基于物聯網技術的智能反竊電系統設計分析

曾丹

摘要：為了解決傳統防竊電系統效果低的問題，供電企業開發了基于物聯網技術的智能防盜系統，無論是硬件還是軟件都獲得了大幅度失誤升級。硬件系統在傳統系統的基礎上，搭載物聯網傳感器，直接監控電表箱，改變了電表的工作方式以及電表和數據傳輸設備的內部結構。本文基于物聯網技術的智能反竊電系統設計進行分析，期望所開發的智能反竊電系統能夠有效防止用戶偷電。

關鍵詞：供電企業;物聯網技術;智能系統;反竊電技術;設計分析

引言：

如今，反竊電工作已成為當今供電企業管理工作中的重要組成部分。在非法用電、盜電糾紛頻發的情況下，將反竊電技術應用在反竊電系統中，可以為電網良好運行提供技術支持。目前，我國對竊電行為和反竊電工作的研究已經取得了一定的成果。但仍存在用電量分析不正確、防盜電保護不完善等問題。所以說，本文通過將物聯網技術應用于反竊電的防盜系統，結合相關檢測設備來確定用戶是否有偷電行為，具有重要的現實意義。

一、智能反竊電硬件系統設計

利用物聯網技術，可以從硬件和軟件兩方面優化智能反竊電系統。硬件系統主要用于為軟件功能的實現提供輸出。同時，裝配系統的某些裝配設施也可以作為軟件系統的功能，從而已實現的硬件支持。

（一）物聯網傳感器設備

物聯網傳感器的作用是記錄網絡用戶的用電量，用各種參數的變化來進行表示。安裝在智能反竊電系統中的物聯網傳感器包括激光掃描儀、紅外傳感器等，將上述物聯網傳感器按照科學規范的連接方式進行組合（如圖1所示），可以更好地將用電溫度變化的電信號通過物聯網顯示出來，并且信號隱蔽性強，不容易被竊電用戶發現。很容易發現電賊，而且非常隱蔽。

（二）智能電能表

電能表是電網中電能測量的最基礎的計量元件，在智能反竊電系統中選擇智能互感電能表，其工作原理是將電流電壓繼續采樣，然后進行相應的A/D轉換，中央處理器進行相應的處理，最后在通信設備上進行相應的顯示。

（三）表箱開箱監控器

電表箱上只安裝了兩個物聯網傳感器。值為 0 時，電表箱處于關閉位置，值為 1 時，電表箱處于打開位置，電表箱上方的監控單元實時工作。當物聯網傳感器單元的數值跳到1時，采集到的視頻信息立即上傳到網絡控制中心，以識別開箱的人是維修人員還是其他人員。如果不是維修員人員則通知就近的工作人員到達現場，這樣可以進一步地提升反竊電系統的智能化管理水平。

（四）數據傳輸模塊

傳統的智能防盜電系統使用的傳輸設備是光纖傳輸，該裝置具有傳輸速率快、數據傳輸穩定等優點。但傳輸數據類型比較單一，單次傳輸僅支持一條傳輸線。GPRS技術用于解決光纖傳輸設備的局限性，該技術是物聯網技術的一個分支，可以實現包裹服務的無線傳輸。選擇的傳輸介質仍然是光纖傳輸介質。設置串口配置為1個RS485和2個RS232，串口數據格式為8個數據位和1個停止位。通過對硬件參數進行故障排除，這會在可通過GPRS調用的狀態下進行，這有助于傳輸當前狀態數據和操作數據。

二、智能反竊電軟件系統設計

（一）設置竊電行為判別指標

通過分析用戶的用電行為引起的倉庫移動，提出相應的用電偏差。為了提高用戶防盜識別的準確性，設置了防盜識別指標。識別竊電的指標包括電壓不平衡頻率、電流不平衡頻率、功率因數不平衡頻率等九個指標。結合幾個判別指標的數值和分數，可以判斷用戶是否有異常耗電或偷電的現象發生。

（二）檢測用戶異常竊電行為

選擇合適的運行次數，在協方差矩陣中構造參數數據，定義網絡中的觀測點數為n，對于每個觀測點，觀測時間t的云峰參數的時間序列向量xi從每個點收集由操作參數數據導出的時間序列矩陣為：N維，然后根據譜分布得到對應樣本的協方差矩陣類型和特征值密度函數，判斷盜竊。計算涉嫌偷電用戶在涉嫌偷電期間的耗電量，并計算出相關偷電行為的識別指標值，進而判斷該用戶是否有偷電行為。用戶對相應電壓不對稱性的計算可以顯示三相電壓的平均絕對偏差。估計值越低，用戶電氣系統出現異常的風險就越低。然后分析交流電壓之間的偏差。如果發現交流電壓電流消耗異常，則需要計算電流不平衡指數。通過綜合多個評價指標的計算結果，可以得到用戶異常盜竊行為的檢測結果。

（三）智能計算竊電量

用電用戶的竊電量就是該用戶對應電網的線損量，接著利用竊電發生后的表計數據再次進行計算，此時算出的線損值即為竊電后線損值為該參數的取值情況與m（X）的計算結果有關。

（四）定位竊電位置

一般而言，電網供電的形式是將供電中心的電力用于電網中的用戶供電。當電網中的任何一個節點發生竊電現象時時，相應的電網線路都會容易發生線損的現象。根據上述原理，以電網供電流向的反方向應用定位搜索方法，定位竊電發生的準確位置，確定有線損節點對應的用戶為竊電用戶。

（五）實現反竊電功能

整合供電運行數據、用戶異常偷電行為檢測結果、偷電計算結果、偷電節點定位結果，實現反竊電的功能。當確定電力用戶有竊電行為時，激活函數用于控制用戶對應電網節點的電壓在0 V以下，即停止向該用戶供電。統計用戶的偷電情況，利用硬件設備反饋給用戶的電表箱，實現系統的防竊的電功能。

三、系統測試與分析

反竊電能力強、技術先進的設備是進一步開展反竊電工作的基本保障，為了展示基于物聯網技術的智能防盜系統的應用性能，需要根據往年對電網的能耗和因盜電現象造成的經濟損失進行科學、系統的統計研究。根據基于物聯網技術的智能反盜電系統的開發應用流程，應用于該區域的供電電網中。采集用戶用電量的數據，計算盜電現象所帶來的財務損失。防竊電系統的設計方法是基于電氣參數多特征融合分析和基于聚類算法的用電模式所分析的。加強對電能表下戶線和電力計量裝置的監督和管理，增強供電計量設施的防盜可靠性，最大程度地遏制竊電的發生。現階段，基于物聯網技術的智能反竊電系統的防盜保護率高達百分之九十九以上，具有較高的應用效果，從而大幅度地降低供電企業的經濟損失。

結論：

綜上所述，隨著反竊電技術和措施的不斷改進，竊電用戶的手段也在不斷提高著，所以反竊電工作是一項需要長期堅持的工作，需要專業人員不斷地去研究、破解。本文基于物聯網技術開發的智能反竊電系統裝置可以快速、精準地將符合竊電標準的用電查找出來，從而更好地保障供電的運行秩序，保護供電企業自身的利益和國家財產不受到損害。

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