基于用電信息采集大數(shù)據(jù)的防竊電方法研究

樊麗霞

【摘 ?要】如今竊電行為日益猖獗，竊電手段不斷增多，范圍不斷擴(kuò)大，既擾亂了正常的供電秩序，又影響了供電和電力用戶的安全。因此用電檢查人員需要不斷提高用防竊電的督察和防竊電意識(shí)和技術(shù)水平，采用先進(jìn)的技術(shù)手段防范竊電行為。目前用電信息采集系統(tǒng)已基本實(shí)現(xiàn)了全覆蓋、全采集的目標(biāo)。在不斷進(jìn)行深化應(yīng)用的同時(shí)，也正在逐步拓展更多的功能應(yīng)用。因此通過(guò)挖掘智能電表和用電信息采集系統(tǒng)信息和數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)各電力用戶用電的實(shí)時(shí)功率、電壓、電流、相角、事件記錄等和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，推算出有竊電嫌疑的用戶，分析出嫌疑用戶的竊電方法、竊電規(guī)律和竊電時(shí)段，以便用電稽查人員現(xiàn)場(chǎng)突擊檢查，及時(shí)準(zhǔn)確地查處和制止竊電行為，使防竊電工作更加有效、實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)可靠，從根本上提升防竊電的工作效率。

【關(guān)鍵詞】用電信息采集系統(tǒng);大數(shù)據(jù);反竊電;結(jié)構(gòu)化模型

1 常見(jiàn)的竊電類型及預(yù)防措施

常見(jiàn)的竊電方法主要分為以下幾種：1）改變配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)或直接從表前供電線路接線取電。對(duì)于該類竊電方式可通過(guò)在外露電纜套裝電纜套管、鋼管或采用鋼鎧甲電纜解決。2）改變電表采樣電路結(jié)構(gòu)，斷開(kāi)電壓連片，還有對(duì)表內(nèi)電壓、電流采樣回路進(jìn)行分壓分流，使得電能表處于欠壓、欠流、被移相等方式下少計(jì)電量。防范這類竊電方式的最直接的方法就是將安裝電能表的計(jì)量箱，安裝防撬鎖具，使用戶無(wú)法接觸到電能表。當(dāng)然也可采用防竊電傳感器，當(dāng)計(jì)量箱門(mén)被打開(kāi)時(shí)防竊電傳感器會(huì)自動(dòng)將開(kāi)門(mén)信息發(fā)給相關(guān)工作人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理。3）更改測(cè)量機(jī)構(gòu)擴(kuò)大電能表誤差進(jìn)行竊電。防止該種竊電方式的方法與上相同，也是將計(jì)量箱安裝可靠的鎖具，或采用防竊電傳感器，當(dāng)計(jì)量箱門(mén)被打開(kāi)時(shí)自動(dòng)發(fā)信息給工作人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理。4）采用強(qiáng)干擾源擾亂電能表正常計(jì)量。該方法采用強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)電能表進(jìn)行干擾，使得電能表的計(jì)量計(jì)算、存儲(chǔ)出現(xiàn)混亂或暫停工作的現(xiàn)象，該種方法靈活機(jī)動(dòng)，難以發(fā)現(xiàn)。以上的幾種常見(jiàn)的竊電方式，除第一種表前接電方式外，其余均要打開(kāi)計(jì)量表箱并打開(kāi)電能表蓋才能完成，所以當(dāng)前最主要的防竊電手段就是如何防止竊電分子打開(kāi)計(jì)量箱門(mén)、打開(kāi)電能表。但這些解決措施針對(duì)性不強(qiáng)，屬于事后稽查。往往在稽查人員尚未到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)之前，竊電人員已破壞竊電現(xiàn)場(chǎng)。因此，防竊電不僅要針對(duì)以上竊電方式采取對(duì)應(yīng)的防竊電手段，更需要運(yùn)用高科技方法提高防竊電的實(shí)時(shí)性、可靠性和準(zhǔn)確性。利用用電信息采集系統(tǒng)對(duì)用戶的用電信息進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)異常信息進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，準(zhǔn)確有效地發(fā)現(xiàn)竊電行為，實(shí)現(xiàn)從原來(lái)的撒網(wǎng)式反竊電到精準(zhǔn)定位打擊的轉(zhuǎn)變。

2基于用電信息采集大數(shù)據(jù)防竊電方法

盡管竊電手法多種多樣，然而這些竊電行為都會(huì)在竊電用戶用電量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上反映出來(lái)，特定時(shí)期內(nèi)用戶用電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與用戶的用電習(xí)慣與特征相關(guān)聯(lián)，通過(guò)對(duì)海量的用電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，提取出對(duì)決策者決策有價(jià)值的信息，可發(fā)現(xiàn)其背后隱藏的客觀規(guī)律，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)防竊電目的?；谟秒娦畔⒉杉到y(tǒng)大數(shù)據(jù)的防竊電方法如圖 1 所示。該方法分為四部分：（1）用電信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集;（2）分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ);（3）結(jié)構(gòu)化的防竊電模型;（4）竊電嫌疑預(yù)測(cè)。以下將分別進(jìn)行分析。

2.1 用電信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)

