基于電網(wǎng)末端智能化的反竊電業(yè)務研究與應用

四川中電啟明星信息技術有限公司 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 華國玉 仇 榮

四川中電啟明星信息技術有限公司 尚忠玉 游傳強

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，提出反竊電業(yè)務研究與應用，以信息化支撐竊電行為狀態(tài)監(jiān)測和態(tài)勢分析，從而達到進一步強化防范和打擊涉電違法犯罪行為，保障地方經(jīng)濟和電力事業(yè)的健康發(fā)展的目標。本文首先簡述了反竊電業(yè)務系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集終端和反竊電業(yè)務系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。反竊電業(yè)務系統(tǒng)實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時傳輸?shù)椒锤`電業(yè)務系統(tǒng)，系統(tǒng)通過大數(shù)據(jù)和人工智能技術分析竊電特征，為電網(wǎng)管理人員提供竊電態(tài)勢分析和竊電行為精準定位。然后介紹了系統(tǒng)建設及應用中的關鍵點，最后展望系統(tǒng)擴展對相關業(yè)務的支撐，旨在探討電力行業(yè)應用反竊電業(yè)務系統(tǒng)提供參考。

1 引言

電力行業(yè)為工業(yè)和國民經(jīng)濟其他部門提供基本動力，是國民經(jīng)濟的第一基礎產(chǎn)業(yè)，也是世界各國經(jīng)濟發(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，導致大量國有資產(chǎn)流失，而且嚴重威脅著電網(wǎng)的安全運行。供電公司根據(jù)多年的經(jīng)驗，針對引線竊電、進出線短接竊電、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)計不準確、用戶電量突變情況發(fā)現(xiàn)不及時等問題，導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進行研究，在傳統(tǒng)的反竊電技術的基礎上，增加對用戶狀態(tài)的實時分析，旨在提升反竊電技術中的監(jiān)測手段和竊電取證等問題，更好地為供電企業(yè)服務，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)實時監(jiān)測為基礎，開展電網(wǎng)末端智能化支撐反竊電應用研究，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)務應用系統(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)，應用功能采用模塊化方式開發(fā)，在統(tǒng)一接口標準的基礎上，實現(xiàn)應用功能在支撐平臺上的“即插即用”，同時能把應用包裝成服務功能，為其他應用提供功能服務。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)進行統(tǒng)一處理、分析，進行竊電行為的精準定位。智能決策層，運用人工智能和大數(shù)據(jù)通過對竊電行為的態(tài)勢分析等高級應用，實現(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、實時線損分析和故障定位要求，現(xiàn)行傳輸機制工作效率低下，且實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時召測困難，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上利用多信道自動切換傳輸技術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)務系統(tǒng)拓撲圖（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，通過換集中器實現(xiàn)智能電表增量數(shù)據(jù)采集及雙主站傳輸?shù)姆绞剑畲笙薅壤矛F(xiàn)有設備，同時也可根據(jù)供電公司高速載波（HPLC）更換計劃，逐步提升采集速率。

圖2 反竊電業(yè)務系統(tǒng)拓撲圖（方式2）

方式2：更換集中器和智能電表高速載波模塊（HPLC），實現(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)務應用系統(tǒng)

反竊電業(yè)務應用系統(tǒng)的功能架構(gòu)包括數(shù)據(jù)采集管理、運行管理、智能應用、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。運行管理用于建立反竊電檔案庫、設定反竊電閾值和用采集中器流量管理。智能應用包括線損管理、預告警處理和針對竊電案件生產(chǎn)督辦工單等。綜合指標則針對客戶關心的考核指標進行綜合展示。

圖3 反竊電業(yè)務系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

2.3 基于大數(shù)據(jù)技術的竊電分析模型

充分利用計量數(shù)據(jù)、用電數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)等，結(jié)合現(xiàn)代化的信息和科學方法，對用電客戶進行多方面的分析，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指標，建立反竊電模型的監(jiān)測模型，應用模型對竊電行為進行不斷完善，最后以竊電嫌疑系數(shù)作為輸出，異常節(jié)點描述為依據(jù)，通過大數(shù)據(jù)技術分析嫌疑系數(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，方便以后進行對比分析。

3 系統(tǒng)應用關鍵點

3.1 改進傳統(tǒng)采集的傳輸模式，擴展采集數(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)行傳輸機制工作效率低下，且實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時召側(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和高速載波突破了用采傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸技術輪詢周期長、適應性差的局限，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保障。

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

依據(jù)發(fā)生竊電行為必然會出現(xiàn)用電異常的原理，通過建立反竊電應用實現(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的用電異常分類指標并將其作為依據(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)則進行量化分析，分別生產(chǎn)低壓、專變用戶竊電預警明細，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行綜合診斷，如具備竊電行為特征，將設為終端竊電嫌疑戶，由系統(tǒng)生成詳細的異常診斷報告書后發(fā)送至公安偵辦系統(tǒng)及相關辦案人員手機，辦案人員可根據(jù)診斷結(jié)論進行現(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)技術訓練案例分析功能，持續(xù)改進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制

進一步強化防范和打擊涉電違法犯罪行為，保障地方經(jīng)濟和電力事業(yè)的健康發(fā)展，貫通反竊電業(yè)務系統(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)勤機制、警電協(xié)調(diào)機制、警電信息報送機制，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)運行環(huán)境，確保反竊電專項工作順利開展。

4 系統(tǒng)應用展望

基于電網(wǎng)末端智能化的反竊電業(yè)務系統(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)督和指導手段，依托該系統(tǒng)實現(xiàn)竊電行為可預警、竊電查處可指導、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管理、指揮決策提供豐富的手段和科學的依據(jù)。

在竊電行為實時監(jiān)測方面，通過對電表的電流、電壓和電量等數(shù)據(jù)準實時監(jiān)測，實現(xiàn)準實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，通過反竊電應用和公安偵辦系統(tǒng)形成反竊電體系，可精準定位竊電戶，有效打擊竊電行為；通過重點區(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)務系統(tǒng)實施，為竊電行為狀態(tài)監(jiān)控、反竊電作業(yè)提供技術支持，降低配電網(wǎng)竊電損失，確保電網(wǎng)的可靠、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行得到有力的支撐。

5 結(jié)論

基于電網(wǎng)末端智能化的反竊電業(yè)務系統(tǒng)是警電聯(lián)合打擊竊電犯罪行為目前的具體落實，也能促進供電企業(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)實時監(jiān)測問題。反竊電業(yè)務系統(tǒng)需要結(jié)合規(guī)章制度循序漸進，結(jié)合GPRS、遠程測量、遠程控制、人工智能等技術的應用，轉(zhuǎn)變工作方式，優(yōu)化管理流程，達到提高工作效率的目的，進一步加強信息化對反竊電工作的支撐力度。