基于電網(wǎng)末端智能化的反竊電業(yè)務(wù)研究與應(yīng)用

四川中電啟明星信息技術(shù)有限公司 唐冬來 付世峻

國網(wǎng)四川省電力公司廣元供電公司 曾文達(dá) 華國玉 仇 榮

四川中電啟明星信息技術(shù)有限公司 尚忠玉 游傳強(qiáng)

基于電網(wǎng)末端智能化、主動化工作方向，結(jié)合人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，提出反竊電業(yè)務(wù)研究與應(yīng)用，以信息化支撐竊電行為狀態(tài)監(jiān)測和態(tài)勢分析，從而達(dá)到進(jìn)一步強(qiáng)化防范和打擊涉電違法犯罪行為，保障地方經(jīng)濟(jì)和電力事業(yè)的健康發(fā)展的目標(biāo)。本文首先簡述了反竊電業(yè)務(wù)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集終端和反竊電業(yè)務(wù)系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。反竊電業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)時采集用戶電表的電流、電壓、漏電流、環(huán)境數(shù)據(jù)和功率因數(shù)等數(shù)據(jù)，同時將這些信息通過無線通信方式實(shí)時傳輸?shù)椒锤`電業(yè)務(wù)系統(tǒng)，系統(tǒng)通過大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)分析竊電特征，為電網(wǎng)管理人員提供竊電態(tài)勢分析和竊電行為精準(zhǔn)定位。然后介紹了系統(tǒng)建設(shè)及應(yīng)用中的關(guān)鍵點(diǎn)，最后展望系統(tǒng)擴(kuò)展對相關(guān)業(yè)務(wù)的支撐，旨在探討電力行業(yè)應(yīng)用反竊電業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供參考。

1 引言

電力行業(yè)為工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)其他部門提供基本動力，是國民經(jīng)濟(jì)的第一基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略中的核心之一。在供電企業(yè)中，竊電問題長期以來一直困擾著供電管理人員，竊電現(xiàn)象不僅損害了供電公司的利益，導(dǎo)致大量國有資產(chǎn)流失，而且嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的安全運(yùn)行。供電公司根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)，針對引線竊電、進(jìn)出線短接竊電、欠流竊電、非接觸型干擾竊電等不同的竊電手段建立了套自己的防范措施，但由于我國地域廣闊，在對用電管理的過程中，存在低壓線損統(tǒng)計(jì)不準(zhǔn)確、用戶電量突變情況發(fā)現(xiàn)不及時等問題，導(dǎo)致竊電行為不能有效監(jiān)測，竊電行為取證困難，給反竊電工作帶來很大難度。

本文對基于電網(wǎng)末端智能化的反竊電技術(shù)進(jìn)行研究，在傳統(tǒng)的反竊電技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加對用戶狀態(tài)的實(shí)時分析，旨在提升反竊電技術(shù)中的監(jiān)測手段和竊電取證等問題，更好地為供電企業(yè)服務(wù)，避免竊電帶來的損失。

2 系統(tǒng)概述

以智能電表的電流、電壓、電量數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)測為基礎(chǔ)，開展電網(wǎng)末端智能化支撐反竊電應(yīng)用研究，形成警電聯(lián)動體系，系統(tǒng)主要分用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入改造和反竊電業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)兩部分。

系統(tǒng)總體采用平臺化結(jié)構(gòu)，利用統(tǒng)一開發(fā)平臺，基于CIM模型構(gòu)建研發(fā)，應(yīng)用功能采用模塊化方式開發(fā)，在統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用功能在支撐平臺上的“即插即用”，同時能把應(yīng)用包裝成服務(wù)功能，為其他應(yīng)用提供功能服務(wù)。系統(tǒng)架構(gòu)分為智能感知層、數(shù)據(jù)融合層和智能決策三層，其中智能感知層數(shù)據(jù)采集 通過低壓智能雙發(fā)集中器采用智能電表的電流、電壓、開蓋燈數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)融合層對采集的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理、分析，進(jìn)行竊電行為的精準(zhǔn)定位。智能決策層，運(yùn)用人工智能和大數(shù)據(jù)通過對竊電行為的態(tài)勢分析等高級應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)反竊電精益化管控。

