淺談信息應(yīng)用用電監(jiān)察技術(shù)工作的探討

郭延澤 國網(wǎng)山東寧陽縣供電公司

淺談信息應(yīng)用用電監(jiān)察技術(shù)工作的探討

郭延澤 國網(wǎng)山東寧陽縣供電公司

電能是一種重要的能源，與人們的日常生產(chǎn)和生活息息相關(guān)，一些管理上的突出問題引起人們越來越高的重視。竊電不僅會造成電力企業(yè)經(jīng)濟上的損失，還有可能引發(fā)一些電力故障或事故，甚至可能危及人們的生命安全。所以，采取合適的用電監(jiān)察技術(shù)顯得極為必要。本文就信息應(yīng)用用電監(jiān)察技術(shù)工作展開討論。

數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù) 研究與應(yīng)用

引言

隨著信息技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化已經(jīng)在多個領(lǐng)域得到推廣和應(yīng)用。本文探討了基于移動網(wǎng)絡(luò)終端的數(shù)字化用電監(jiān)察平臺的研究與應(yīng)用，以提高用電監(jiān)察的可靠性和有效性，并減輕相關(guān)工作人員的勞動強度。

一、用電監(jiān)察技術(shù)的必要性

用電監(jiān)察技術(shù)是電力企業(yè)與用戶建立聯(lián)系的重要紐帶。供用電業(yè)務(wù)包含的信息量豐富，包括用戶檔案、電費管理、供用電合同等。供用電業(yè)務(wù)具有明顯的周期性，相關(guān)操作必須在一定的時間內(nèi)完成。整個業(yè)務(wù)從受理用戶申請、施工到立戶以及后續(xù)電費的計算與收取，一系列的作業(yè)僅靠人工完成不僅勞動強度大，耗時較長，而且易出錯，信息透明度低，管理起來也更加困難。高效科學(xué)的用電監(jiān)察管理不僅是保證電力企業(yè)經(jīng)濟效益的需求，也是保證供用電雙方交易公平，維護用戶合法權(quán)益的要求，同時還是規(guī)范和約束用戶用電行為，保障用戶人身安全和維護電網(wǎng)供電穩(wěn)定性的重要手段。

二、數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)

（一）數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)功能

數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)就是充分利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)構(gòu)建一個數(shù)字化平臺，通過錄入客戶的基本信息、電能表信息、電費結(jié)算結(jié)果、繳費記錄和欠費信息，對整個用電業(yè)務(wù)過程中的合同協(xié)議、進網(wǎng)作業(yè)、現(xiàn)場信息采集、系統(tǒng)維護和位置竊電等進行管理，并且還具備即時通信和集抄數(shù)據(jù)管理功能。此外，數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)還可以為工作人員提供實時綜合信息查看入口，以對電網(wǎng)的運行狀態(tài)和客戶的用電情況進行全面的了解。

（二）數(shù)字化用電監(jiān)察系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)字化用電監(jiān)察系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)組建模式和系統(tǒng)具體功能的實現(xiàn)技術(shù)等。常見的網(wǎng)絡(luò)組建模式包括批處理模式、客戶端/服務(wù)器模式和B/S模式等。客戶端/服務(wù)器模式的通信機理是客戶端向服務(wù)器發(fā)送遠(yuǎn)程調(diào)用申請，然后有服務(wù)器進行搜索并將結(jié)果反饋的形式。B/S模式是則是由瀏覽器、數(shù)據(jù)庫和Web服務(wù)器組成的三層通信模式。為了適應(yīng)數(shù)字化用電監(jiān)察系統(tǒng)的實際功能要求，在構(gòu)建數(shù)字化用電監(jiān)察平臺時應(yīng)綜合選擇客戶端/服務(wù)器模式和B/S模式。整個用電監(jiān)察系統(tǒng)采用集中式管理，基于電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組建無線局域網(wǎng)。將電力系統(tǒng)中的電腦和移動終端統(tǒng)一接入數(shù)字化用電監(jiān)察系統(tǒng)的中心服務(wù)器，以構(gòu)建一個全面立體的數(shù)字化用電監(jiān)察系統(tǒng)。

