基于計量自動化系統(tǒng)的大用戶防竊電應(yīng)用

劉斌

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局，昆明 650100）

0 前言

竊電給安全用電帶來隱患，有必要對大用戶竊電的方式方法進(jìn)行研究，以期更好地提高反竊電技術(shù)水平，降低電網(wǎng)企業(yè)損失。

1 竊電原理簡述及常見防竊電措施

1.1 竊電原理

電能計量裝置包括各種類型的電能表、計量用電壓、電流互感器及其二次回路、計量自動化終端設(shè)備。供電企業(yè)電能量計量由電能表和互感器變比計算獲取，電能表單相電源計量公式如下：

電網(wǎng)公司日常計算電量公式如下：

算費用電量公式如下：

式中p(t)—t時刻的瞬時功率；u(t)—t時刻的瞬時電壓；i(t)—t 時刻的瞬時電流；WP—t1到t2時間段內(nèi)有功電能量，Φ為相位角，PT 和CT 分別為電壓互感器和電流互感器的變比。

因此只要想辦法改變用電電壓、電流、相位角、用電時間或者互感器變比中的任何一個要素都可以達(dá)到竊電的目的[1]。另外，通過采用改變電表本身的結(jié)構(gòu)性能，改變電能表的電氣性能的手法[2]，使電表慢走，也可以達(dá)到竊電的目的。常見的竊電手段包括欠壓法竊電、欠流法竊電、移相法竊電、擴(kuò)差法竊電和無表法竊電五大類[3]。竊電者往往考慮竊電方法的隱秘，不易被用電檢查發(fā)現(xiàn)或者在用電檢查工作人員到現(xiàn)場前容易及時恢復(fù)的方法，甚至有的大用戶選擇分時段在夜晚竊電，工作時間解除竊電措施等。

1.2 常見大用戶用電防竊電措施

1）采用專用計量柜（箱）防偽、防撬鉛封的方式。

2）安裝高壓側(cè)計量電能表。

3）安裝多功能電表，發(fā)生失壓、斷相、功率因數(shù)低、倒走時電表生成告警事件，計量自動化終端進(jìn)行采集再上傳至計量自動化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，但主站系統(tǒng)無法區(qū)分出是客戶竊電導(dǎo)致的事件還是客戶實際負(fù)荷情況下的報警。

4）基于高低壓測量點差動比對的防竊電方法[4]，獲取到高壓側(cè)的原始電能數(shù)據(jù)，與計量回路的用電數(shù)據(jù)對比，能夠有效發(fā)現(xiàn)各類竊電，但安裝維護(hù)需客戶停電配合，需額外安裝裝置，增加成本，同時影響供電質(zhì)量。

5）基于狀態(tài)估計的新型竊電方法-虛假數(shù)據(jù)注入[5]，首先，在傳統(tǒng)的虛假數(shù)據(jù)注入模型基礎(chǔ)之上，得到了標(biāo)準(zhǔn)的 L0 范數(shù)優(yōu)化模型，消除了變量系數(shù)對虛假數(shù)據(jù)注入向量精度的影響，基于脆弱性指標(biāo)提出設(shè)置 PMU 的方法提高竊電成本和難度。文獻(xiàn)中所提出的方法存在防竊電手段實施困難，推廣難的問題。

6）開展周期檢查檢驗，不定期開展用電檢查工作。

圖1 防竊電應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖

圖2 計量自動化系統(tǒng)進(jìn)行竊電行為分析流程

2 計量自動化系統(tǒng)防竊電方法

當(dāng)前，已經(jīng)實現(xiàn)專變用戶負(fù)荷管理終端安裝覆蓋率100%，并實現(xiàn)了計量自動化系統(tǒng)為依托的遠(yuǎn)程抄表應(yīng)用、停電時間管理、電壓質(zhì)量管理、負(fù)荷預(yù)測分析等。當(dāng)前負(fù)荷管理終端接入計量回路，導(dǎo)致終端交流采樣模塊和電能表共用計量回路，電能量數(shù)據(jù)均來源于計量回路，無法發(fā)現(xiàn)電量數(shù)據(jù)的異?！，F(xiàn)提出一種新型的基于計量自動化系統(tǒng)采集保護(hù)回路和計量回路的電能量數(shù)據(jù)，對相同時刻保護(hù)回路和計量回路的負(fù)荷、電量進(jìn)行比較，主站監(jiān)測到異常時間超過30 分鐘以上后，綜合對比歷史數(shù)據(jù)，生成告警事件。