2.1 用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入改造

電網(wǎng)公司現(xiàn)行用電信息采集系統(tǒng)每個臺區(qū)的采集時間往往在2個小時以上，已不能滿足反竊電、實(shí)時線損分析和故障定位要求，現(xiàn)行傳輸機(jī)制工作效率低下，且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時召測困難，為提高智能電表數(shù)據(jù)采集傳輸效率，在現(xiàn)有的用電采集集中器的基礎(chǔ)上利用多信道自動切換傳輸技術(shù)解決原有智能電表數(shù)據(jù)采集慢的問題，上行通道采用全網(wǎng)通4G模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，下行模塊根據(jù)投資規(guī)模，可采用窄帶載波傳輸通道和高速載波傳輸通道兩種方式。

圖1 反竊電業(yè)務(wù)系統(tǒng)拓?fù)鋱D（方式1）

方式1：不更換智能電表窄帶載波模塊，通過換集中器實(shí)現(xiàn)智能電表增量數(shù)據(jù)采集及傳輸（見圖1）

從投資規(guī)模來看，將智能電表更換成寬帶載波模塊，投資量較大，采用不更換智能電表窄帶載波模塊，通過換集中器實(shí)現(xiàn)智能電表增量數(shù)據(jù)采集及雙主站傳輸?shù)姆绞?，最大限度利用現(xiàn)有設(shè)備，同時也可根據(jù)供電公司高速載波（HPLC）更換計(jì)劃，逐步提升采集速率。

圖2 反竊電業(yè)務(wù)系統(tǒng)拓?fù)鋱D（方式2）

方式2：更換集中器和智能電表高速載波模塊（HPLC），實(shí)現(xiàn)增量數(shù)據(jù)采集傳輸（見圖2）

通過全部更換集中器和智能電表的高速載波模塊，可大幅提高數(shù)據(jù)采集頻率，根據(jù)臺區(qū)規(guī)模大小，可達(dá)1小時/次的采集頻率。通過更換低壓智能雙發(fā)集中器，在不影響原有采集方式的情況下，實(shí)現(xiàn)用電信息采集主站和反竊電系統(tǒng)的雙主站傳輸。

2.2 反竊電業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)

反竊電業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的功能架構(gòu)包括數(shù)據(jù)采集管理、運(yùn)行管理、智能應(yīng)用、綜合展示和系統(tǒng)管理五部分。數(shù)據(jù)采集管理用于管理用戶智能電表的電流、電壓、電量及開蓋等監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集和存儲。運(yùn)行管理用于建立反竊電檔案庫、設(shè)定反竊電閾值和用采集中器流量管理。智能應(yīng)用包括線損管理、預(yù)告警處理和針對竊電案件生產(chǎn)督辦工單等。綜合指標(biāo)則針對客戶關(guān)心的考核指標(biāo)進(jìn)行綜合展示。

圖3 反竊電業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

2.3 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的竊電分析模型

充分利用計(jì)量數(shù)據(jù)、用電數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)等，結(jié)合現(xiàn)代化的信息和科學(xué)方法，對用電客戶進(jìn)行多方面的分析，以縮小范圍，提供竊電監(jiān)測效率，最終找出竊電嫌疑用戶，通過充分利用用電信息、表采數(shù)據(jù)、交叉數(shù)據(jù)對比，用表類型，所在臺區(qū)及線路線損、三相不平衡率、功率因數(shù)及相位角變化情況作為反竊電的單項(xiàng)指標(biāo)，建立反竊電模型的監(jiān)測模型，應(yīng)用模型對竊電行為進(jìn)行不斷完善，最后以竊電嫌疑系數(shù)作為輸出，異常節(jié)點(diǎn)描述為依據(jù)，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)分析嫌疑系數(shù)大的用戶用電情況，結(jié)合用戶的用電行為軌跡分析，找出具有竊電行為的用戶的蘇醒特征及判斷規(guī)則，并判定竊電嫌疑。對已查獲的竊電用戶，將用戶瞬時量數(shù)據(jù)加入案例庫中，方便以后進(jìn)行對比分析。

3 系統(tǒng)應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 改進(jìn)傳統(tǒng)采集的傳輸模式，擴(kuò)展采集數(shù)據(jù)種類，提升數(shù)據(jù)傳輸效率

反竊電工作要求采集智能電表的電流、電壓、電量等數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的用電采集集中器每個臺區(qū)的采集時間往往在2個小時以上，已不能滿足反竊電數(shù)據(jù)采集工作需要，現(xiàn)行傳輸機(jī)制工作效率低下，且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時召側(cè)困難，為提高反竊電數(shù)據(jù)傳輸效率，在現(xiàn)有用電采集集中器的基礎(chǔ)上，除保持現(xiàn)有用采主站采集功能外，利用多信道自動切換傳輸技術(shù)和高速載波突破了用采傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)輪詢周期長、適應(yīng)性差的局限，有效的解決了智能電表高速傳輸?shù)膯栴}。為反竊電工作提供了有力的技術(shù)保障。

