预付费电能表及售电系统简介

3）电量返读功能：用户每次将电卡插入IC卡表后，IC卡表将自动把剩 余电量等相关信息回写到电卡中，以供售电管理系统查询。
4）安全保护（辩伪功能）：严格保证一户一表一卡，每次购电卡只能 一次输入有效
5）补卡功能：当用户购电卡丢失时，可以通过售电网络为用户补发电 卡。
6）检查功能：售电网络可以发行检查卡，定期对用户IC卡电能表运行 情况进行检查
该系统包含业务管理、售电管理、系统参数设置、组织参数设置、查询与 统计、表计维护、系统控制等主要功能。具体功能如下：
A、业务管理：用户信息登记、修改、注销和换表。 B、售电管理：售电/补卡、修改已售电量、读用户卡。 C、系统参数设置：主配置管理、电价管理、表型管理、其他管理。 D、组织参数设置：单位信息管理、局所管理、干线管理、台区管理、 终端管理、操作员管理 。
预付费电能表系统简介 及测试点分析
测试中心：章芸芸 2009年10月
海兴电器
1
HEXING ELECTRICAL
培训要点 ：
1、预付费电能表系统的起源和发展 2、预付费电能表系统引用标准 3、预付费电能表相关名词解释 4、预付费卡表系统简介及测试点分析 5、预付费键盘表系统简介及测试点分析
海兴电器
1.4 我们公司目前现状
我们公司目前的预付费电表也就以有介质的IC卡表和无介质的键盘表为主。 其中，预付费卡表预付费的实现方式有以下几种：
1)使用比较主流的PSAM+ESAM型式，这种型式的卡表，主要使用可靠 性极高的智能CPU卡和发卡售电软件来实现卡表的管理；
2)采用一般的逻辑加密卡和使用STS加密算法的售电系统来实现预付费 的管理；
卡序号：一户一表一卡，首次开户时，卡序号为１，当进行补卡和 换卡操作时卡序号递增写入卡内；各类用户卡片必须大于或等于表 内存的卡序号才能正常操作
过负荷跳闸次数门限：当用户用电过负荷后，用户可以允许过负荷 用电的最大次数；
预制底度：此功能仅对换表卡、消户卡起作用。
10
海兴电器
HEXING ELECTRICAL
4.1.5.2密钥管理
z 营业中心由专人以特定程序通过专业设备生成密钥总控卡一张，并妥善管理。 z 营业中心由专人以特定程序通过专用设备用密钥总控卡生成SAM模块发行卡、用
户卡发行卡、PSAM卡发行卡、修改主密钥可发行卡各一张，并分别交专人管理 z 根据使用需要，营业中心由专人持PSAM卡发行卡制作一批PSAM卡交银行发放
E、查询与统计：用户信息查询、注销用户查询、补卡信息查询、售 电统计、修改调剂电量查询、黑名单统计、操作员登录日志、操作员修
改日志、电价修改日志。
F、表计维护：修改调剂电量、换表原因管理、故障分析统计、制做检测 卡检测卡检查。
15
海兴电器
HEXING ELECTRICAL
4、预付费卡表系统简介及测试点分析
一定程度上保护卡及卡中数据的安全，但只是低层次的保护，无法防止
恶意攻击。CPU智能卡（也称金融卡）具有控制信息交换功能的芯片操
作系统，具有多层次的资料存取安全控制及安全认证功能，一般不易伪
造和复制，但成本高昂。射频卡采用射频识别技术，即利用射频信号通
过空间藕合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信
3、预付费电表相关名词解释
阶梯电量：在一个约定的用电结算周期内，把用电量分为两段或多 段，每一分段用电量范围内都有一个单位电价，单位电价在分段内 保持不变，但是单位电价会随着分段不同而变化。
ESAM模块 ：嵌入式安全存取模块，用于对IC卡进行认证和数据交 换的模块，由电力公司发行，安装在电能表中。
1.3 预付费电能表的分类
按照计费模式分：可分为单一电价型和多种电价型； 按照电表结构可分为：
1)整体式,即构成电表的所有部件如测量元表件、负荷开关及其他辅助装 置在同一表壳内的电度表；此类型表适合替换户内安装的各种电表；
2)分体式，即构成电度表的所有部件不装在同一表壳内的电度表； 分体式预付费的电表与CIU之间的通讯可以采用有线、无线、红外或电力载波
