基于用電信息采集大數(shù)據(jù)的防竊電方法研究

樊麗霞

【摘 ?要】如今竊電行為日益猖獗，竊電手段不斷增多，范圍不斷擴大，既擾亂了正常的供電秩序，又影響了供電和電力用戶的安全。因此用電檢查人員需要不斷提高用防竊電的督察和防竊電意識和技術(shù)水平，采用先進(jìn)的技術(shù)手段防范竊電行為。目前用電信息采集系統(tǒng)已基本實現(xiàn)了全覆蓋、全采集的目標(biāo)。在不斷進(jìn)行深化應(yīng)用的同時，也正在逐步拓展更多的功能應(yīng)用。因此通過挖掘智能電表和用電信息采集系統(tǒng)信息和數(shù)據(jù)，通過對各電力用戶用電的實時功率、電壓、電流、相角、事件記錄等和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，推算出有竊電嫌疑的用戶，分析出嫌疑用戶的竊電方法、竊電規(guī)律和竊電時段，以便用電稽查人員現(xiàn)場突擊檢查，及時準(zhǔn)確地查處和制止竊電行為，使防竊電工作更加有效、實時、精準(zhǔn)可靠，從根本上提升防竊電的工作效率。

【關(guān)鍵詞】用電信息采集系統(tǒng);大數(shù)據(jù);反竊電;結(jié)構(gòu)化模型

1 常見的竊電類型及預(yù)防措施

常見的竊電方法主要分為以下幾種：1）改變配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)或直接從表前供電線路接線取電。對于該類竊電方式可通過在外露電纜套裝電纜套管、鋼管或采用鋼鎧甲電纜解決。2）改變電表采樣電路結(jié)構(gòu)，斷開電壓連片，還有對表內(nèi)電壓、電流采樣回路進(jìn)行分壓分流，使得電能表處于欠壓、欠流、被移相等方式下少計電量。防范這類竊電方式的最直接的方法就是將安裝電能表的計量箱，安裝防撬鎖具，使用戶無法接觸到電能表。當(dāng)然也可采用防竊電傳感器，當(dāng)計量箱門被打開時防竊電傳感器會自動將開門信息發(fā)給相關(guān)工作人員進(jìn)行現(xiàn)場處理。3）更改測量機構(gòu)擴大電能表誤差進(jìn)行竊電。防止該種竊電方式的方法與上相同，也是將計量箱安裝可靠的鎖具，或采用防竊電傳感器，當(dāng)計量箱門被打開時自動發(fā)信息給工作人員進(jìn)行現(xiàn)場處理。4）采用強干擾源擾亂電能表正常計量。該方法采用強磁場對電能表進(jìn)行干擾，使得電能表的計量計算、存儲出現(xiàn)混亂或暫停工作的現(xiàn)象，該種方法靈活機動，難以發(fā)現(xiàn)。以上的幾種常見的竊電方式，除第一種表前接電方式外，其余均要打開計量表箱并打開電能表蓋才能完成，所以當(dāng)前最主要的防竊電手段就是如何防止竊電分子打開計量箱門、打開電能表。但這些解決措施針對性不強，屬于事后稽查。往往在稽查人員尚未到達(dá)現(xiàn)場之前，竊電人員已破壞竊電現(xiàn)場。因此，防竊電不僅要針對以上竊電方式采取對應(yīng)的防竊電手段，更需要運用高科技方法提高防竊電的實時性、可靠性和準(zhǔn)確性。利用用電信息采集系統(tǒng)對用戶的用電信息進(jìn)行監(jiān)控，對異常信息進(jìn)行分析統(tǒng)計，準(zhǔn)確有效地發(fā)現(xiàn)竊電行為，實現(xiàn)從原來的撒網(wǎng)式反竊電到精準(zhǔn)定位打擊的轉(zhuǎn)變。

2基于用電信息采集大數(shù)據(jù)防竊電方法

盡管竊電手法多種多樣，然而這些竊電行為都會在竊電用戶用電量統(tǒng)計數(shù)據(jù)上反映出來，特定時期內(nèi)用戶用電統(tǒng)計數(shù)據(jù)與用戶的用電習(xí)慣與特征相關(guān)聯(lián)，通過對海量的用電統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，提取出對決策者決策有價值的信息，可發(fā)現(xiàn)其背后隱藏的客觀規(guī)律，進(jìn)而實現(xiàn)防竊電目的。基于用電信息采集系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的防竊電方法如圖 1 所示。該方法分為四部分：（1）用電信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集;（2）分布式數(shù)據(jù)存儲;（3）結(jié)構(gòu)化的防竊電模型;（4）竊電嫌疑預(yù)測。以下將分別進(jìn)行分析。

2.1 用電信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)

