防竊電預(yù)警分析應(yīng)用實(shí)施

張耀，趙猛，張琛馨，楊青

（1.國網(wǎng)天津市電力公司信息通信公司，天津，300010；2.中國網(wǎng)絡(luò)信通有限公司，天津，300010）

0　引言

長期以來，一些單位特別是私營企業(yè)，將盜竊電能作為獲利手段，采取各種方法不計(jì)或者少計(jì)電量，以達(dá)到不交或者少交電費(fèi)的目的，造成國家電能大量流失，損失驚人。這嚴(yán)重?fù)p 害了供電企業(yè)的合法權(quán)益，擾亂了正常的供用電秩序，嚴(yán)重影響了電力事業(yè)的發(fā)展，而且給 安全用電帶來嚴(yán)重威脅。但隨著竊電技術(shù)智能化的不斷升級(jí)，竊電主體由原來的居民用戶向企業(yè)、由生活向經(jīng)營、由供電企業(yè)外部到內(nèi)部相勾結(jié)的發(fā)展，甚至還出現(xiàn)了一批專門研究電 能計(jì)量裝置的“能人”，使得竊電現(xiàn)象依然得不到有效遏制。

1　功能設(shè)計(jì)

1.1　采集終端和電能表事件篩選

對(duì)于采集終端和電能表生成的事件進(jìn)行無效事件篩選與過濾。

（1）同1條事件重復(fù)上報(bào)，事件內(nèi)容包括時(shí)間均完全相同，只按第1條進(jìn)行主站智能診斷，其余事件不參與主站智能診斷。

（2）剔除內(nèi)容不符合通信協(xié)議格式要求的事件，包括數(shù)據(jù)亂碼及應(yīng)填數(shù)據(jù)為空的情況。

（3）剔除內(nèi)容明顯有誤的事件，包括事件時(shí)間早于設(shè)備安裝時(shí)間及事件時(shí)間晚于當(dāng)前時(shí)間的情況。

1.2　采集終端和電能表采集數(shù)據(jù)篩選

對(duì)于采集終端和電能表上報(bào)的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)過濾篩選。

（1）正/反向有功總功率乘倍率的數(shù)值大于用戶合同容量的K倍，屬于異常數(shù)據(jù)。

（2）日凍結(jié)正/反向電能示值計(jì)算得到的電量，大于用戶日最大用電量（合同容量×24h）的K倍，屬于異常數(shù)據(jù)。

（3）月凍結(jié)正/反向電能示值計(jì)算得到的電量，大于用戶月最大用電量（合同容量×24h×30天）的K倍，屬于異常數(shù)據(jù)。

（4）日/月凍結(jié)最大需量乘倍率的數(shù)值大于用戶合同容量的K倍，屬于異常數(shù)據(jù)。

（5）二次側(cè)電壓值大于二次側(cè)額定電壓值的K倍，屬于異常數(shù)據(jù)。

以上K值可結(jié)合業(yè)務(wù)支持靈活配置。

1.3　單一異常分析

基于采集終端事件和用電數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，建立異常分析模型進(jìn)行異常分析。主要涉及的異常包括失壓斷相分析、電量差動(dòng)分析、電量波動(dòng)分析、功率差動(dòng)分析、電能表停走分析、電能表開蓋或計(jì)量門開閉分析、CT回路異常分析、電流失流、恒定磁場干擾、線損分析等智能診斷分析模型。

失壓斷相分析：失壓斷相分析主要針對(duì)高壓用戶的采集終端或者電能表上報(bào)的電壓斷相事件、電壓曲線信息對(duì)失壓斷相行為進(jìn)行分析、判斷，統(tǒng)計(jì)分析終端電壓值、斷相比例、異常時(shí)間、異常持續(xù)時(shí)間等信息。

電量差動(dòng)分析：利用采集到的電量數(shù)據(jù)，按照一定的差動(dòng)時(shí)間間隔（天）與不同的電量差動(dòng)模型對(duì)差動(dòng)進(jìn)行分析，即二個(gè)不同回路的電量有較大偏差，分析計(jì)量回路和比對(duì)回路（如交采回路）同時(shí)段的電量差值，如果電量差值超設(shè)定的閾值，進(jìn)而判斷用戶是否有竊電嫌疑。

電量波動(dòng)分析：將用戶的用電時(shí)間以天為維度分為普通日和特殊日（節(jié)假日、停電檢查日、用戶休息日等），分別總結(jié)用戶用電規(guī)律，并將用戶本月用電量與用戶上月或去年的用電量進(jìn)行比對(duì)，然后評(píng)估用戶每月用電量的波動(dòng)情況。當(dāng)波動(dòng)大于設(shè)定的閾值時(shí)，認(rèn)為該用戶有竊電的可能性，并根據(jù)波動(dòng)程度計(jì)算竊電可能性的大小。

