石家庄科林电气股份有限公司 赵宏杰 陈洪雨 候志卫 常生强 李春海
基于3G通讯的农网智能电表售电系统
石家庄科林电气股份有限公司 赵宏杰 陈洪雨 候志卫 常生强 李春海
“基于3G通讯的智能电表售电系统” 既满足了农网用户因路途远而要求就近缴费的需求，又解决了电力部门电费回收困难的实际问题。已具备与电力SG186营销系统、用电信息采集系统、调度自动化系统互联互通的安全接口。售电系统采用3G VPN通讯方式，保证系统通讯的速率、稳定性及安全性，采用国密SM1的加密算法读写购电卡，保证了购电卡内售电信息的安全性。本系统已经申请了专利证书，专利号ZL 2012 2 0001822.8。
农网智能电表3G售电系统国密SM1的加密算法
0 引言
电力工业是国民经济的一个重要支柱产业，在人民群众的生产和生活中起着不可替代的重要作用。随着电力事业的高速发展，电力市场化改革的深入，优质服务理念的提出与优质服务的开展，供电部门在电力营销方面取得了巨大的成绩。电力优质服务成了电力部门追求的目标，电费收取过程的优质服务成了电力营销部门优质服务中的主要环节和窗口。
长期以来，电费回收难一直是困扰供电企业最为头痛的问题，然而电费回收难的关键在于用户缴费难，特别是在农村地区。近年来，供电企业为此投入了大量的人力物力，也尝试过采用各种办法加强电费的回收工作力度，目前的电费回收渠道主要有供电营业厅、银行、邮政等，由于这几种电费收取模式都或多或少存在局限性，所以实际效果并不乐观。近几年，由于通信技术、应用软件技术的迅猛发展，各种信息应用系统、行业终端设备已经深入到各行各业，成为进一步提高管理效率、提升服务水平的有力工具。基于3G通讯的智能电表售电系统正是在这种背景下出现，该方案本着服务供电部门、为供电部门提高优质服务的宗旨，该方案采用先进的通讯技术和应用软件技术开发而成。该系统将以一种新的优质服务方式成为现有电费缴费方式的补充和扩展。将在有效提升客户满意度的同时，提高供电部门的电费回收率，帮助供电部门进一步借助信息化技术提高服务水平与质量。
1 背景
1.1电费回收方式
电费回收一直是电力营销部门的重要工作。当前农网中供电部门采用的主要缴费方式有以下两种：
第一种方式：用户到电力、银行、邮政的营业厅缴纳电费在农村中，电力、银行、邮政部门的营业厅主要在乡镇，营业厅数量较少，覆盖人群有限。各自然村到乡镇营业厅都有一段距离，农村中青壮年劳力大部分都外出打工，主要居住人员为老人和儿童，到乡镇缴费具有出行不便的实际困难。电力用户缴费时间相对集中，并大多选择现金缴费，加大各营业厅柜台压力，造成广大缴费用户长时间排队。
第二种方式：用户通过抄表工代收电费
农村电工或抄表工代收用户的电费，再由电工统一到电力营业厅或者供电所进行结算。该方式不仅工作量大，同时用户的利益也不能很好的保障。由于没有其他更好的模式，所以通过抄表工代收电费在农网中普遍存在。
1.2智能电表的推广应用
2009年国网公司推出了一些列智能电表的标准，要求在今后的电网建设中普遍推广，取代以前的非智能电表。标准中提出智能电表必须满足《智能电能表信息交换安全认证技术规范》，实现营销业务中用电的预付费、阶梯电价、费率电价等功能【1-2】。
2 系统设计方案
2.1系统框架图（见图1）
2.2系统流程
在电力公司安装售电主站软件，每个自然村安装售电工作站，通过3G无线VPN专用网络通讯。系统流程如下：
图1 系统框架图