STS标准有效防范了下列针对编码方式预付电表的窃电企图： 1) 胡乱输入数码， 企图“命中”正确的数字。 2) 盗窃售电系统终端，并用其生成“有用”代码数据。 3) 把外地供电局的合法售电系统终端生成的代码拿到本地区使用。 4) 已经使用过的代码被重复利用。 5) 篡改合法代码中的信息，如：改变信用额度等。 目前发布的只是单向传输的STS标准，适用于双向传输的STS2（IEC6205552）正在制订过程中。
海兴电器
8
HEXING ELECTRICAL
3、预付费电表相关名词解释
剩余金额：在电能表中记录的可供用户使用的电费金额，该金额 应大于等于零。
透支金额：用户已使用但未缴纳电费的金额值，该值小于零。下 次充值时会自动冲减透支金额。
囤积金额：囤积金额为用户电表内能接受的最大限额。当表中剩 余金额加本次购电金额低于该值（小于或等于）时，方可实现表 计购电。否则，需待电表消耗达到上述要求。
2
HEXING ELECTRICAL
1、预付费电能表系统的起源和发展
1.1 预付费电能表系统的起源
随着电力工业的发展，特别是一户一表的推行，方便了用户，但对电力 营业管理提出了挑战，电力营业现代化势在必行。然而现实营业管理中还存 在着很多的问题与困难:
1)传统的人工抄表工作单调辛苦、环境恶劣，抄表难度大、效率低。 2)电费欠费现象严重，收缴率偏低，影响电力部门的经济效益和发展。 3)调度、营业、监控各成系统，数据库独立维护，缺乏统一的基础用电 数据 造成资源浪费、决策不系统、不能最大限度地追求经济效益。 因此，既能最大限度地方便绝大多数诚实守信的用户用电和缴费，又能 运用经济和技术手段减少欠费损失，一直是电力公司追求的目标。实践经验 证明，在人口流动性较大的城市地区推广应用预付费电表及售电系统，有效 避免和控制了欠费现象，充分提高了抄收效率，使电力营业管理在较短的时 间内达到了轻松管理，事半功倍的效果。
等多种方式，视现场使用条件而定： 在农村地区，可以安装在电杆顶部人接触不到的箱中，电表不要求有
LCD显示功能，每户配套安装一个CIU； 新建住宅区，则统一安装在楼底表箱中，电表可以带LCD显示，以方便
集中检查、抄读，每户配套安装一个CIU
海兴电器
5
HEXING ELECTRICAL
1、预付费电能表系统的起源和发展
4、预付费卡表系统简介及测试点分析
4.1 预付费卡表系统简介
随着售电管理模式以及用电管理方式需求的变化，我国逐渐发 展了集成电路卡式预付费系统、键盘式电能表预付费系统和自动抄 表系统三大类电力预付费系统。下图是一份预付费IC卡卡表系统方 案，系统主要包括以下几个部分:
1)预付费系列电能表 2)预付费IC卡 3)读写卡器 4)售电管理信息系统 5) 银行网络售电系统（扩展部分） 6) 电力MIS系统（扩展部分）
IC卡也称集成电路卡，是将存储器、加密逻辑器，甚至微处理器等 芯片镶嵌在塑料基片中封装成卡 。目前可供选择的IC卡种类有存储器卡 、逻辑加密卡、智能CPU卡、射频卡。
其中存储器卡（24C01卡）本身不提供硬件加密功能，只能存储通 过系统加密的数据，很容易被破解。逻辑加密卡（4442卡和4428卡 ）
4.1.5银行网络售电系统和电力 MIS系统业务流程及密钥管理 4.1.5.1业务流程
整个业务流程分为银行和供电局两大部分：供电局侧由营业中心和各分局管 理中心组成，通过网络连接。银行侧由银行计算中心和各储蓄网点组成，通过银 行专线连接成网络。银行计算中心负责进行每笔交易的计算和存储，并将购电交 易数据传给供电局营业中心。
报警金额：剩余金额报警值，当剩余金额小于等于报警值时，电 能表给出声或光报警。
负荷开关：用于切断和恢复用户负载的电气设备，比如继电器，直
接式表一般安装在表内，互感式表可以外接负荷开关（断路器） 负荷上限：用于控制用户用电，当用户用电过负荷后，继电器会自
动跳闸。
海兴电器
9
HEXING ELECTRICAL
息达到识别目的，具有非接触双向通信、操作迅速、读写可靠、安全性
高等特点
海兴电器
14
HEXING ELECTRICAL
