基于3G通訊的農(nóng)網(wǎng)智能電表售電系統(tǒng)

石家莊科林電氣股份有限公司 趙宏杰 陳洪雨 候志衛(wèi) 常生強 李春海

基于3G通訊的農(nóng)網(wǎng)智能電表售電系統(tǒng)

石家莊科林電氣股份有限公司 趙宏杰 陳洪雨 候志衛(wèi) 常生強 李春海

“基于3G通訊的智能電表售電系統(tǒng)” 既滿足了農(nóng)網(wǎng)用戶因路途遠而要求就近繳費的需求，又解決了電力部門電費回收困難的實際問題。已具備與電力SG186營銷系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)互聯(lián)互通的安全接口。售電系統(tǒng)采用3G VPN通訊方式，保證系統(tǒng)通訊的速率、穩(wěn)定性及安全性，采用國密SM1的加密算法讀寫購電卡，保證了購電卡內(nèi)售電信息的安全性。本系統(tǒng)已經(jīng)申請了專利證書，專利號ZL 2012 2 0001822.8。

農(nóng)網(wǎng)智能電表3G售電系統(tǒng)國密SM1的加密算法

0　引言

電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的一個重要支柱產(chǎn)業(yè)，在人民群眾的生產(chǎn)和生活中起著不可替代的重要作用。隨著電力事業(yè)的高速發(fā)展，電力市場化改革的深入，優(yōu)質(zhì)服務理念的提出與優(yōu)質(zhì)服務的開展，供電部門在電力營銷方面取得了巨大的成績。電力優(yōu)質(zhì)服務成了電力部門追求的目標，電費收取過程的優(yōu)質(zhì)服務成了電力營銷部門優(yōu)質(zhì)服務中的主要環(huán)節(jié)和窗口。

長期以來，電費回收難一直是困擾供電企業(yè)最為頭痛的問題，然而電費回收難的關鍵在于用戶繳費難，特別是在農(nóng)村地區(qū)。近年來，供電企業(yè)為此投入了大量的人力物力，也嘗試過采用各種辦法加強電費的回收工作力度，目前的電費回收渠道主要有供電營業(yè)廳、銀行、郵政等，由于這幾種電費收取模式都或多或少存在局限性，所以實際效果并不樂觀。近幾年，由于通信技術、應用軟件技術的迅猛發(fā)展，各種信息應用系統(tǒng)、行業(yè)終端設備已經(jīng)深入到各行各業(yè)，成為進一步提高管理效率、提升服務水平的有力工具?；?G通訊的智能電表售電系統(tǒng)正是在這種背景下出現(xiàn)，該方案本著服務供電部門、為供電部門提高優(yōu)質(zhì)服務的宗旨，該方案采用先進的通訊技術和應用軟件技術開發(fā)而成。該系統(tǒng)將以一種新的優(yōu)質(zhì)服務方式成為現(xiàn)有電費繳費方式的補充和擴展。將在有效提升客戶滿意度的同時，提高供電部門的電費回收率，幫助供電部門進一步借助信息化技術提高服務水平與質(zhì)量。

1　背景

1.1電費回收方式

電費回收一直是電力營銷部門的重要工作。當前農(nóng)網(wǎng)中供電部門采用的主要繳費方式有以下兩種：

第一種方式：用戶到電力、銀行、郵政的營業(yè)廳繳納電費在農(nóng)村中，電力、銀行、郵政部門的營業(yè)廳主要在鄉(xiāng)鎮(zhèn)，營業(yè)廳數(shù)量較少，覆蓋人群有限。各自然村到鄉(xiāng)鎮(zhèn)營業(yè)廳都有一段距離，農(nóng)村中青壯年勞力大部分都外出打工，主要居住人員為老人和兒童，到鄉(xiāng)鎮(zhèn)繳費具有出行不便的實際困難。電力用戶繳費時間相對集中，并大多選擇現(xiàn)金繳費，加大各營業(yè)廳柜臺壓力，造成廣大繳費用戶長時間排隊。

第二種方式：用戶通過抄表工代收電費

農(nóng)村電工或抄表工代收用戶的電費，再由電工統(tǒng)一到電力營業(yè)廳或者供電所進行結算。該方式不僅工作量大，同時用戶的利益也不能很好的保障。由于沒有其他更好的模式，所以通過抄表工代收電費在農(nóng)網(wǎng)中普遍存在。

1.2智能電表的推廣應用

2009年國網(wǎng)公司推出了一些列智能電表的標準，要求在今后的電網(wǎng)建設中普遍推廣，取代以前的非智能電表。標準中提出智能電表必須滿足《智能電能表信息交換安全認證技術規(guī)范》，實現(xiàn)營銷業(yè)務中用電的預付費、階梯電價、費率電價等功能【1-2】。