采集用電信息采集系統(tǒng)表示為三層簡(jiǎn)化物理結(jié)構(gòu)。頂層系統(tǒng)主站負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的用電信息采集、數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用，以及與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換等功能，是用電信息采集系統(tǒng)的核心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);第二層是數(shù)據(jù)采集層，其主體為電能信息采集終端與集中器，主要負(fù)責(zé)對(duì)各采集點(diǎn)電參量信息的采集和監(jiān)控;第三層是采集點(diǎn)監(jiān)控設(shè)備層，包括智能電能表等，是電參量信息采集源和監(jiān)控對(duì)象。通過(guò)用電信息采集系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力用戶的“全采集、全覆蓋”，及時(shí)、完整、準(zhǔn)確掌控電力用戶的當(dāng)前數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)等用電信息，為分析竊電行為提供穩(wěn)固的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。用電信息采集系統(tǒng)的主站，根據(jù)監(jiān)測(cè)用戶的電參量數(shù)據(jù)和用電異常監(jiān)測(cè)模型，對(duì)相同的計(jì)量點(diǎn)通過(guò)不同方式采集的電參量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，或者對(duì)同一計(jì)量點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷史電參量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，依據(jù)對(duì)比曲線數(shù)值差距和趨勢(shì)差異，判斷用戶用電是否正常，如果發(fā)現(xiàn)異常，啟動(dòng)異常處理流程，對(duì)此用戶其他的參數(shù)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)竊電嫌疑預(yù)測(cè)模型，將監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析判斷給出“竊電概率系數(shù)”。

2.2用電信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型

用電信息采集系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)按照時(shí)間屬性可分為 l 類數(shù)據(jù)（實(shí)時(shí)和當(dāng)前數(shù)據(jù)）、2 類數(shù)據(jù)（歷史日數(shù)據(jù)和歷史月數(shù)據(jù)）和 3 類數(shù)據(jù)（事件數(shù)據(jù)）。按照數(shù)據(jù)的物理屬性可分為：（1）電能數(shù)據(jù)（總電能量、各費(fèi)率電能量、最大需量等）;（2）交流模擬量（電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)等）;（3）工況數(shù)據(jù)（開(kāi)關(guān)狀態(tài)、終端及計(jì)量設(shè)備工況信息）;（4）電能質(zhì)量越限統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（電壓、功率因數(shù)、諧波等越限統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）;（5）事件記錄數(shù)據(jù)（終端和電能表的事件記錄數(shù)據(jù)）;（6）其他數(shù)據(jù)（預(yù)付費(fèi)信息等）。1 類數(shù)據(jù)主要反映電力用戶當(dāng)前的實(shí)時(shí)用電信息;2 類數(shù)據(jù)具有時(shí)間序列屬性。此類數(shù)據(jù)可提供曲線數(shù)據(jù)，并給出曲線時(shí)間周期，1、2 類數(shù)據(jù)是分析竊電現(xiàn)象的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。3 類數(shù)據(jù)為事件數(shù)據(jù)，記錄事件的詳細(xì)狀態(tài)信息。其中電流回路異常、電壓回路異常、相序異常、有功總電能量差動(dòng)越限事件記錄、電壓越限記錄、電流越限記錄、電能表示度下降、電能量超差等事件詳細(xì)信息可為分析竊電提供綜合判斷依據(jù)。

2.3 分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

目前，用電信息采集系統(tǒng)主機(jī)架構(gòu)采用基于傳統(tǒng)的 IOE 架構(gòu)，采用 IBM 系列主機(jī)及配套存儲(chǔ)與 Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。但這種結(jié)構(gòu)越來(lái)越不適合于海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，因此為了適應(yīng)海量采集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，可采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)（Oracle）和 No SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)（HBase）相結(jié)合的存儲(chǔ)方式，使用 Oracle 存儲(chǔ)全部參量關(guān)系數(shù)據(jù)，而采用具有高可靠性、可伸縮性的海量數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng) HBase，保存系統(tǒng)的海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后轉(zhuǎn)存到 Oracle。采用 HBase 技術(shù)可搭建起大規(guī)模、結(jié)構(gòu)化的存儲(chǔ)集群，同時(shí)采用 Hadoop 的 MapRe-duce 技術(shù)，可對(duì) HBase 分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的計(jì)算和分析。通過(guò)上述方法解決使用 Ora-cle 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行海量數(shù)據(jù)分析的性能問(wèn)題。HDSF（Ha-doop Distributed Filesystem）是一個(gè)分布式文件系統(tǒng)，以流式數(shù)據(jù)訪問(wèn)模式來(lái)存儲(chǔ)超大文件，從而實(shí)現(xiàn)一次寫(xiě)入、多次讀寫(xiě)的最高效訪問(wèn)模式;并在普通的商用硬件上運(yùn)行。

結(jié)束語(yǔ)

研究基于用戶信息采集的智能反竊電監(jiān)控技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)反竊電工作的高效化、智能化以及規(guī)范化，有效遏制竊電行為的發(fā)生，在一定程度上保障用電用戶的合法權(quán)益，同時(shí)也保障電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)保障。此外，該平臺(tái)的建立有助于維護(hù)國(guó)家電網(wǎng)的安全穩(wěn)定的運(yùn)作。當(dāng)然，智能化反竊電工作中仍然存在弊端，結(jié)合實(shí)踐進(jìn)行不斷的改進(jìn)完善，以適應(yīng)不斷變化的經(jīng)濟(jì)社會(huì)需求。基于用戶信息采集的智能反竊電監(jiān)控系統(tǒng)需緊密結(jié)合現(xiàn)有電工標(biāo)準(zhǔn)體系，統(tǒng)籌電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)以保證電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)范有序推進(jìn)。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)陽(yáng)泉供電公司）