1）售电时操作员在工作站的售电机中插入用户购电卡，工作站读取购电卡数据时经售电机中PSAM卡解密后向售电主站软件发送查询请求。2）售电主站根据购电卡信息查询用户基本信息、购电记录、控制信息等参数，查询完成后下发给工作站，工作站操作界面显示用户基本信息、购电记录、控制信息等参数。3）操作员输入购电金额点击写卡按钮后工作站向售电主站发送购电请求，售电主站根据用户信息、购电金额进行逻辑运算后向工作站返回写卡字符串，工作站接收写卡字符串经PSAM卡加密后写入购电卡。4）工作站向购电卡中写入购电信息后向售电主站发送写卡完成请求，售电主站返回接收正确，工作站打印购电收据。
3 系统主要特点
1） 本售电系统不同于传统的售电系统，它适应国家智能电网的发展，采用了无线3G VPN专网SSL加密通讯方式，3G无线通讯方式通讯速率高，满足了设备通讯标准进行在线售电的要求，VPN专网SSL加密方式保证了无线通讯过程中系统的安全性，系统能提供完善的接口，与其他系统的集成也能满足智能电网的要求【3】。
2）系统采用WEB信息发布功能，通过CORBA组件技术搭建分布式数据总线， WEB信息发布系统符合电网二次安全防护的要求，在售电主站系统同工作站之间采用防火墙进行安全隔离，用于内外数据的通讯，传送缴费数据、历史数据、报警信息等。
3）系统售电工作站安装在自然村里，具有操作简单方便的特性，解决了居民在本地即可完成购电的需求。
4）系统采用SM1的加密算法，在售电客户端操作的读卡、写卡以及电表的插卡读卡中都需要密钥进行加密和解密，区别于传统的售电模式——购电卡在售电操作、电表交互中写入明文，缺少安全防范措施，因此增强了系统的安全性【4-5】。
5）具有完善的安全防范措施，包括对外部攻击的有效防范、完善的内部安全保障机制等。
4 系统建设意义
本系统建设实施后，将实现供电部门、电力用户共赢的目的。
对于电力用户而言：
1）不用跑到乡镇，在家门口便可缴纳电费；2）缴费时间宽松，非上班时间也可进行缴纳电费；3）实现大面积分散缴费，免去到营业厅排队等候的麻烦；4）缴费有电费收据，保证了电力用户的权益。
对于供电部门而言：
1）拓展用户的缴费渠道，给广大用户提供优质、方便、快捷的电费缴费服务，解决了供电部门电费回收困难的老问题；2）降低电力营销部门的工作强度，提高生产效率；3）提高了电费的回收率，杜绝了恶意欠费情况的发生；4）为电力营销系统的自动化提供有力技术保证，将大幅度提高管理水平；5）服务理念的创新，将服务贴近用户，从乡镇直接延伸到各个村庄；6）改善服务质量，提高客户满意度，提升企业形象【6】。
5 结束语
本系统的建设进一步加强了农网中售电系统的技术水平，解决了农网售电中电力部门电费回收困难的问题，符合国网公司提出的“建设坚强智能电网”的要求【7】，为落实国网公司“三集五大”发展战略提供基础保障，能够更好的为国家电力服务。
［1］ 徐丽华.电力用户用电信息采集系统的建设和实现［D］.上海:复旦大学硕士学位论文，2010.
［2］ 陈新贺，宋伟，陆莹.互动化营业厅信息集成需求分析及数据建模［J］.电力系统自动化， 2013，37（7）:77-81 .
［3］ 翟章.电力通信主要传输方式的应用分析［J］.电力系统通信，2006，27（164）:61-63.
［4］ 宇文肖娣.电力用户用电信息采集系统的研究与应用［D］.保定:华北电力大学硕士学位论文，2011.
［5］ 宋思扬.电力营销中电力用户用电信息采集系统建设研究［D］.北京:华北电力大学硕士学位论文，2011.
［6］ 李同智.灵活互动智能用电的技术内涵及发展方向［J］.电力系统自动化，2012，36（2）:11-17.
［7］ 国家电网公司， 2020年建成统一的“坚强智能电网”.
