數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在用電檢查降低線損方面的應(yīng)用

孫鳳華

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司豐縣供電分公司， 江蘇 徐州 221700）

引言

近年來，我國的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，各行各業(yè)的發(fā)展也取得了巨大進(jìn)步。電能的使用隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而發(fā)展，人們的日常生活離不開電力的支撐，企業(yè)生產(chǎn)中電能也扮演著非常重要的角色。線損是供電企業(yè)在進(jìn)行供電的數(shù)量和實際售電量之間存在的差值。總供電量減去實際售電量就是線損，線損率是指損失的電量在供電企業(yè)總供電量上的占比。在供電企業(yè)中降低線損率是一項重要的任務(wù)，有助于降低線路損耗，節(jié)約電能。降低線損以數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)為中心，構(gòu)建線損管理系統(tǒng)，對電網(wǎng)中的設(shè)備、線路以及被動失電情況進(jìn)行實時監(jiān)控，提高電網(wǎng)的用電檢查效率，增加電網(wǎng)系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的效率[1]。

1 線損分析

1.1 線損的概念和分類

電能損耗是指在電能從供電企業(yè)生產(chǎn)出來直到用戶使用之間，在線路、設(shè)備以及營銷等各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的電力損耗的情況。一般的線損是指在整個電網(wǎng)系統(tǒng)中所有元器件在某個時間段內(nèi)所消耗的電能的總和。

線損一般根據(jù)其特征主要分為以下類型：

1）統(tǒng)計線損。統(tǒng)計線損是指供電企業(yè)所生產(chǎn)的電量與銷售的電量之間的差值。

2）理論線損。理論線損是指在電網(wǎng)系統(tǒng)中的電子元器件、設(shè)備以及電網(wǎng)線路布局之間造成的電力在實際輸送過程中產(chǎn)生的固定能量的損失以及線圈等造成的可變損失，理論線損可以根據(jù)相關(guān)計算方法進(jìn)行數(shù)值的簡單估算。

3）管理線損。管理線損是指在統(tǒng)計線損得到的數(shù)值與理論線損數(shù)值之間的差值，管理線損是供電企業(yè)在實際管理過程中出現(xiàn)的電能的損失，一般是由于供電企業(yè)在設(shè)備的維護(hù)管理、生產(chǎn)運(yùn)營管理以及電能計量方面產(chǎn)生的電能的損失。管理線損能夠反映出一個供電企業(yè)的實際管理水平。

4）經(jīng)濟(jì)線損。經(jīng)濟(jì)線損是指設(shè)備的具體狀況固定的線路，當(dāng)在線損率最低時，此時稱之為經(jīng)濟(jì)線損[2-3]。

1.2 線損的影響因素

在電網(wǎng)的實際運(yùn)行過程中，影響線損的因素主要有以下四類：

1）電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。電網(wǎng)系統(tǒng)的配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，電網(wǎng)在鋪設(shè)的過程中采取的供電形式以及距離等。

2）電網(wǎng)系統(tǒng)中的設(shè)備狀態(tài)。在電網(wǎng)系統(tǒng)中有著許多的設(shè)備需要電能的通過，例如變壓器、無功補(bǔ)償裝置以及考核表和用戶電能計量裝備都會產(chǎn)生電能的損耗。

3）運(yùn)行方式。電網(wǎng)系統(tǒng)中不同的變壓器的數(shù)量以及變壓器的供電運(yùn)行方式都在深深的影響著線損。

4）營銷管理質(zhì)量。當(dāng)在抄表或者是讀表、記錄的過程中會發(fā)現(xiàn)一些設(shè)備的故障以及用戶違反相關(guān)的法律法規(guī)對電能的使用。

2 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備是為了對后續(xù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選進(jìn)行的基礎(chǔ)階段，根據(jù)實際情況的需求按照一定的規(guī)則在原始數(shù)據(jù)內(nèi)進(jìn)行選取一組數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)的處理、濾波降噪、插值等進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的處理。

2）數(shù)據(jù)信息的挖掘。將準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)按照其目的及信息類型進(jìn)行明確，確定相對應(yīng)適合的挖掘算法，在數(shù)據(jù)庫中獲取最有用的信息。

3）解釋評價。通過挖掘算法后得到的信息中仍存在著大量的沒有用或者是不相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，為了保證數(shù)據(jù)的有效性和精準(zhǔn)性，需要再將數(shù)據(jù)進(jìn)行評估濾除，保證最后獲得的信息既滿足使用者的使用要求，又能夠滿足精確性。將抽象的數(shù)據(jù)信息再進(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)信息能夠讓用戶直觀地明白數(shù)據(jù)信息[4]。