方案利用現(xiàn)有符合南方電網(wǎng)負(fù)荷管理終端技術(shù)規(guī)范的終端，改變終端交流采樣接入方式，由和表計相同的計量回路調(diào)整至大客戶配電房站保護(hù)回路，終端對保護(hù)回路的電壓、電流進(jìn)行采樣處理并傳送給計量自動化系統(tǒng)，保護(hù)回路和計量回路的到能量數(shù)據(jù)進(jìn)行差動對比。發(fā)現(xiàn)30 分鐘以上差值異常（考慮到客戶保護(hù)回路的電壓電流互感器準(zhǔn)確度問題，差值異常閥值設(shè)置為10%）的，主站發(fā)起客戶開關(guān)狀態(tài)招測，對用戶歷史用電信息進(jìn)行對比，來判斷用戶是否存在竊電行為，實現(xiàn)在線監(jiān)測，達(dá)到防竊電的目的。防竊電方案結(jié)構(gòu)圖見圖1。

1）負(fù)荷控制管理終端直接采集到大客戶保護(hù)回路的電壓、電流、相位角數(shù)據(jù)，能夠與計量裝置回路的電能表電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行差異化比較，提供了一種發(fā)現(xiàn)竊電行為的追本溯源方法。

2）計量自動化系統(tǒng)通過230M 專網(wǎng)、GPRS、4G、以太網(wǎng)每天定時采集終端數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集可達(dá)到15 分鐘每次，為主站數(shù)據(jù)分析對比需要的日凍結(jié)、月凍結(jié)、負(fù)荷曲線、電量數(shù)據(jù)等提供數(shù)據(jù)支持。

3）當(dāng)保護(hù)回路和電能表同一時刻點的電量差值相差10%，計量自動化系統(tǒng)將該用戶加入用電異常報警列表，同時跟蹤該用戶異常時刻起24 小時的用電負(fù)荷數(shù)據(jù)，若發(fā)生連續(xù)3 個時刻點電能量差值均存在，則判斷為竊電。反之，則作為異常報警，供工作人員參考。

4）在計量裝置故障情況下，保護(hù)回路的交流采樣電量數(shù)據(jù)可作為電費補收的依據(jù)，包括確定故障時間、確定用電量等。

5）計量自動化用戶竊電行為數(shù)據(jù)分析流程：計量自動化系統(tǒng)對保護(hù)回路和計量回路的電能量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較處理，展示成電能量曲線，使用者通過圖形能夠形象地判斷出竊電發(fā)生時間、竊電負(fù)荷等。若因計量裝置故障導(dǎo)致的電能量曲線不一致，系統(tǒng)判斷為電能計量裝置需運維。計量自動化系統(tǒng)進(jìn)行竊電行為分析流程見圖2。

3 結(jié)束語

基于計量自動化系統(tǒng)的防竊電方案在竊電監(jiān)測、查處工作可靠、準(zhǔn)確，不需額外安裝裝置，且能夠為電費補收提供數(shù)據(jù)依據(jù)，同時計量自動化系統(tǒng)主站可以及時發(fā)現(xiàn)計量裝置是否發(fā)生故障，支持計量運維工作的開展。該方案在實際應(yīng)用過程也存在一些不足，如竊電技術(shù)手段較為專業(yè)，竊電者同時對保護(hù)回路和計量回路實施竊電措施，負(fù)荷曲線仍一致，系統(tǒng)無法發(fā)現(xiàn)異常。下一步將考慮通過優(yōu)化計量自動化系統(tǒng)電能量數(shù)據(jù)竊電分析的算法，比如應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析，用深度學(xué)習(xí)和CHAID 決策樹分類評估用戶的竊電嫌疑概率法[6]等，擴(kuò)展竊電行為判斷規(guī)則庫，完善基于計量自動化系統(tǒng)專變用戶防竊電的應(yīng)用。