基于电网末端智能化的反窃电业务研究与应用

四川中电启明星信息技术有限公司 唐冬来 付世峻

国网四川省电力公司广元供电公司 曾文达 华国玉 仇 荣

四川中电启明星信息技术有限公司 尚忠玉 游传强

基于电网末端智能化、主动化工作方向，结合人工智能、物联网、大数据技术，提出反窃电业务研究与应用，以信息化支撑窃电行为状态监测和态势分析，从而达到进一步强化防范和打击涉电违法犯罪行为，保障地方经济和电力事业的健康发展的目标。本文首先简述了反窃电业务系统由数据采集终端和反窃电业务系统两部分构成。反窃电业务系统实时采集用户电表的电流、电压、漏电流、环境数据和功率因数等数据，同时将这些信息通过无线通信方式实时传输到反窃电业务系统，系统通过大数据和人工智能技术分析窃电特征，为电网管理人员提供窃电态势分析和窃电行为精准定位。然后介绍了系统建设及应用中的关键点，最后展望系统扩展对相关业务的支撑，旨在探讨电力行业应用反窃电业务系统提供参考。

1 引言

电力行业为工业和国民经济其他部门提供基本动力，是国民经济的第一基础产业，也是世界各国经济发展战略中的核心之一。在供电企业中，窃电问题长期以来一直困扰着供电管理人员，窃电现象不仅损害了供电公司的利益，导致大量国有资产流失，而且严重威胁着电网的安全运行。供电公司根据多年的经验，针对引线窃电、进出线短接窃电、欠流窃电、非接触型干扰窃电等不同的窃电手段建立了套自己的防范措施，但由于我国地域广阔，在对用电管理的过程中，存在低压线损统计不准确、用户电量突变情况发现不及时等问题，导致窃电行为不能有效监测，窃电行为取证困难，给反窃电工作带来很大难度。

本文对基于电网末端智能化的反窃电技术进行研究，在传统的反窃电技术的基础上，增加对用户状态的实时分析，旨在提升反窃电技术中的监测手段和窃电取证等问题，更好地为供电企业服务，避免窃电带来的损失。

2 系统概述

以智能电表的电流、电压、电量数据实时监测为基础，开展电网末端智能化支撑反窃电应用研究，形成警电联动体系，系统主要分用电信息采集系统数据接入改造和反窃电业务应用系统两部分。

系统总体采用平台化结构，利用统一开发平台，基于CIM模型构建研发，应用功能采用模块化方式开发，在统一接口标准的基础上，实现应用功能在支撑平台上的“即插即用”，同时能把应用包装成服务功能，为其他应用提供功能服务。系统架构分为智能感知层、数据融合层和智能决策三层，其中智能感知层数据采集 通过低压智能双发集中器采用智能电表的电流、电压、开盖灯数据。数据融合层对采集的用户数据进行统一处理、分析，进行窃电行为的精准定位。智能决策层，运用人工智能和大数据通过对窃电行为的态势分析等高级应用，实现反窃电精益化管控。

2.1 用电信息采集系统数据接入改造

电网公司现行用电信息采集系统每个台区的采集时间往往在2个小时以上，已不能满足反窃电、实时线损分析和故障定位要求，现行传输机制工作效率低下，且实现数据实时召测困难，为提高智能电表数据采集传输效率，在现有的用电采集集中器的基础上利用多信道自动切换传输技术解决原有智能电表数据采集慢的问题，上行通道采用全网通4G模块进行数据传输，下行模块根据投资规模，可采用窄带载波传输通道和高速载波传输通道两种方式。

图1 反窃电业务系统拓扑图（方式1）

方式1：不更换智能电表窄带载波模块，通过换集中器实现智能电表增量数据采集及传输（见图1）

从投资规模来看，将智能电表更换成宽带载波模块，投资量较大，采用不更换智能电表窄带载波模块，通过换集中器实现智能电表增量数据采集及双主站传输的方式，最大限度利用现有设备，同时也可根据供电公司高速载波（HPLC）更换计划，逐步提升采集速率。

图2 反窃电业务系统拓扑图（方式2）

方式2：更换集中器和智能电表高速载波模块（HPLC），实现增量数据采集传输（见图2）

通过全部更换集中器和智能电表的高速载波模块，可大幅提高数据采集频率，根据台区规模大小，可达1小时/次的采集频率。通过更换低压智能双发集中器，在不影响原有采集方式的情况下，实现用电信息采集主站和反窃电系统的双主站传输。

