智能反竊電數(shù)據(jù)采集技術(shù)與應(yīng)用分析

張玉梅

摘 要：電能是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡闹匾茉矗ＷC正常的供電秩序和線路安全是維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定和促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。在電力行業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，竊電技術(shù)也呈現(xiàn)出專業(yè)化、信息化的趨勢，給反竊電工作帶來了一定的困難，也給電力企業(yè)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，電力企業(yè)必須要借助于現(xiàn)代信息技術(shù)，依托大數(shù)據(jù)分析和云計(jì)算方式，通過應(yīng)用智能反竊電數(shù)據(jù)采集，來提高企業(yè)的反竊電工作水平，維護(hù)自身的合法權(quán)益。

關(guān)鍵詞：電力企業(yè)；智能反竊電；數(shù)據(jù)采集；應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）20-0041-02

引言

反竊電一直是電力企業(yè)管理工作中的重要組成部分，但是以往的反竊電工作往往以人工排查為主，具有明顯的滯后性，不能很好的打擊竊電行為。近年來，隨著數(shù)字通信技術(shù)、電子信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟發(fā)展，為建立新一代的智能反竊電處理系統(tǒng)提供了必要的技術(shù)支持。文章指出了常見的竊電手段和傳統(tǒng)反竊電技術(shù)中存在的不足，隨后對(duì)智能反竊電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理、系統(tǒng)組成進(jìn)行了簡單分析，最后結(jié)合某實(shí)際案例，對(duì)具體的應(yīng)用和取得成效進(jìn)行了說明。

1 竊電方式和傳統(tǒng)反竊電技術(shù)

1.1 常見的竊電手段

竊電，即通過非法手段無償獲得電能?？傮w來說，竊電的手段主要分類2種：一種是基于計(jì)量裝置的竊電方式，不法分子通過改變計(jì)量參數(shù)，或是篡改電能表的軟件程序等手段，使得電能表少計(jì)量或不計(jì)量，從而到達(dá)竊電的目的。由于這種竊電手段比較隱蔽，因此逐漸成為現(xiàn)階段竊電中較為常用的手段；另一種是基于供配電線路的竊電方式。部分電力用戶人為破壞輸電線路的絕緣外套，并在輸電線路上直接搭接電源。在這種情況下，這部分電力用戶不需要承擔(dān)電能使用的費(fèi)用，從而達(dá)到免費(fèi)使用電力能源的目的。這種竊電方式由于破壞了原有的線路結(jié)構(gòu)，增加了線路短路和受損的概率。隨著近年來打擊和排查力度的增加，這種竊電方式逐漸減少。

1.2 傳統(tǒng)反竊電技術(shù)

竊電不僅影響電力用戶的正常用電需要，而且給電力企業(yè)造成了嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。電力企業(yè)在反竊電方面也采用了多種技術(shù)手段，其中較為常用的有以下幾種：（1）用電表箱將多個(gè)用戶的電表進(jìn)行集中管理，并對(duì)電表箱進(jìn)行加鎖，除了相關(guān)工作人員，用戶無法直接打開和接觸電能表。這種方式在城市或人口密集的鄉(xiāng)鎮(zhèn)具有較強(qiáng)的實(shí)用性，但是在一些人口稀疏、分散居住的村落內(nèi)則遇到較大的實(shí)行困難；（2）推廣使用具備止逆功能的電能表。為了防止部分電力用戶自行回調(diào)電能表數(shù)據(jù)，部分地區(qū)推廣使用具備止逆功能的電能表，取得了一定的反竊電效果；（3）加強(qiáng)對(duì)計(jì)量裝置的管理。利用全封閉的計(jì)量箱代替半開放式計(jì)量箱，并在箱門處加蓋封印。對(duì)計(jì)量箱進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)處理，不定期進(jìn)行檢查。上述傳統(tǒng)反竊電技術(shù)雖然也能夠起到一定的反竊電效果，但是具有一定的應(yīng)用局限性。