2　系統(tǒng)設計方案

2.1系統(tǒng)框架圖（見圖1）

2.2系統(tǒng)流程

在電力公司安裝售電主站軟件，每個自然村安裝售電工作站，通過3G無線VPN專用網(wǎng)絡通訊。系統(tǒng)流程如下：

圖1　系統(tǒng)框架圖

1）售電時操作員在工作站的售電機中插入用戶購電卡，工作站讀取購電卡數(shù)據(jù)時經(jīng)售電機中PSAM卡解密后向售電主站軟件發(fā)送查詢請求。2）售電主站根據(jù)購電卡信息查詢用戶基本信息、購電記錄、控制信息等參數(shù)，查詢完成后下發(fā)給工作站，工作站操作界面顯示用戶基本信息、購電記錄、控制信息等參數(shù)。3）操作員輸入購電金額點擊寫卡按鈕后工作站向售電主站發(fā)送購電請求，售電主站根據(jù)用戶信息、購電金額進行邏輯運算后向工作站返回寫卡字符串，工作站接收寫卡字符串經(jīng)PSAM卡加密后寫入購電卡。4）工作站向購電卡中寫入購電信息后向售電主站發(fā)送寫卡完成請求，售電主站返回接收正確，工作站打印購電收據(jù)。

3 系統(tǒng)主要特點

1） 本售電系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的售電系統(tǒng)，它適應國家智能電網(wǎng)的發(fā)展，采用了無線3G VPN專網(wǎng)SSL加密通訊方式，3G無線通訊方式通訊速率高，滿足了設備通訊標準進行在線售電的要求，VPN專網(wǎng)SSL加密方式保證了無線通訊過程中系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)能提供完善的接口，與其他系統(tǒng)的集成也能滿足智能電網(wǎng)的要求【3】。

2）系統(tǒng)采用WEB信息發(fā)布功能，通過CORBA組件技術搭建分布式數(shù)據(jù)總線， WEB信息發(fā)布系統(tǒng)符合電網(wǎng)二次安全防護的要求，在售電主站系統(tǒng)同工作站之間采用防火墻進行安全隔離，用于內(nèi)外數(shù)據(jù)的通訊，傳送繳費數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報警信息等。

3）系統(tǒng)售電工作站安裝在自然村里，具有操作簡單方便的特性，解決了居民在本地即可完成購電的需求。

4）系統(tǒng)采用SM1的加密算法，在售電客戶端操作的讀卡、寫卡以及電表的插卡讀卡中都需要密鑰進行加密和解密，區(qū)別于傳統(tǒng)的售電模式——購電卡在售電操作、電表交互中寫入明文，缺少安全防范措施，因此增強了系統(tǒng)的安全性【4-5】。

5）具有完善的安全防范措施，包括對外部攻擊的有效防范、完善的內(nèi)部安全保障機制等。

4　系統(tǒng)建設意義

本系統(tǒng)建設實施后，將實現(xiàn)供電部門、電力用戶共贏的目的。

對于電力用戶而言：

1）不用跑到鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在家門口便可繳納電費；2）繳費時間寬松，非上班時間也可進行繳納電費；3）實現(xiàn)大面積分散繳費，免去到營業(yè)廳排隊等候的麻煩；4）繳費有電費收據(jù)，保證了電力用戶的權益。

對于供電部門而言：

1）拓展用戶的繳費渠道，給廣大用戶提供優(yōu)質(zhì)、方便、快捷的電費繳費服務，解決了供電部門電費回收困難的老問題；2）降低電力營銷部門的工作強度，提高生產(chǎn)效率；3）提高了電費的回收率，杜絕了惡意欠費情況的發(fā)生；4）為電力營銷系統(tǒng)的自動化提供有力技術保證，將大幅度提高管理水平；5）服務理念的創(chuàng)新，將服務貼近用戶，從鄉(xiāng)鎮(zhèn)直接延伸到各個村莊；6）改善服務質(zhì)量，提高客戶滿意度，提升企業(yè)形象【6】。

5　結束語

本系統(tǒng)的建設進一步加強了農(nóng)網(wǎng)中售電系統(tǒng)的技術水平，解決了農(nóng)網(wǎng)售電中電力部門電費回收困難的問題，符合國網(wǎng)公司提出的“建設堅強智能電網(wǎng)”的要求【7】，為落實國網(wǎng)公司“三集五大”發(fā)展戰(zhàn)略提供基礎保障，能夠更好的為國家電力服務。

［1］ 徐麗華.電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的建設和實現(xiàn)［D］.上海:復旦大學碩士學位論文，2010.

［2］ 陳新賀，宋偉，陸瑩.互動化營業(yè)廳信息集成需求分析及數(shù)據(jù)建模［J］.電力系統(tǒng)自動化， 2013，37（7）:77-81 .

［3］ 翟章.電力通信主要傳輸方式的應用分析［J］.電力系統(tǒng)通信，2006，27（164）:61-63.

［4］ 宇文肖娣.電力用戶用電信息采集系統(tǒng)的研究與應用［D］.保定:華北電力大學碩士學位論文，2011.

［5］ 宋思揚.電力營銷中電力用戶用電信息采集系統(tǒng)建設研究［D］.北京:華北電力大學碩士學位論文，2011.

［6］ 李同智.靈活互動智能用電的技術內(nèi)涵及發(fā)展方向［J］.電力系統(tǒng)自動化，2012，36（2）:11-17.

［7］ 國家電網(wǎng)公司， 2020年建成統(tǒng)一的“堅強智能電網(wǎng)”.