3.2 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)建立反竊電專家診斷庫，實(shí)時診斷竊電行為

依據(jù)發(fā)生竊電行為必然會出現(xiàn)用電異常的原理，通過建立反竊電應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對用戶用電的數(shù)據(jù)信息采集，通過構(gòu)建竊電行為分析模型并選取相應(yīng)的用電異常分類指標(biāo)并將其作為依據(jù)劃定用電異常范圍，同時將滿足條件的用戶納入異常分析池中，根據(jù)用電異常行為屬性規(guī)則進(jìn)行量化分析，分別生產(chǎn)低壓、專變用戶竊電預(yù)警明細(xì)，然后，根據(jù)可靈活定制的反竊電專家策略和用戶行為軌跡分析用電異常情況進(jìn)行綜合診斷，如具備竊電行為特征，將設(shè)為終端竊電嫌疑戶，由系統(tǒng)生成詳細(xì)的異常診斷報(bào)告書后發(fā)送至公安偵辦系統(tǒng)及相關(guān)辦案人員手機(jī)，辦案人員可根據(jù)診斷結(jié)論進(jìn)行現(xiàn)場查證，最后，將查證結(jié)果反饋到案例庫，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)訓(xùn)練案例分析功能，持續(xù)改進(jìn)用電異常屬性及判定策略。

3.3 建立警電聯(lián)動反竊電體系，形成竊電查處督辦機(jī)制

進(jìn)一步強(qiáng)化防范和打擊涉電違法犯罪行為，保障地方經(jīng)濟(jì)和電力事業(yè)的健康發(fā)展，貫通反竊電業(yè)務(wù)系統(tǒng)與公安系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通道，建立警電聯(lián)動反竊電體系，建立警電聯(lián)勤機(jī)制、警電協(xié)調(diào)機(jī)制、警電信息報(bào)送機(jī)制，形成竊電查處督辦事件，從而營造良好的供用電秩序和安全穩(wěn)定的電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境，確保反竊電專項(xiàng)工作順利開展。

4 系統(tǒng)應(yīng)用展望

基于電網(wǎng)末端智能化的反竊電業(yè)務(wù)系統(tǒng)為電網(wǎng)公司反竊電管理人員和公安偵辦人員提供有效的監(jiān)督和指導(dǎo)手段，依托該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)竊電行為可預(yù)警、竊電查處可指導(dǎo)、竊電案情可回顧分析；可有些的處理竊電行為證據(jù)固定難、查處效率低等棘手問題，為反竊電工作的科學(xué)管理、指揮決策提供豐富的手段和科學(xué)的依據(jù)。

在竊電行為實(shí)時監(jiān)測方面，通過對電表的電流、電壓和電量等數(shù)據(jù)準(zhǔn)實(shí)時監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)實(shí)時用戶的用電行為分析，提高用電異常查處及時率；在反竊電工作體系方面，通過反竊電應(yīng)用和公安偵辦系統(tǒng)形成反竊電體系，可精準(zhǔn)定位竊電戶，有效打擊竊電行為；通過重點(diǎn)區(qū)域用戶竊電普法短信通知，可震懾竊電嫌疑戶，避免供電公司受到損失。

通過反竊電業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)施，為竊電行為狀態(tài)監(jiān)控、反竊電作業(yè)提供技術(shù)支持，降低配電網(wǎng)竊電損失，確保電網(wǎng)的可靠、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行得到有力的支撐。

5 結(jié)論

基于電網(wǎng)末端智能化的反竊電業(yè)務(wù)系統(tǒng)是警電聯(lián)合打擊竊電犯罪行為目前的具體落實(shí)，也能促進(jìn)供電企業(yè)降損增效。供電企業(yè)迫切需要解決末端用戶的竊電狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測問題。反竊電業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要結(jié)合規(guī)章制度循序漸進(jìn)，結(jié)合GPRS、遠(yuǎn)程測量、遠(yuǎn)程控制、人工智能等技術(shù)的應(yīng)用，轉(zhuǎn)變工作方式，優(yōu)化管理流程，達(dá)到提高工作效率的目的，進(jìn)一步加強(qiáng)信息化對反竊電工作的支撐力度。