基于大數(shù)據(jù)的反竊電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

石盼 張國(guó)云 王輝 李慧

摘要：竊電是造成臺(tái)區(qū)線損的主要成因，給企業(yè)造成重大經(jīng)濟(jì)損失。本文基于大量典型竊電案例和用電信息采集系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，提取竊電用戶的用電數(shù)據(jù)特征，反復(fù)訓(xùn)練選取最優(yōu)的大數(shù)據(jù)分析算法，設(shè)計(jì)出基于大數(shù)據(jù)的反竊電預(yù)警分析系統(tǒng)，應(yīng)用反竊電系統(tǒng)對(duì)竊電嫌疑用戶進(jìn)行識(shí)別、分析和定性，為一線用電檢查及反竊電人員精準(zhǔn)、高效開展竊電稽查工作提供可靠的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);反竊電;用電特征;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言

近年來(lái)，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速推進(jìn)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，竊電現(xiàn)象屢禁不絕，竊電[1]范圍廣、人員多、數(shù)量大，并呈現(xiàn)職業(yè)化、智能化蔓延趨勢(shì)，反竊電形勢(shì)十分嚴(yán)峻。而供電公司的反竊電工作模式采取傳統(tǒng)的人工化手段，工作量大、效率低、成功率不高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足供電企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。但隨著智能電表的快速推廣應(yīng)用及營(yíng)銷信息化、自動(dòng)化水平的不斷提升，為智能化、常態(tài)化開展高效精準(zhǔn)的反竊電工作提供了有力的數(shù)據(jù)支持和技術(shù)支持[2]。本軟件系統(tǒng)以用電信息采集系統(tǒng)和營(yíng)銷SG18系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出基于大數(shù)據(jù)的反竊電預(yù)警分析系統(tǒng)，深入分析用戶用電特征，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用戶用電異常行為[3-4]，對(duì)疑似竊電用戶實(shí)現(xiàn)定位，進(jìn)而減輕一線電力員工反竊電的難度，幫助供電公司進(jìn)行反竊查違工作。

1 技術(shù)方案

1.1技術(shù)思路

1.1.1 應(yīng)用架構(gòu)

系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)包括系統(tǒng)集成管理、基礎(chǔ)管理、工單集成、業(yè)務(wù)應(yīng)用四個(gè)層級(jí)。系統(tǒng)集成管理包括營(yíng)銷系統(tǒng)、用電采集系統(tǒng)、MDS系統(tǒng)集成，主要從不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[5];基礎(chǔ)管理包括臺(tái)區(qū)檔案、臺(tái)區(qū)經(jīng)理人、變壓器檔案、用戶檔案、檔案異常分析、表底異常分析，主要對(duì) “臺(tái)-變-戶-采集點(diǎn)-采集對(duì)象”之間的拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)，查看營(yíng)銷側(cè)與用采側(cè)檔案關(guān)系與采集點(diǎn)信息;工單集成包括生產(chǎn)工單、待辦工單、已辦工單、工單查詢統(tǒng)計(jì);業(yè)務(wù)應(yīng)用包括線損檢測(cè)、異常線損分析[6]、反竊電預(yù)警分析，支撐實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。

1.1.2 數(shù)據(jù)架構(gòu)

反竊電分析所需源端數(shù)據(jù)接入涉及用電采集、營(yíng)銷SG186業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

1.1.3安全架構(gòu)

系統(tǒng)安全遵循國(guó)網(wǎng)公司信息安全總體策略，安全防護(hù)強(qiáng)度達(dá)到國(guó)網(wǎng)公司內(nèi)網(wǎng)安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，安全防護(hù)注重運(yùn)行安全，避免造成安全風(fēng)險(xiǎn)擴(kuò)散。

系統(tǒng)安全從網(wǎng)絡(luò)防護(hù)、用戶認(rèn)證和權(quán)限管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、機(jī)房環(huán)境、管理制度考慮，包括網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)用安全、數(shù)據(jù)安全、物理安全、安全管理。

2 規(guī)則設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)分析流程

基于大量典型竊電案例和用采系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)信息，提取竊電用戶的用電數(shù)據(jù)特征，反復(fù)訓(xùn)練選取最優(yōu)的大數(shù)據(jù)分析算法，應(yīng)用反竊電系統(tǒng)對(duì)竊電嫌疑用戶進(jìn)行識(shí)別、分析和定性。

2.2 線損及電量波動(dòng)關(guān)聯(lián)分析模型

通過采集分析臺(tái)區(qū)線損率、用戶用電量，生成線損率、用戶用電量曲線，建立線損及電量波動(dòng)關(guān)聯(lián)分析模型，計(jì)算兩條曲線的相關(guān)性系數(shù)，相關(guān)性系數(shù)越高，用電異常嫌疑越大，相關(guān)系數(shù)采用皮爾遜[11]系數(shù)，對(duì)臺(tái)區(qū)下所有用戶進(jìn)行線損及電量波動(dòng)相關(guān)性進(jìn)行計(jì)算分析，篩選出相關(guān)性系數(shù)≥0.8的用戶，標(biāo)記為嫌疑用戶。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用具體診斷規(guī)則進(jìn)行進(jìn)一步的用電特征分析，最終定性用電異常類型。

2.3 算法規(guī)則

根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)庫(kù)和數(shù)學(xué)模型算法，設(shè)計(jì)出分類型反竊電規(guī)則。

（1）電能表異常事件相關(guān)診斷規(guī)則：建立基于電能表異常事件的竊電分析模型，先以用電采集“臺(tái)-戶”檔案關(guān)系和電能表表底數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)分析范圍，分析臺(tái)區(qū)線損波動(dòng)情況，再關(guān)聯(lián)特定用戶電能表異常事件、用電量變化、用戶平均用電水平等因素進(jìn)行問題診斷定位，采用大數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電能表開蓋、電能表失壓、電能表失流等分析。

（2）電量異常相關(guān)診斷規(guī)則：基于用電信息采集系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)，建立基于電量異常的竊電分析模型，先以用電采集“臺(tái)-戶”檔案關(guān)系和電能表表底數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)分析范圍，分析臺(tái)區(qū)線損波動(dòng)情況，再關(guān)聯(lián)特定用戶用電量變化、用戶平均用電水平等因素進(jìn)行問題診斷定位，采用大數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)疑似繞越用電、反向電量異常、0電量小電量等分析。

（3）光伏戶用電異常相關(guān)診斷規(guī)則：基于用電信息采集系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)，建立基于光伏用電異常的竊電分析模型，先以光伏戶檔案信息（發(fā)電上網(wǎng)類型）和電能表表底數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)分析范圍，再關(guān)聯(lián)光伏用戶發(fā)電量及用電量變化趨勢(shì)、用戶平均發(fā)電/用電水平等因素進(jìn)行問題診斷定位，采用大數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏用戶用電異常的分析。

3 系統(tǒng)開發(fā)

根據(jù)模型和設(shè)計(jì)規(guī)則，共設(shè)計(jì)出電能表異常事件相關(guān)診斷規(guī)則、電量異常相關(guān)診斷規(guī)則、光伏戶用電異常相關(guān)診斷規(guī)則，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)模型。借助于電力系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)，依托電力大數(shù)據(jù)技術(shù)，充分挖掘用戶數(shù)據(jù)特征，開發(fā)出基于大數(shù)據(jù)的反竊電軟件系統(tǒng)，增強(qiáng)了供電公司反竊電工作的質(zhì)效，創(chuàng)造出一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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基金項(xiàng)目：國(guó)網(wǎng)冀北公司營(yíng)銷項(xiàng)目（630184180004）