2 智能反竊電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理

通過采集和分析用戶的基本用電信息，將這些信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)輸入到專門的分析軟件中，建立反竊電智能診斷模型。同時(shí)，為電網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的每位用戶建立一個(gè)電子檔案，檔案中包含對(duì)該電力用戶用電負(fù)荷、電壓電流等數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)。動(dòng)態(tài)檢測電力用戶的用電數(shù)據(jù)信息，并通過橫向和縱向比對(duì)，結(jié)合對(duì)計(jì)量裝置實(shí)時(shí)檢測，可以全面掌握電力用戶的用電行為，并對(duì)竊電行為有一個(gè)大體的判斷，進(jìn)一步縮小了排查范圍。為了進(jìn)一步確定竊電行為，還可以在變壓器的內(nèi)側(cè)安裝一個(gè)電壓傳感器，然后借助于無線控制，收集該用戶一次側(cè)、二次側(cè)數(shù)據(jù)并進(jìn)行差動(dòng)分析。至此，利用智能反竊電數(shù)據(jù)采集技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力用戶用電信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，為收集竊電證據(jù)提供了必要的技術(shù)支持。

2.2 系統(tǒng)的基本組成

（1）電流互感器。電流互感器的功能在于將一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)化為二次側(cè)小電流，這樣一來電流的測量進(jìn)度就會(huì)大大提高，有利于對(duì)電能表用電量的精確監(jiān)測。通常情況下選用開口式的電流互感器，一方面是考慮到開口式互感器在安裝過程中，不需要停電操作，保證了整個(gè)反竊電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的正常工作；另一方面，開口式電流互感器具有較強(qiáng)的隱蔽性，接入電路后不容易被竊電用戶發(fā)現(xiàn)。（2）專用計(jì)量集成電路。利用集成電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模塊化組織系統(tǒng)，不僅能夠有效節(jié)約空間，使得系統(tǒng)向微型化方向發(fā)展，而且提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和測量精度，對(duì)于實(shí)現(xiàn)長期的反竊電數(shù)據(jù)采集提供了必要支持。（3）高精度時(shí)鐘集成電路。時(shí)鐘芯片的作用在于保證用戶電能表的電量和監(jiān)測中心的電量變化相一致，雖然不能完全消除兩者之間的同步誤差，但是可以將誤差控制在5s之內(nèi)，基本上滿足了對(duì)電能監(jiān)測的需要。同時(shí)，將數(shù)據(jù)刷新時(shí)間也設(shè)定為5s，這樣就可以通過不斷的數(shù)據(jù)刷新，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電能變化情況。（4）無線數(shù)據(jù)傳送模塊。由于采用的是數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和實(shí)時(shí)傳輸，因此系統(tǒng)中不需要保留大容量的信息儲(chǔ)存空間?？梢越柚谝苿?dòng)基站，通過無線數(shù)據(jù)的形式來發(fā)送相關(guān)信息。對(duì)于那些信號(hào)較差的地區(qū)，可以安裝高增益的外置天線，保證了電能數(shù)據(jù)信息的隨時(shí)和高速傳送。（5）智能電能表。智能電表的應(yīng)用也是智能反竊電技術(shù)中的重要組成部分。智能電能表應(yīng)至少具備以下幾種功能：一是計(jì)量和存儲(chǔ)功能，要求能夠準(zhǔn)確計(jì)量并存儲(chǔ)12個(gè)月內(nèi)的電能數(shù)據(jù)；二是費(fèi)控功能，當(dāng)剩余金額低于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，能夠自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警，提醒用戶及時(shí)充值，并列入智能反竊電數(shù)據(jù)監(jiān)測名單重點(diǎn)監(jiān)測；三是安全認(rèn)證功能，要保證電力用戶的個(gè)人信息和隱私；四是凍結(jié)功能，對(duì)于不能按照規(guī)定時(shí)間繳費(fèi)的用戶，進(jìn)行電量的凍結(jié)，包括定時(shí)凍結(jié)、整點(diǎn)凍結(jié)等。

3 智能反竊電數(shù)據(jù)采集技術(shù)的應(yīng)用分析

3.1 現(xiàn)場安裝

該裝置有外設(shè)線長為1.2m的3個(gè)開口式電流互感器和4個(gè)電壓夾子。如需對(duì)可疑分支線進(jìn)行測量，只需將裝有智能反竊電數(shù)據(jù)采集器的小箱子掛在分支線分接箱等的邊上，將標(biāo)有A/B/C相序的3個(gè)開口式電流互感器分別按A/B/C相順序夾入分支線，夾入時(shí)還需注意相位關(guān)系，不要夾反了。同時(shí)應(yīng)注意鉗口要閉合，不得有異物進(jìn)入活動(dòng)鉗口。之后再將4個(gè)電壓夾子按標(biāo)記夾住A/B/C/零就可以了。實(shí)際安裝時(shí)，由于操作方法簡單，可以在短時(shí)間內(nèi)就安裝好。