4、预付费卡表系统简介及测试点分析
4.1.3 读卡器简介
IC卡读写卡器通过计算机的串行口进行连接，通过IC卡读写器售电管理软 件可以对各种不同用途的IC卡进行安全认证和数据操作。
4.1.4 预付费卡表售电管理信息系统
11
海兴电器
HEXING ELECTRICAL
4、预付费卡表系统简介及测试点分析
12
海兴电器
HEXING ELECTRICAL
4、预付费卡表系统简介及测试点分析
4.1.1 预付费卡表功能简介
1）智能控制功能：自动计量用户电量，当用户购电量用完时，自动切 断用户用电。
2）预报警功能：当电表中所剩电量小于报警电量时，能够给予用户报 警提示，以便用户尽快购电。
在安全保密性、制造成本、运营成本、可靠性等方面相对于其它预付费方式具 有更加突出的优势，因而在居民用电计量计费方面都获得了广泛应用。
预付费卡表目前有两种主流方式：一种是国内使用的PSAM+ESAM型式 的卡表，另一种是英国的SCEMA卡表。
海ห้องสมุดไป่ตู้电器
4
HEXING ELECTRICAL
1、预付费电能表系统的起源和发展
海兴电器
7
HEXING ELECTRICAL
2、预付费电能表引用标准
2.3 IEC 62055 简介
IEC62055是2007年发布的第一个关于预付费电能表方面的国际标准； 为了保障各厂商之间产品的兼容性和售电系统向预付费电表传递数据过程中 的安全性，南非电力公司（ESKOM）于1993年首先制订了STS（Standard Transfer Specification）标准。2007年，STS被IEC TC13委员会的WG15工 作组接纳为IEC62055-41/51标准，这也是目前唯一被IEC接纳的预付费技术 标准。
给各储蓄网点是用 z 根据使用需要，营业中心由专人持SAM模块发行卡初始化SAM模块、持修改主
6
HEXING ELECTRICAL
2、预付费电能表引用标准
2.1 国内预付费电能表标准
GB/T 18460.1-2001 IC卡预付费售电系统 第1部分：总则 GB/T 18460.2-2001 IC卡预付费售电系统 第2部分：IC卡及其管理 GB/T 18460.3-2001 IC卡预付费售电系统 第3部分：预付费电度表
13
海兴电器
HEXING ELECTRICAL
4、预付费卡表系统简介及测试点分析
4.1.2 预付费卡表IC卡简介
一般来说，预付费电能表信息系统的安全度主要体现为反泄密、反窜 改和反破坏的能力。除信息存储和处理过程外，信息在传输过程中受到 的安全威胁最大。就IC卡预付费售电系统而言，IC卡是信息传送媒介， 它在整个数据安全方案中至关重要。
2.2 国际上预付费电能表标准
IEC62055-21:2007 21部分：标准化结构 IEC62055-31:2007 31部分：预付费计量系统 特殊要求 1级和2级静止式预付费 电能表 IEC62055-41:2007 41部分：标准传递规范(STS)-单向令牌传输系统应用层协议 IEC62055-51:2007 51部分：标准传递规范(STS)-单向令牌传输系统物理层协议
预付费键盘表，主要包括一体式和分体式键盘表。分体式预付费的电表 与CIU之间的通讯可以采用有线、无线、红外线或电力载波等多种方式，视 现场使用条件而定，我们公司目前有以下几种通讯 ：
1）485通讯； 2）M-bus通讯； 3）载波通讯； 4）红外通讯（遥控器）；
一体式键盘表
分体式预付费键盘表
海兴电器
海兴电器
3
HEXING ELECTRICAL
1、预付费电能表系统的起源和发展
1.2 预付费电能表的发展阶段
迄今为止，国际电能预付费售电系统及电能表的发展大体经过以下发展阶段： 1）早期记忆卡式，包括IC存储卡、IC逻辑加密卡等。 2）智能卡式，包括接触式CPU卡和非接触式RF卡等。 3）编码按键式，包括键表一体式、分离式、载波分离式等。 4）网络式，包括集中器式、GPRS/CDMA 短信式、电力载波式等。 其中， 有介质的智能卡式电表和无介质的编码按键式两类预付费表由于