3 線損管理體系

傳統(tǒng)的線損管理系統(tǒng)在實際使用過程中，往往存在由于工作人員在信息的獲取或者是信息的傳遞過程中由于疏忽導(dǎo)致線損的總結(jié)匯報情況和實際情況有著一定的差別的問題，這也就導(dǎo)致了線損情況的不準(zhǔn)確，造成了供電企業(yè)的數(shù)據(jù)獲取的不準(zhǔn)確性?；跀?shù)據(jù)挖掘技術(shù)的線損管理體系能夠較好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)的線損管理體系存在的上述問題。線損管理體系采取的措施如下：

1）建立健全管理機(jī)制。在實際的工作過程中要詳細(xì)制定相應(yīng)的管理辦法，讓各個單位以及相關(guān)人員能夠明確自己的崗位職責(zé)和工作責(zé)任，及時對用電檢查方面的存在的問題進(jìn)行匯報處理分析。

2）規(guī)范用電檢查過程中的數(shù)據(jù)采集管理，利用現(xiàn)階段的信息技術(shù)進(jìn)行電網(wǎng)各線路的電能信息的采集獲取，既要加強(qiáng)技術(shù)的支撐，又要加大管理力度，保證在電能信息的采集過程中達(dá)到有效性、準(zhǔn)確性以及及時性。

3）充分利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對信息挖掘技術(shù)在用電檢查的過程中能夠有效地利用，實現(xiàn)全方位、快速、及時地展現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的功能性，實現(xiàn)用電檢查工作人員能夠?qū)崟r采集到電能參數(shù)信息以及準(zhǔn)確的線損信息，實現(xiàn)線損計算的可靠性和完整性。

4 線損異常數(shù)據(jù)挖掘的應(yīng)用

4.1 用電信息采集和線損分析系統(tǒng)軟件的實現(xiàn)

為了實現(xiàn)對線損的實時監(jiān)控和精確分析功能，保證系統(tǒng)能夠精確、及時以及全方位地反映用電檢查中的線損問題，在功能設(shè)置上設(shè)置有指標(biāo)分析、異常診斷以及問題線路定位等功能，該系統(tǒng)是基于B/S 模式，采用Java 進(jìn)行設(shè)計的。利用K- 均值聚類算法的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的預(yù)處理、數(shù)據(jù)的篩選，最終得到電網(wǎng)中線路、臺區(qū)的線損率異常的情況。數(shù)據(jù)的判定過程中采用的是設(shè)定一定的處置條件，針對三相電壓的電壓小于額定電壓一定數(shù)值后，并且在曲線內(nèi)出現(xiàn)連續(xù)幾次后，就判定該線路中電壓存在異常，根據(jù)累計的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行計算線損率，就能夠得出相對應(yīng)的線損率，對計算得到的數(shù)值進(jìn)行分析，分析后進(jìn)行動態(tài)的跟蹤查詢，最終實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的評價解釋。

4.2 高損臺區(qū)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在用電檢查過程中的應(yīng)用效果

通過對系統(tǒng)在某臺區(qū)內(nèi)進(jìn)行實際檢測發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)某月的供電量為24 654 kWh，售電量為15 020 kWh，線損量高達(dá)9 854 kWh，該月的線損率高達(dá)39.9%，超過了系統(tǒng)設(shè)定的10%的限定值。經(jīng)過現(xiàn)場的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該臺區(qū)內(nèi)的一家用戶表計黑屏，該用戶為一家賓館用電，用戶私自將電壓表兩側(cè)的加壓片開路，導(dǎo)致了電能表無法計量電壓值，明顯屬于偷電行為。針對用戶從出現(xiàn)異常時期開始，對其范圍內(nèi)的所有電能設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)計按照相關(guān)規(guī)定對其進(jìn)行電能的追繳。采用該管理系統(tǒng)能夠很明顯地發(fā)現(xiàn)線損率出現(xiàn)異常的情況，并且能夠確定該臺區(qū)內(nèi)的范圍，減少了工作人員的工作量，提高了用電檢查的工作的質(zhì)量，降低線損，提高了供電企業(yè)用電管理的水平。

5 結(jié)語

隨著計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，在用電檢查方面使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對供電企業(yè)進(jìn)行供電的管理以及線損的管理時，有著積極作用。線損異常數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠在用電檢查過程中及時準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)用戶在實際使用的過程中存在的問題，并且能夠讓用電檢查的工作人員減少工作量，更加高效、高質(zhì)量地完成用電檢查，實現(xiàn)節(jié)能降耗，保證電網(wǎng)正常穩(wěn)定運(yùn)行。