三、幾種常見的竊電方法和計電表的異常

為了減少電能表的計量甚至不計量，人們采取了各種各樣的手段進行竊電。以下幾種竊電的方法主要被竊電者所使用：

1.失壓竊電；2.欠壓竊電；3.CT短接；4.CT開路；5.電流分流；6.相序錯接線；7.極性錯接線。

電能表計量的異常是指在電能表工作過程中，由于各種人為或自然因素的影響電量計量表所測得電量與實際的用電量不同。比較和分析正常計量和異常計量電能表所感應(yīng)的電功率、計量電量和脈沖等的變化，就可以得到啟示，即可以用這些變化構(gòu)筑判據(jù)，實現(xiàn)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)防竊電的功能。

四、電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的防竊電新技術(shù)

（一）防竊電硬件電路的定義和原理

1.電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的定義

使用新技術(shù)將防竊電設(shè)備進行了智能化設(shè)計，新型防竊電系統(tǒng)可以看作功能電路。將電力負(fù)荷管理系統(tǒng)防竊電硬件和控制算法結(jié)合起來組成一個模塊，在負(fù)荷控制終端的內(nèi)部將組合模塊導(dǎo)入，使設(shè)備外部的接口和形狀保持不變。雖然從外觀上基本上保留了原來的防竊電的功能防竊電設(shè)備的外部形狀。但是，新型的防竊電設(shè)備能夠檢測和監(jiān)測到電量計量回路中的Ta短路、開路等竊電現(xiàn)象。

2.電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的原理

任何形式的對Ta進行的竊電形式，其本質(zhì)上都是通過改變了Ta的電路來實現(xiàn)的。其已經(jīng)越過了計量表，使電量計量設(shè)備的外部電阻改變了。精確的識別Ta正常、短路、開路下電量表的外部電阻的改變是辨別竊電方式的要點。因此首先對負(fù)荷管理系統(tǒng)的電流計量回路進行了設(shè)計和改進，使防竊電終端中的采樣交流信號源發(fā)射檢方波信號與Ta相連接。通過計量設(shè)備監(jiān)測的阻抗變化的特性實時監(jiān)測Ta正常、開路、短路的方波信號（以60khz為例）。檢測原理示意圖如圖1所示。

圖1 Ta回路檢測原理示意圖

方波信號的頻率的選擇是非常重要的因素。如果方波信號的頻率太低就會對感抗的靈敏度不夠，還會對回路工作信號帶來干擾，從而影響的電能表的精確度。在正常和開路狀態(tài)下如果頻率太高會使Ta的阻抗變得很大，不能準(zhǔn)確的識別。所以檢測信號選用60khz的正弦波。利用防竊電設(shè)備向Ta傳輸一些高頻率方波信號從而得到Ta電壓的幅值。不一樣竊電方法處理器采集信號的幅值也會不一樣。

信號的輸出接口和電阻、電容串接后接到Ta的K1端，Ta公共端G與方波信號回路G0端連接在一起，A、B、C分別為U、V、W三相Ta方波信號幅值測試點，ZU、ZV、ZW表示Ta二次回路表計的負(fù)載阻抗?；芈氛９ぷ鲿r，從A、B、C點上測試出來的方波幅值在正常的允許范圍內(nèi)，終端不會判斷為開、短路故障狀態(tài)。

如果Ta回路任意相開路，由于開路造成的檢測回路電氣參數(shù)的改變，也造成了原來工作狀態(tài)的改變，從A、B、C點上測試出來的方波幅值比原來的正常值大0.6V以上，就能識別Ta處于開路狀態(tài)，從而將判斷的信號傳輸?shù)叫盘柌杉碗娏勘O(jiān)測控制室。

如果Ta回路任意相短路，由于開路造成的檢測回路電氣參數(shù)的改變，也造成了原來工作狀態(tài)的改變。從A點、B點、C點分別傳輸出來的方波幅值在0.6V以下，就能識別Ta處于短路狀態(tài)，從而將判斷的信號傳輸?shù)叫盘柌杉碗娏勘O(jiān)測控制室。

