智能电网在反窃电工作上的技术应用

智能电网在反窃电工作上的技术应用曾晓琪郭泽川【摘要】：长期以来，供电企业用电检查与反窃电工作缺少安全有效的支撑，给供电企业带来巨大损失。本文根据实际情况，提出了建设用电检查与反窃电智能电网平台。利用智能电网可以对用电数据的进行智能分析，采取窃电数据算法及相关模型，对用电终端用电异常进行取证、检查、分析并及时处理。并且介绍了智能电网系统设计方案、物理架构、主要功能及其软硬件设计。利用统一的用电检查与反窃电智能电网，可以大大提高供电企业反窃电水平，使供电企业的反窃电工作更加自动化、信息化、智能化。【关键词】：智能电网；用电检查；反窃电0前言虽然一些省、市供电企业已经着手开发反窃电技术，但仍未能开发出绩效显著的智能电网系统，反窃电工作缺乏重要支撑。反窃电智能电网的开发及其应用是促使电力企业现代化重要途径。利用统一的用电检查与反窃电智能电网，能够促使供电企业的反窃电工作更加自动化、信息化、智能化，还能够大大提高供电企业反窃电工作效率。为提高反窃电工作效率及成绩，急需建立一套反窃电智能电网，从而提高反窃电水平，从而促进供电企业反窃电工作自动化、信息化、智能化。而随着电力智能化水平不断提升，尤其是电力用户用电信息采集系统的建成并投运，反窃电智能电网建设也成为可能。1用电检查与反窃电信息平台技术原理反窃电智能电网利用已建立的防窃电数据模型，对用电的用电数据深入分析研究，并采用智能PC平台，对用户终端用电异常进行取证、检查、分析并及时处理的用电管理系统，该系统综合运用网络通信技术、电力电子技术、数据挖掘技术、嵌入式技术、软件技术等，实现反窃电工作顺利完成。1.1智能电网简介智能电网（smartpowergrids）是对电力用户的用电数据进行采集、分析并及时处理的智能化系统，能够完成用户用电数据的自动采集、用电分析和管理以及智能用电设备的信息交互等相关功能。它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。用电信息采集系统的建设目标是实现“全覆盖、全自动、全智能”。1.2反窃电智能分析数据模型实时采集各个电力用户终端的用电档案数据以及实时用电数据，并对相应的用电数据实施智能分析，精确寻找窃电疑似、计量装置异常、接线故障等用电异常的用户，使反窃电工作更具针对性。针对具体情况，本文将作以下分析：（1）电能表数据异常分析：通过对比电能表数据与档案数据的一致性，从而查看电能表数据是否正常，并能及时发现电能表数据的异常状态。（2）电能表异常状态分析：通过对电能表各类状态字的采集，可以知道电能表实时运行状态，并及时发现用电异常状态，比如：失流、过流、失压、过压、逆相、断相、以及电压电流不平衡等状况。（3）电能表时钟分析：通过采集电能表实时时钟，判断电能表时钟是否异常，若电能表时钟异常，将直接导致用电数据异常。（4）用电量异常分析：根据采集用户日用电数据以及重点用户的整点用电数据，分析用户用电量是否存在突减、突增、或停走、总费率与分费率和不符、反向电量存在且变化、电能表费率电量异常、连续用电量为0、二三象限无功存在且变化、台区电量不平衡、总表电量小于子表电量等状况。（5）功率因数异常分析：查询并分析电能表总费率以及各费率功率因数，分析无功电量大于有功电量现象，确定异常功率因数的用电户。（6）最大需量异常分析：比对月最大需量与基本电费需量，比对需量数据与协议备用容量，比对需量数据与变压器容量，列出异常用户。2用电检查与反窃电信息平台设计方案用电检查与反窃电智能信息平台由智能反窃电信息系统软件、便携式用电检查掌上终端、无线通信网络等部分组成。2.1系统物理架构用电检查与反窃电信息平台（1）信息平台层：该平台主要包括用电数据采集系统、用电数据分析处理系统等自动采集各类电力用户的用电档案数据以及实时用电数据，完成“反窃电智能分析模型与算法”，对大量的实时用电数据进行深入分析处理，并及时查出可疑用户，并智能预警；根据相关的“用电检查与反窃电工作规范”，从而促使反窃电工作的规范化，信息化、智能化。还包括重点而有序地编排用电检查计划、用户终端检查项生成以及上报审核、用户终端拍照与取证数据的存档等。