0 引言

随着“互联网+”技术的发展及智能电网建设的不断推进，内蒙古电力（集团）有限责任公司为满足客户多样化缴费方式的需求，推出线上缴费业务，电力用户可通过微信、支付宝等网络平台进行电费缴纳^[1]。该业务既为客户带来方便，也极大缓解了供电营业厅的工作压力，但在电费远程充值的过程中经常出现问题致使充值失败，电费未能及时写入电能表造成用户停电。由远程充值失败引起的客户投诉次数居高不下，成为公司迫切需要解决的一大难题。本文通过分析电费远程充值流程，找出充值失败的原因并制订相应对策，有效解决了上述问题。

1 电费远程充值原理及流程

电费远程充值是基于本地费控智能电能表开发的1种新型缴费方式，本地费控是指用户预先将电费充入表中，智能电能表根据表内设置的电价及用户的用电量自行扣减预先充入的电费。当电费余额不足时，电能表会发出报警；当余额为零时，电能表内置的继电装置会切断电源，从而实现对用户的用电控制。本地费控智能电能表与外界沟通的方式主要有两种：一是通过CPU卡、射频卡等固态介质，用户可在供电营业厅将相应的用电身份信息和缴费信息写入卡中，然后将卡插入电能表中完成表内信息的更新；二是通过虚拟介质将信息远程下发到电能表中，完成开户或充值业务。

电费远程充值流程如图 1所示。由图 1可以看出，电费远程充值主要经历缴费和下发2个环节。在缴费环节，客户通过不同渠道缴费后统一将请求发送至营销业务系统，营销业务系统完成记账后生成电费远程充值任务工单，并推送至用电信息采集系统^[2]。在下发环节，用电信息采集系统根据任务工单内容将充值命令远程下发至终端，再由终端下发至电能表，并将下发结果返回用电信息采集系统。

通过分析远程充值任务失败的返回结果可以看出，“终端与电能表之间通信异常”“电能表返回失败”等造成充值失败的因素主要集中在下发环节，例如表 1为某供电所1周内远程充值任务失败的返回结果统计。因此分析远程充值下发流程中存在的问题并提出相应对策，可有效提升远程充值成功率。

2 电费远程下发流程

用电信息采集系统连接主站、终端和电能表的通信信道由远程和本地通信网络组成^[3]，其中系统主站与终端之间主要通过远程通信网络GPRS公网连接，终端与电能表之间通过电力载波线路构成的本地通信网络连接，如图 2所示。

电费远程下发主要包括身份认证、电费写入前余额和购电次数召测、电费写入以及电费写入后余额和购电次数召测4个步骤，实质上是数据包通过通信网络在主站、终端和电能表之间相互传递，整个下发过程中的报文交互过程如图 3所示^[4]。其中在电费写入过程需要验证购电次数，效验规则如表 2所示，只有当购电次数效验成功，才能进行后续流程。

从图 3可以看出，电费下发过程包括8个报文交互过程，只有每个过程都成功，电费下发才能完成。电费远程下发是以集抄功能为基础的，数据召测的成功与否直接影响电费下发结果。但集抄率并不等于充值成功率，因为电费远程下发的每一次通信是实时的，而集抄率是反映日冻结数据在2 d内成功召测的情况，因此考虑集抄率及电费下发过程，可将电费远程下发成功率定义为：

(1)

式中N_ic —集抄率，%；

X_xt —系统异常概率，%；

Y_sf —身份认证失败概率，%；

Y_xf —购电次数及余额效验出错概率，%；

T_vc —远程通信短时异常概率，%；

T_bd —本地通信异常概率，%。

如果不考虑微信、支付宝等第三方软件平台对电费远程充值的影响，则电费远程下发成功率即为电费远程充值成功率。

3 电费远程充值失败的原因及解决方法 3.1 电费远程充值成功率指标计算

为排除集抄对远程充值的影响，分析下发流程存在的问题，选取5个集抄率为100%的台区进行研究。由于台区的集抄率为100%，且电费远程下发规则为一定时间内下发多次，因此不用考虑集抄率和远程短时通信异常对电费远程充值成功率的影响，公式（1）可简化为：

(2)

3.2 充值失败原因

对上述5个台区的远程充值任务进行为期1个月的跟踪，这些台区的远程充值成功率只有73.2%~ 80.7%，通过对远程充值的返回结果进行分析，并结合式（2），总结出造成电费远程充值失败的原因有：

（1）系统异常导致用电信息系统接收不到充值任务工单，或在接收到充值任务工单后不自动下发^[5-7]。

（2）对于部分新装或轮换的电能表，由于秘钥及开户信息没有下发至表内使得身份认证失败。

（3）上次充值失败后，再进行充值时不满足购电次数效验规则。

（4）由于终端与电能表之间通信距离远且线路复杂，造成终端与电能表的报文互换超过主站规定的时间^[8]。

3.3 解决措施

根据以上问题结合当前实际情况，制订以下解决措施。

（1）在营销业务系统中增加电费充值任务补发功能，完善用电信息采集系统充值任务工单自动下发功能，并增加手动下发功能。

（2）确保新装或轮换的电能表及时安装到位并保证电能表通电，使相应的充值任务工单完成后开户信息能及时下发至表内；对于秘钥未下发的电能表一经发现立即进行现场下发。

（3）利用购电卡对电费远程充值失败的用户进行现场下发，及时处理充值失败任务，以免影响后续充值。

（4）升级终端并将Ⅳ代载波更换为Ⅴ代载波，提高终端与电能表之间的通信速率。对于线路较远的用户可在终端与电能表之间加装中继器来完成通信，同时延长主站接收终端报文的时间^[9]。

以上措施实施后，上述5个台区的电费远程充值成功率比以前明显提高，如表 3所示。

4 结束语

电费远程充值成功率的提高，不仅提升了用户充值缴费体验、减少了供电营业所工作量，而且进一步优化了用电信息采集系统功能，可为实现用户侧管理、配电网自动化等功能提供保障。