（二）檢測算法

通過分析Ta二次分流狀態(tài)的實驗數(shù)據(jù)?？梢缘贸?，如果分流電阻比設(shè)定值小，就可以根據(jù)調(diào)節(jié)開路、短路判斷值判斷為短路狀態(tài)。如果分流電阻比設(shè)定值大，使分流電量逐漸變?nèi)?，這樣就可以減少竊電量。檢測Ta開路、短路的手段能夠快速的識別出變比在500A/4A及以下的TA短路開路事故，而且能夠進行算法檢測，還能夠?qū)ψ儽仍?00A/4A至1600A/4A竊電行為進行檢測。即可準(zhǔn)確的檢測出這一類的TA異常短路和開路故障，以便達(dá)到滿意的量程。

（三）上報流程

根據(jù)上述的原理，電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的防竊電功能監(jiān)測到竊電行為后，將信號傳輸給主控制室。其流程示意圖如圖2所示，負(fù)荷管理系統(tǒng)中嵌入的防竊電設(shè)備將檢測到的計量回路Ta短路、開路情況可以利用負(fù)荷管理系統(tǒng)的信號輸出口傳輸給主控制室。

五、防竊電功能的優(yōu)點

（1）能夠自動收集、處理數(shù)據(jù)，并且可以和以往數(shù)據(jù)進行對比。這樣有助于準(zhǔn)確檢測到計量表的異常，和傳統(tǒng)的防竊電方法相比較可以進行實時檢測和監(jiān)視。在用電過程中實時檢測不僅有助于及時發(fā)現(xiàn)竊電現(xiàn)象，而且可以提供竊電者竊電時的證據(jù)。

（2）無線通信的廣泛應(yīng)用，可以將每個用戶的用電情況進行監(jiān)視。設(shè)計負(fù)荷管理系統(tǒng)時，系統(tǒng)的檢測周期小于十分鐘。所以開啟檢測功能時，能夠做到檢測一次所有用戶的用電情況所用的時間是十分鐘。與傳統(tǒng)的手段相比較，電力負(fù)荷管理系統(tǒng)更加重視數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)的比較，重視高科技的使用，所以它有更高的科技含量。

六、目前要重視的問題

（1）轉(zhuǎn)換觀念，跳出負(fù)荷控制的傳統(tǒng)模式。用電管理智能化主要依賴于負(fù)荷管理系統(tǒng)的建設(shè)。

（2）要使負(fù)荷管理系統(tǒng)應(yīng)用于防竊電更加完善。對于抄表、購電、催費等負(fù)荷管理系統(tǒng)的新作用也會日益趨于規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，由于沒有規(guī)范化的操作方法，應(yīng)予以充分的重視。

（3）由于經(jīng)濟利益的驅(qū)動，未來的反竊電工作會越來越艱巨，因為竊電的技術(shù)越來越先進和高明。技術(shù)先進的負(fù)荷管理系統(tǒng)，在未來的防竊電中會越來越重要。

為了保證電力企業(yè)和客戶的重要信息不被泄漏，有必要加強數(shù)字化用電監(jiān)察系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全防護措施。在采取常見的防火墻、殺毒軟件的基礎(chǔ)上，數(shù)字化用電監(jiān)察系統(tǒng)還采用了RAS算法對數(shù)據(jù)進行了加密處理，以提高系統(tǒng)的安全性。

七、電力企業(yè)推行數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)的措施

盡管數(shù)字化用電監(jiān)察技具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，但目前在電力企業(yè)中的應(yīng)用尚在起步階段。電力企業(yè)的客戶數(shù)目眾多，幾乎涵蓋了絕大部分公民、企業(yè)和單位。在電力企業(yè)中引進新技術(shù)必然會對這些客戶產(chǎn)生不同程度的影響，且電力系統(tǒng)對于安全性和穩(wěn)定性都有著較高的要求。所以，在電力企業(yè)中推行數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)首先要得到領(lǐng)導(dǎo)階層的支持。其次，推行該技術(shù)還應(yīng)該努力爭取電力企業(yè)員工的理解和支持。

八、結(jié)束語

目前數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)已經(jīng)有成功應(yīng)用的案例。隨著我國電網(wǎng)智能化、數(shù)字化程度的不斷提高，數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)為構(gòu)建國網(wǎng)智能用電稽查系統(tǒng)提供了新的思路。數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)在提高企業(yè)管理效率和經(jīng)濟效益，減輕工作人員勞動強度等方面體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，在各電力企業(yè)中推行數(shù)字化用電監(jiān)察技術(shù)有著良好的發(fā)展前景。