìn)行以下軟件流程設(shè)計(jì)，如圖1 所示。

圖1 電能累加處理流程圖

首先判斷電表是處于正向還是反向有功電量狀態(tài)，設(shè)置電量正反向標(biāo)志狀態(tài)。當(dāng)脈沖累加時(shí)，如果是正向標(biāo)志，該脈沖累加到正向電量中；如果是反向標(biāo)志，累加到反向有功電量中。電能表的常數(shù)是1200imp/kW·h,表示每1200 個(gè)脈沖累計(jì)1 度電，因此，每12 個(gè)脈沖累加到0.01 度電。由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器EEPROM 的擦寫(xiě)次數(shù)典型值為100 萬(wàn)次，電能表在電量存儲(chǔ)時(shí)，按照每累加到1 度電存儲(chǔ)1 次，可滿足擦寫(xiě)壽命要求。電量處理包含總費(fèi)、費(fèi)率、階梯電量、本月用電量等電量的累加處理。如果電量小數(shù)累計(jì)大于0.99，需要累加到整數(shù)，存儲(chǔ)在EEPROM 中。電量處理完成，同步處理金額的扣減。

電能表掉電時(shí)，需要把脈沖電量和小數(shù)電量存儲(chǔ)下來(lái)，電能表上電時(shí)讀取出來(lái)，恢復(fù)脈沖和小數(shù)電量。

電量及金額保存、同步說(shuō)明：電量整度寫(xiě)EE 主和備份頁(yè)；金額在電量整度時(shí)寫(xiě)EE 主和備份頁(yè)；ESAM 為120min 同步一次；同步金額原則為比較ESAM 和RAM，購(gòu)電次數(shù)相等時(shí)，誰(shuí)小用誰(shuí)，購(gòu)電次數(shù)不等時(shí)以ESAM 為準(zhǔn)；掉電保存為有變化標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，帶CRC 寫(xiě)主頁(yè)；用戶卡操作前，同步ESAM 金額；充值、退費(fèi)后，EE 主和備份頁(yè)進(jìn)行清零及初始化操作，寫(xiě)EE 主和備份頁(yè)。

金額扣減按照階梯電價(jià)及費(fèi)率電價(jià)扣減（扣減模式可另行設(shè)置，也可同時(shí)扣減），金額是存儲(chǔ)在ESAM 的錢(qián)包文件中。因?yàn)镋SAM 的金額參數(shù)也存在擦寫(xiě)次數(shù)的要求，所以金額的扣減存儲(chǔ)也按每度電的累加進(jìn)行一次操作。

同時(shí)，在進(jìn)行智能電能表使用時(shí)，傳輸方式一直是對(duì)其影響較大的一個(gè)因素。改進(jìn)傳輸方式能夠有效地提高信息的精準(zhǔn)程度。在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可以根據(jù)需求，選擇合適的信息傳輸方式。在一些磁場(chǎng)影響較小的區(qū)域可以利用電信號(hào)進(jìn)行信息的傳輸，保障信息傳輸?shù)乃俣葷M足需求。在一些受磁場(chǎng)干預(yù)較大的環(huán)境中，便需要采用其它的方法進(jìn)行信息的傳遞，光學(xué)信號(hào)傳遞是較為有效的一種手段，能夠避免電磁干擾，通過(guò)對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行控制能夠有效地提高各種信息的傳輸精度[3]。

圖2 電量累計(jì)和金額扣減處理流程圖

圖3 階梯費(fèi)率電價(jià)判斷

4 結(jié)語(yǔ)

基于居民使用的智能電表，與其他商業(yè)用戶以及大工業(yè)用戶的電表相比，其用電量少，但電表需求數(shù)量大，基于5 年更換一次新電表的原則，居民使用的智能電表的市場(chǎng)需求量仍然很大，所以優(yōu)化居民智能電表的影響深遠(yuǎn)，且對(duì)于提高老百姓的生活質(zhì)量與幸福感方面有很大意義。