基于智能電能表開(kāi)蓋事件的用電異常分析方法

唐偉寧，鞠默欣，孔凡強(qiáng)

(國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院，長(zhǎng)春 130021)

隨著電力用戶用電信息采集系統(tǒng)推廣應(yīng)用[1]，大部分網(wǎng)省公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能電能表的全覆蓋，智能電能表的普及改變了傳統(tǒng)人工抄表方式，進(jìn)一步推進(jìn)了智能電網(wǎng)的建設(shè)。智能電能表作為電網(wǎng)末端與用戶直接互動(dòng)的設(shè)備，具有電能量計(jì)量、數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)控制、信息交互等功能[2]，除了可以存儲(chǔ)電能量、負(fù)荷記錄等數(shù)據(jù)外，還可監(jiān)測(cè)如電能表開(kāi)蓋、電池欠壓、時(shí)鐘異常等異常事件的發(fā)生[3]，并生成事件信息，上報(bào)給采集系統(tǒng)主站。

目前，對(duì)智能電能表事件信息的應(yīng)用僅限于事件本身，并沒(méi)有充分利用事件信息和電表電量等數(shù)據(jù)的關(guān)系開(kāi)展用戶用電異常分析。本文提出一種基于智能電能表開(kāi)蓋事件的用電異常分析方法，以用戶電能表開(kāi)蓋事件的時(shí)間為數(shù)據(jù)分析的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，對(duì)在該時(shí)間節(jié)點(diǎn)前后的用戶用電數(shù)據(jù)、臺(tái)區(qū)線損數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，篩選出存在異常用電情況的用戶，為現(xiàn)場(chǎng)用電檢查人員提供參考依據(jù)，進(jìn)一步提高對(duì)竊電用戶的識(shí)別能力。

1 電能表開(kāi)蓋事件與相關(guān)電量數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系分析

智能電能表能夠?qū)㈦娔鼙肀砩w開(kāi)啟的告警信息，即“電能表開(kāi)蓋事件”上報(bào)至用電信息采集系統(tǒng)，該事件記錄包括：發(fā)生時(shí)間(分時(shí)日月年)、測(cè)量點(diǎn)號(hào)、開(kāi)表蓋總次數(shù)等信息。通過(guò)對(duì)發(fā)生電能表開(kāi)蓋事件的用戶及其所在臺(tái)區(qū)電量情況進(jìn)行分析、比對(duì)，形成電能表開(kāi)蓋事件前后用電異常分析方法。

在非電力作業(yè)人員操作的情況下，若電能表生成開(kāi)表蓋事件，說(shuō)明可能存在人為破壞電能表，同時(shí)對(duì)用戶存在竊電行為最直接的判斷依據(jù)就是用戶用電量突降、臺(tái)區(qū)線損增加。為實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶用電異常情況的判斷，需要從采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取用戶電能表開(kāi)蓋事件記錄信息、用戶用電量數(shù)據(jù)、用戶所在臺(tái)區(qū)的臺(tái)區(qū)線損數(shù)據(jù)，并將用戶電能表開(kāi)蓋事件的時(shí)間作為數(shù)據(jù)分析的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，對(duì)在該時(shí)間節(jié)點(diǎn)前后的用戶用電數(shù)據(jù)、臺(tái)區(qū)線損數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，篩選出存在異常用電情況的用戶。電能表開(kāi)蓋事件與相關(guān)電量數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系分析說(shuō)明見(jiàn)圖1。

圖1 電能表開(kāi)蓋事件與相關(guān)電量數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系分析示意

2 基于智能電能表開(kāi)蓋事件的用電異常分析方法

為進(jìn)一步提高對(duì)用戶異常用電情況判別的準(zhǔn)確性，通過(guò)用電信息采集系統(tǒng)，選取電能表開(kāi)蓋事件發(fā)生前后14天的電量數(shù)據(jù)并進(jìn)行分段，包括電能表開(kāi)蓋事件記錄中事件發(fā)生時(shí)刻t的前8～14天、前1～7天、后1～7天、后8～14天的用戶用電量W1、W2、W3、W4和所在臺(tái)區(qū)線損率ΔA1、ΔA2、ΔA3、ΔA4。令k13=W1/W3，k23=W2/W3，k14=W1/W4，k24=W2/W4，k=min{k13，k23，k14，k24}；l13=ΔA1/ΔA3，l23=ΔA2/ΔA3，l14=ΔA1/ΔA4，l24=ΔA2/ΔA4，l=max{ΔA13，ΔA23，ΔA14，ΔA24}。通過(guò)比較k與用電量判別閾值k0、l與臺(tái)區(qū)線損判別閾值l0的大小關(guān)系，綜合判斷用戶是否存在異常用電的情況。其中，用電量判別閥值k0和臺(tái)區(qū)線損判別閥值l0的初始建議值為1.5和0.7，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。具體的判斷依據(jù)如下。

a.用戶用電量在電能表開(kāi)蓋事件時(shí)間節(jié)點(diǎn)前后發(fā)生變化，該時(shí)間節(jié)點(diǎn)之前的用電量大于之后的用電量(k>k0)，說(shuō)明用戶用電量突降。

b.臺(tái)區(qū)線損率在電能表開(kāi)蓋事件時(shí)間節(jié)點(diǎn)前后發(fā)生變化，該時(shí)間節(jié)點(diǎn)之前的臺(tái)區(qū)線損率小于之后的線損率(l

c.同時(shí)滿足a、b兩個(gè)條件時(shí)，判斷該用戶可能存在竊電行為，若僅有一個(gè)條件滿足時(shí)，將該用戶作為重點(diǎn)用戶進(jìn)行監(jiān)控。

基于智能電能表開(kāi)蓋事件的用電異常分析方法判斷流程見(jiàn)圖2。

3 實(shí)例分析

通過(guò)用電信息采集系統(tǒng)查詢某供電公司的用戶曲某某的電能表于2018年12月20日發(fā)生了開(kāi)表蓋事件，提取該用戶電能表開(kāi)蓋事件發(fā)生時(shí)間節(jié)點(diǎn)之前14天和之后14天的用戶用電量和臺(tái)區(qū)線損率情況(見(jiàn)表1)。

從表1可以看出，該用戶12月20日之前的用電量水平明顯高于12月20日之后的用電量水平，說(shuō)明該用戶電能表開(kāi)蓋事件發(fā)生后，用戶的用電量突降。12月20號(hào)開(kāi)蓋事件發(fā)生后，用戶所在臺(tái)區(qū)線損率明顯增大，從開(kāi)蓋前的4%左右上升到開(kāi)蓋后9%左右，說(shuō)明該用戶電能表開(kāi)蓋事件對(duì)臺(tái)區(qū)的線損率產(chǎn)生了影響。

圖2 用電異常分析方法判斷流程

通過(guò)計(jì)算得到k為1.83、l為0.47，與k0(1.5)、l0(0.7)的比較可以看出，k>k0且l

4 結(jié)論

本文所提出的基于智能電能表開(kāi)蓋事件的用電異常分析方法通過(guò)用電信息采集系統(tǒng)獲取到的電能表開(kāi)蓋事件記錄，以用戶電能表開(kāi)蓋事件的時(shí)間為數(shù)據(jù)分析的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，對(duì)用戶在該時(shí)間節(jié)點(diǎn)前后的用電數(shù)據(jù)、臺(tái)區(qū)線損數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)判斷依據(jù)篩選出可能存在異常用電的用戶，為供電企業(yè)反竊電工作提供一種快捷、有效的分析手段。

表1 用戶用電量及臺(tái)區(qū)線損率情況統(tǒng)計(jì)