采集用電信息采集系統(tǒng)表示為三層簡化物理結(jié)構(gòu)。頂層系統(tǒng)主站負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的用電信息采集、數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用，以及與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換等功能，是用電信息采集系統(tǒng)的核心計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);第二層是數(shù)據(jù)采集層，其主體為電能信息采集終端與集中器，主要負(fù)責(zé)對各采集點電參量信息的采集和監(jiān)控;第三層是采集點監(jiān)控設(shè)備層，包括智能電能表等，是電參量信息采集源和監(jiān)控對象。通過用電信息采集系統(tǒng)可以實現(xiàn)對電力用戶的“全采集、全覆蓋”，及時、完整、準(zhǔn)確掌控電力用戶的當(dāng)前數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)等用電信息，為分析竊電行為提供穩(wěn)固的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。用電信息采集系統(tǒng)的主站，根據(jù)監(jiān)測用戶的電參量數(shù)據(jù)和用電異常監(jiān)測模型，對相同的計量點通過不同方式采集的電參量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，或者對同一計量點的實時數(shù)據(jù)與歷史電參量數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，依據(jù)對比曲線數(shù)值差距和趨勢差異，判斷用戶用電是否正常，如果發(fā)現(xiàn)異常，啟動異常處理流程，對此用戶其他的參數(shù)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，并根據(jù)竊電嫌疑預(yù)測模型，將監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析判斷給出“竊電概率系數(shù)”。

2.2用電信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型

用電信息采集系統(tǒng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)按照時間屬性可分為 l 類數(shù)據(jù)（實時和當(dāng)前數(shù)據(jù)）、2 類數(shù)據(jù)（歷史日數(shù)據(jù)和歷史月數(shù)據(jù)）和 3 類數(shù)據(jù)（事件數(shù)據(jù)）。按照數(shù)據(jù)的物理屬性可分為：（1）電能數(shù)據(jù)（總電能量、各費率電能量、最大需量等）;（2）交流模擬量（電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等）;（3）工況數(shù)據(jù)（開關(guān)狀態(tài)、終端及計量設(shè)備工況信息）;（4）電能質(zhì)量越限統(tǒng)計數(shù)據(jù)（電壓、功率因數(shù)、諧波等越限統(tǒng)計數(shù)據(jù)）;（5）事件記錄數(shù)據(jù)（終端和電能表的事件記錄數(shù)據(jù)）;（6）其他數(shù)據(jù)（預(yù)付費信息等）。1 類數(shù)據(jù)主要反映電力用戶當(dāng)前的實時用電信息;2 類數(shù)據(jù)具有時間序列屬性。此類數(shù)據(jù)可提供曲線數(shù)據(jù)，并給出曲線時間周期，1、2 類數(shù)據(jù)是分析竊電現(xiàn)象的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。3 類數(shù)據(jù)為事件數(shù)據(jù)，記錄事件的詳細(xì)狀態(tài)信息。其中電流回路異常、電壓回路異常、相序異常、有功總電能量差動越限事件記錄、電壓越限記錄、電流越限記錄、電能表示度下降、電能量超差等事件詳細(xì)信息可為分析竊電提供綜合判斷依據(jù)。

2.3 分布式數(shù)據(jù)存儲

目前，用電信息采集系統(tǒng)主機架構(gòu)采用基于傳統(tǒng)的 IOE 架構(gòu)，采用 IBM 系列主機及配套存儲與 Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫。但這種結(jié)構(gòu)越來越不適合于海量數(shù)據(jù)的存儲，因此為了適應(yīng)海量采集數(shù)據(jù)的存儲，可采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（Oracle）和 No SQL 數(shù)據(jù)庫（HBase）相結(jié)合的存儲方式，使用 Oracle 存儲全部參量關(guān)系數(shù)據(jù)，而采用具有高可靠性、可伸縮性的海量數(shù)據(jù)分布式存儲系統(tǒng) HBase，保存系統(tǒng)的海量監(jiān)測數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后轉(zhuǎn)存到 Oracle。采用 HBase 技術(shù)可搭建起大規(guī)模、結(jié)構(gòu)化的存儲集群，同時采用 Hadoop 的 MapRe-duce 技術(shù)，可對 HBase 分布式存儲系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的計算和分析。通過上述方法解決使用 Ora-cle 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行海量數(shù)據(jù)分析的性能問題。HDSF（Ha-doop Distributed Filesystem）是一個分布式文件系統(tǒng)，以流式數(shù)據(jù)訪問模式來存儲超大文件，從而實現(xiàn)一次寫入、多次讀寫的最高效訪問模式;并在普通的商用硬件上運行。

結(jié)束語

研究基于用戶信息采集的智能反竊電監(jiān)控技術(shù)，可以實現(xiàn)反竊電工作的高效化、智能化以及規(guī)范化，有效遏制竊電行為的發(fā)生，在一定程度上保障用電用戶的合法權(quán)益，同時也保障電力企業(yè)的經(jīng)濟保障。此外，該平臺的建立有助于維護國家電網(wǎng)的安全穩(wěn)定的運作。當(dāng)然，智能化反竊電工作中仍然存在弊端，結(jié)合實踐進(jìn)行不斷的改進(jìn)完善，以適應(yīng)不斷變化的經(jīng)濟社會需求。基于用戶信息采集的智能反竊電監(jiān)控系統(tǒng)需緊密結(jié)合現(xiàn)有電工標(biāo)準(zhǔn)體系，統(tǒng)籌電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)以保證電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)范有序推進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：國網(wǎng)陽泉供電公司）