功率差動(dòng)分析：高壓用戶按照一定的差動(dòng)時(shí)間間隔（小時(shí)或天），使用不同的負(fù)荷差動(dòng)模型對(duì)差動(dòng)進(jìn)行分析。根據(jù)終端負(fù)荷、電能表總負(fù)荷以及差動(dòng)模型獲得總負(fù)荷差值、負(fù)荷差動(dòng)率、負(fù)荷差動(dòng)閥值信息，判斷是否達(dá)標(biāo)。當(dāng)波動(dòng)大于設(shè)定的閾值時(shí)，認(rèn)為該用戶有竊電的可能性，并根據(jù)波動(dòng)程度計(jì)算竊電可能性的大小。

電能表停走分析：針對(duì)高壓用戶的電量數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)，判斷高壓用戶是否存在用戶用電的情況下，但電能表出現(xiàn)停止走字現(xiàn)象，表現(xiàn)為電能量曲線中某時(shí)點(diǎn)電能量為0，且對(duì)應(yīng)時(shí)點(diǎn)的任意相電流大于0.1A。以上異常現(xiàn)象在單日數(shù)據(jù)中出現(xiàn)連續(xù)3個(gè)時(shí)點(diǎn)且累計(jì)出現(xiàn)超出12次，則該用戶存在竊電嫌疑。

電能表開蓋或計(jì)量門開閉分析：通過采集系統(tǒng)獲取電能表狀態(tài)字，判斷：電能表開蓋時(shí)間與電能表安裝時(shí)間差值大于時(shí)間閾值。排除正常電能表開蓋，例如初次安裝、檢定和正常工單的情況；排除開蓋時(shí)間邏輯錯(cuò)誤的情況，則產(chǎn)生異常。

電流失流：電流不平衡分析主要根據(jù)高壓用戶的電流曲線進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)并判斷用戶是否出現(xiàn)電流失流或者電流不平衡度超限情況

恒定磁場干擾：通過分析現(xiàn)場采集終端上報(bào)的磁場異常事件，分析用戶是否出現(xiàn)磁場干擾異常。

線損分析：使用線路線損及臺(tái)區(qū)線損數(shù)據(jù)，輔助開展竊電嫌疑用戶分析。通過將線損異常（超出閾值）期間的用戶電量與線損正常期間的用戶電量進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)并統(tǒng)計(jì)線損異常區(qū)域中的電量突減用戶。

電能表分流分析：針對(duì)在電表內(nèi)部或外部采用并聯(lián)小電阻將火線電流分流，而使進(jìn)入計(jì)量元件的電流變小從而達(dá)到竊電的現(xiàn)象。通過采集電表內(nèi)檢測的火線電流（L）值和零線電流（N）出現(xiàn)差異，分析客戶是否存在竊電行為（考慮電能表本身采集元件有異常，建議收集L值小于N值50%的進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析）。

1.4　防竊電綜合分析

用電信息采集系統(tǒng)中的各類異常事件和竊電行為以及竊電行為的種類存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，基于防竊電單一異常分析結(jié)果，結(jié)合各類異常分析模型的權(quán)值、不同模型間關(guān)聯(lián)關(guān)系以及關(guān)聯(lián)分析算法進(jìn)行綜合判斷及分析，挖掘疑似竊電用戶。

2　場景技術(shù)實(shí)現(xiàn)

2.1　功能設(shè)計(jì)

（1）全市防竊電預(yù)警分析應(yīng)用實(shí)施結(jié)果總覽

全市疑似竊電用戶分布情況展現(xiàn)用于展示某個(gè)時(shí)間段內(nèi)全市下各單位疑似竊電用戶分布情況（包含重要關(guān)注用戶數(shù)量、異常用戶數(shù)量、持續(xù)關(guān)注用戶數(shù)量），不同的疑似竊電用戶數(shù)量級(jí)用不同的顏色進(jìn)行標(biāo)注；全市異常信息統(tǒng)計(jì)結(jié)果展現(xiàn)用于展示某個(gè)時(shí)間段內(nèi)全市下各單位不同異常等級(jí)的異常數(shù)量、不同異常類型的異常數(shù)量。且異常明細(xì)情況都支持EXCEL文件導(dǎo)出。

（2）區(qū)縣防竊電預(yù)警分析應(yīng)用實(shí)施結(jié)果展示

區(qū)縣疑似竊電用戶分布情況用于展示該區(qū)縣不同異常類型的異常數(shù)量，區(qū)縣異常信息統(tǒng)計(jì)結(jié)果展現(xiàn)用于展示該區(qū)縣所有疑似竊電用戶基本信息，且異常明細(xì)情況都支持EXCEL文件導(dǎo)出。

2.2　數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)

圖1　數(shù)據(jù)模型圖

3　結(jié)語

隨著我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國電力系統(tǒng)的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，針對(duì)傳統(tǒng)的防竊電方法在使用中存在的弊端，本文主要介紹了采用大數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)技術(shù)，從而降低竊電行為的發(fā)生概率，保證電力企業(yè)效益不受損失。