（2）终端用电检查层：通过开发的反窃电智能无线终端完成用户终端以及反窃电工作自动化与信息化，主要功能有：接收信息平台层生成的用电检查计划，电能表抄读与通信功能、用户档案数据与实时用电数据查询功能等，还可以在线检查窃电行为，并实施窃电定位，及时检查处理具体用户终端的窃电方式。2.2用电检查与反窃电信息系统软件用电检查与反窃电信息系统软件主要包括4个软件子系统，他们分别是智能分析服务子系统、无线应用服务子系统、Web应用子系统、数据接口子系统。2.2.1智能分析服务子系统智能分析子系统对用电数据采集系统提供的各种用电数据深入分析处理，还能够及时列出可疑的用户终端，实时报警，人工确认后安排用户终端电力检查计划。智能分析主要功能有电网状态分析、窃电可疑分析、计量故障判断以及报警等。客户异常用电是以日或月的用户单元用电数据根据，对用户终端用电情况进行排查，发现其异常状况，主要有用户用电计量装置异常及其窃电行为。2.2.2无线应用服务子系统无线应用服务子系统主要负责下载用电检查计划、用户用电数据到相应的用电检查工作人员掌机中，为掌机提供用户用电档案数据和实时用电数据查询服务以及相应的实时数据上报服务等。该子系统采取的是多线程并发机制，利用专用通信协议加密传输，从而保证用户终端正常运行以及智能电网系统的安全性。2.2.3Web应用子系统Web应用部分主要包括8个业务模块，分工明确，功能清晰，以满足用户日常操作与使用习惯。业务模块主要包括：用电检查模块、基础数据模块、系统运行管理模块、反窃电处理模块、系统参数管理模块、报表统计模块以及异常事件记录模块。2.2.4数据接口子系统本平台可以根据不同业务类别，利用WebService与中间库方式，同企业其他应用系统（用电信息采集系统、营销业务应用系统、生产管理系统、EMS系统）的接口实现数据交互。2.3用电检查与反窃电无线掌上终端反窃电智能无线掌上终端的主要功能有：接收智能电网系统的用电检查计划，用电检查路径定位、现场信息填写与实时上报功能、电能表抄读通信功能、用户用电档案实时查询功能、用户档案与实时用电数据查询功能、单据现场打印功能等。2.3.1终端硬件设计方案终端硬件采用模块化设计，采用主流微处理器（如：ARM、X86、DSP、FPGA等）加上外围接口电路图2智能分析服务子系统图3Web应用子系统51|电力需求侧管理第14卷第3期2012年5月来实现，外围接口包括CMOS图像传感器、LCD液晶显示模块、触摸屏模块、SD卡模块、GPS模块、GPRS模块、USB、智能卡模块等，通过掌上终端的USB接口外接微型打印机可实现现场打印功能。2.3.2终端软件设计方案终端软件是由嵌入式实时操作系统和嵌入式应用程序构成，采用Linux做为板载操作系统。Linux凭借其在结构清晰、源代码开放等方面的优势，非常适合作为嵌入式操作系统。基于Linux操作系统可以同时加载多种应用程序，并可以方便实现进程间通信。针对现场用电检查与反窃电的实际需要，考虑开发掌机上的电力检查及反窃电应用程序。该应用程序主要划分为以下几个功能模块：权限管理、档案管理、文件通信服务、电能表通信、人机交互界面、GPS巡检路径定位、现场拍照及数据压缩存储、现场信息录入、数据库管理、历史数据查询、打印服务。根据后续业务拓展需要，还可以进一步开发一些新的应用程序，实现掌上终端的软件升级。3结束语建立统一的反窃电智能电网，可以促使用电检查以及反窃电工作更加规范；可以提升反窃电技术水平，还可以有效发现窃电用户并及时挽回电量损失，从而提升电力企业的经济效益；既能保证电网用电稳定、安全、经济运行，还能有效维护公共安全，建立完善用电秩序，保护供用电双方的合法权益。因此，在反窃电工作中，对人的教育，必须做到制度要严，教育要勤，反腐倡廉，奖惩分明。只有这样，才能高效廉洁、才有高度的责任感。反窃工作才能真正的落到实处，见成效。【参考文献】［1］宋振斌,陈晓伟.防窃电与电表防窃电技术的创新[J].电工仪表与公用表计行业信息,2012（1）;30-32.［2］祝小红.防窃电与反窃电策略的研究[M].北京;中国水利电力出版社,2006：57-67.[3]苏琨.区配电网反窃电技术研究与应用[D].北京：华北电力大学，2012:34-35[4]雷萍.反窃电工作中的难点与对策[J].广东科技,2013(05):25-26