2.2 反窃电业务应用系统

反窃电业务应用系统的功能架构包括数据采集管理、运行管理、智能应用、综合展示和系统管理五部分。数据采集管理用于管理用户智能电表的电流、电压、电量及开盖等监测数据的采集和存储。运行管理用于建立反窃电档案库、设定反窃电阈值和用采集中器流量管理。智能应用包括线损管理、预告警处理和针对窃电案件生产督办工单等。综合指标则针对客户关心的考核指标进行综合展示。

图3 反窃电业务系统功能架构图

2.3 基于大数据技术的窃电分析模型

充分利用计量数据、用电数据、告警数据等，结合现代化的信息和科学方法，对用电客户进行多方面的分析，以缩小范围，提供窃电监测效率，最终找出窃电嫌疑用户，通过充分利用用电信息、表采数据、交叉数据对比，用表类型，所在台区及线路线损、三相不平衡率、功率因数及相位角变化情况作为反窃电的单项指标，建立反窃电模型的监测模型，应用模型对窃电行为进行不断完善，最后以窃电嫌疑系数作为输出，异常节点描述为依据，通过大数据技术分析嫌疑系数大的用户用电情况，结合用户的用电行为轨迹分析，找出具有窃电行为的用户的苏醒特征及判断规则，并判定窃电嫌疑。对已查获的窃电用户，将用户瞬时量数据加入案例库中，方便以后进行对比分析。

3 系统应用关键点

3.1 改进传统采集的传输模式，扩展采集数据种类，提升数据传输效率

反窃电工作要求采集智能电表的电流、电压、电量等数据，传统的用电采集集中器每个台区的采集时间往往在2个小时以上，已不能满足反窃电数据采集工作需要，现行传输机制工作效率低下，且实现数据实时召侧困难，为提高反窃电数据传输效率，在现有用电采集集中器的基础上，除保持现有用采主站采集功能外，利用多信道自动切换传输技术和高速载波突破了用采传统数据传输技术轮询周期长、适应性差的局限，有效的解决了智能电表高速传输的问题。为反窃电工作提供了有力的技术保障。

3.2 基于大数据技术建立反窃电专家诊断库，实时诊断窃电行为

依据发生窃电行为必然会出现用电异常的原理，通过建立反窃电应用实现对用户用电的数据信息采集，通过构建窃电行为分析模型并选取相应的用电异常分类指标并将其作为依据划定用电异常范围，同时将满足条件的用户纳入异常分析池中，根据用电异常行为属性规则进行量化分析，分别生产低压、专变用户窃电预警明细，然后，根据可灵活定制的反窃电专家策略和用户行为轨迹分析用电异常情况进行综合诊断，如具备窃电行为特征，将设为终端窃电嫌疑户，由系统生成详细的异常诊断报告书后发送至公安侦办系统及相关办案人员手机，办案人员可根据诊断结论进行现场查证，最后，将查证结果反馈到案例库，通过大数据技术训练案例分析功能，持续改进用电异常属性及判定策略。

3.3 建立警电联动反窃电体系，形成窃电查处督办机制

进一步强化防范和打击涉电违法犯罪行为，保障地方经济和电力事业的健康发展，贯通反窃电业务系统与公安系统的数据通道，建立警电联动反窃电体系，建立警电联勤机制、警电协调机制、警电信息报送机制，形成窃电查处督办事件，从而营造良好的供用电秩序和安全稳定的电网运行环境，确保反窃电专项工作顺利开展。

4 系统应用展望

基于电网末端智能化的反窃电业务系统为电网公司反窃电管理人员和公安侦办人员提供有效的监督和指导手段，依托该系统实现窃电行为可预警、窃电查处可指导、窃电案情可回顾分析；可有些的处理窃电行为证据固定难、查处效率低等棘手问题，为反窃电工作的科学管理、指挥决策提供丰富的手段和科学的依据。

在窃电行为实时监测方面，通过对电表的电流、电压和电量等数据准实时监测，实现准实时用户的用电行为分析，提高用电异常查处及时率；在反窃电工作体系方面，通过反窃电应用和公安侦办系统形成反窃电体系，可精准定位窃电户，有效打击窃电行为；通过重点区域用户窃电普法短信通知，可震慑窃电嫌疑户，避免供电公司受到损失。

通过反窃电业务系统实施，为窃电行为状态监控、反窃电作业提供技术支持，降低配电网窃电损失，确保电网的可靠、经济、稳定运行得到有力的支撑。

5 结论

基于电网末端智能化的反窃电业务系统是警电联合打击窃电犯罪行为目前的具体落实，也能促进供电企业降损增效。供电企业迫切需要解决末端用户的窃电状态实时监测问题。反窃电业务系统需要结合规章制度循序渐进，结合GPRS、远程测量、远程控制、人工智能等技术的应用，转变工作方式，优化管理流程，达到提高工作效率的目的，进一步加强信息化对反窃电工作的支撑力度。