3.2 具體的應(yīng)用流程

智能反竊電數(shù)據(jù)采集器安裝上電后，會(huì)回傳一個(gè)包含時(shí)鐘信息和各相電流、電壓信息的短信，以方便我們判斷采集器是否正常工作和安裝是否到位。如發(fā)現(xiàn)時(shí)鐘誤差較大就需上傳校正短信進(jìn)行調(diào)整，利用短信里面包含的基站發(fā)出的時(shí)鐘信息進(jìn)行校正，最大誤差不會(huì)超過10s，完全滿足電量采集需要。智能反竊電數(shù)據(jù)采集器在每天過零點(diǎn)時(shí)自動(dòng)采集一次上一日的用電量數(shù)據(jù)并保存。在第二天8點(diǎn)后利用短信回傳上一日的各電量信息，這樣我們就可以和這條支線上所有用戶在營銷系統(tǒng)里的總電量進(jìn)行對(duì)比，如有差別就可認(rèn)為存在竊電的嫌疑，連續(xù)一段時(shí)間的觀測一定可以判斷是否存在竊電用戶。如需當(dāng)前的電量信息，我們只需發(fā)出相應(yīng)的短信指令就可以得到分支線路當(dāng)前的電量、電壓、電流等參量，結(jié)合營銷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)就可以分析任意時(shí)段內(nèi)用電信息，這樣有利于分析竊取電量的時(shí)間和其他特性，便于更精準(zhǔn)地找出竊電戶。

3.3 智能反竊電技術(shù)應(yīng)用案例分析

某酒店為10kV轉(zhuǎn)變用戶，變壓器容量為500kVA，該酒店在2013年曾因竊電問題被電力部門查處，并被列入重點(diǎn)監(jiān)管名單。在2015年，該酒店安裝了智能反竊電系統(tǒng)。2016年初，電力部門的管理人員發(fā)現(xiàn)：該酒店在每周一到周五，變壓器一、二側(cè)用電功率曲線重合度較高；而每到周六、周日曲線開始分離，初步判斷該酒店存在竊電行為。隨后，電力企業(yè)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測和排查，并于周六下午進(jìn)行突擊檢查，當(dāng)場發(fā)現(xiàn)并取證該酒店的竊電行為。該酒店私自破壞專用計(jì)量接線盒封印，并通過使計(jì)量表短路的方式，使得電能表在用電高峰期不能正確計(jì)量電能。經(jīng)過此次檢查，該酒店的用電曲線回歸正常，變壓器一、二側(cè)曲線吻合度良好，酒店補(bǔ)繳電費(fèi)1.8萬元。

4 結(jié)束語

竊電不僅會(huì)危害電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全，而且嚴(yán)重?fù)p害了電力用戶和電力企業(yè)的合法權(quán)益。電力企業(yè)在開展反竊電工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)的采用新技術(shù)、新思路，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，提高對(duì)竊電行為的監(jiān)控力度。經(jīng)過大量的實(shí)踐證明，智能反竊電數(shù)據(jù)采集技術(shù)具有快速定位、精確監(jiān)測等應(yīng)用優(yōu)勢，不僅節(jié)省了大量的人力物力，提高竊電追查速度，而且對(duì)潛在的竊電行為也起到了震懾作用，對(duì)于保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行有積極作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮競 .基于Mod-Bus協(xié)議的發(fā)電廠數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述及故障分析[J].通訊世界，2017（04）：131-133.

[2]王義.探究中低壓配電網(wǎng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016（14）：164-165.

[3]甘梁剛，王威，徐嵐.基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的橋梁病害數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集技術(shù)研究[J].交通世界（中旬刊），2017（01）：212-214.

[4]周本華，吳旭光，郭培龍，等.現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集技術(shù)及在智能制造系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2016（06）：33-39.