基于开盖记录+计量异常的反窃电查处方法研究

引言

电力为经济快速发展提供了保障,确保供电可靠、计量准确是一项服务社会的公用事业。在我国经济总量持续上升的背景下,全社会用电总量也稳固增长。然而窃电行为屡禁不绝、一再发生,并且随着社会科技水平的提高,先进的科技技术已被应用于窃电,窃电方式从野蛮攻击计量装置发展为更加隐蔽化和专业化的外部信号干扰窃电。

长期以来,窃电行为一直是影响电网健康运行的因素,同时也使得供电企业的合法经济利益受到了损害,为应对窃电手法的不断发展,研究与时俱进、适应新形势变化的反窃电查处方法势在必行。

用电信息采集系统(AdvancedMeteringInfrastruc-ture,AMI)的大面积应用,推动了用户端智能电能表安装的普及,电力公司由此取得了海量的用户计量数据,使得基于数据驱动的窃电用户检测方案具备良好的技术可行性。

采集系统包含海量的用电客户用电信息数据,以此作为技术支撑平台进行技术检测是应对非法窃电行为的关键。

本文提出的基于开盖记录＋计量异常的反窃电查处方法能够有效挖掘出采集系统数据中隐藏的用电信息,结合多源系统数据,对电力用户的用电行为作出全面分析,提炼总结窃电行为的特征,精确定位识别窃电用户。

1窃电与反窃电分析

1.1窃电的发展趋势

1.1.1窃电手段多样化

传统的窃电手段有改变电流回路或电压回路正确接线的失流与失压窃电,对计量线路进行分流的分流窃电,在计量电路中接入电容、电感的移相窃电等。根据电动机额定电流,智能控制器设定防盗电调压节能装置的保护电流限值,若发生窃电将导致三相电流不平衡。随着科技进步,倒表器窃电、使用有线或无线遥控方式窃电、利用强磁场、高压放电等多类窃电方式频繁出现,窃电手段呈现多样化趋势。

1.1.2窃电行为隐蔽化

近些年来,已查处多起借助磁场干扰、无线遥控装置、表前分流、强磁铁、10kV搭接等窃取电量的案例,这类窃电行为隐蔽,不开表箱、不动铅封,现场恢复迅速,给反窃电工作造成了一定的麻烦。

1.1.3窃电技术专业化

国网新疆电力有限公司自2022年开展反窃查违专项行动以来,先后发现多起团伙作案,窃电人员呈现职业化趋势。团体窃电行为在用电量相对较大的企业、单位出现比较多,其试图通过窃电来节省生产成本:更有窃电团体以"节电器"等名义上门推销窃电工具,并提供技术支持,形成了科研攻关产供销黑色链条,窃电技术向专业化的方向发展。

1.2反窃电现状概述

供电企业首先需要发现电能系统中的窃电行为,而要稳准狠地发现窃电行为发生的位置和窃电的数量,就需要先进的现代化电能计量装置和在线检测技术,由于部分供电企业并没有真正意义上做到对用电检查工作的重视,在进行用电检查工作时,仍旧使用传统的用电检查方式,这就导致一些现代化的窃电技术不能够被发现,从而使窃电行为愈发猖獗[3]。为此,供电企业建立了全方位联动机制,与相关执法部门一起加大打击力度,结合反窃电典型案例,通过新闻媒体广泛宣传,震慑窃电者,普及合法用电知识,加强对窃电稽查人员专业素质和专业技能的培养。

在反窃电技术方面,涌现了许多新型计量装置,如具备查询表计开盖记录和信息功能的智能电能表可对窃电行为进行取证。此外,供电企业开发了采集系统、营销业务应用系统等反窃电信息平台。供电企业生产经营的发展需要依靠科技创新来推动,反窃电计量装置的研发与反窃电系统的创新为企业带来了直接、显著的经济效益,引领了反窃电工作的技术变革。

2开盖记录+计量异常分析方法

基于大数据的反窃电通常以开表盖为窃电线损分析源头,查询用户计量异常、用电异常等事件发生的时间及实时用电现状,以事件的级别和性质进行大数据关联分析,查找具有窃电特征的重点用户。

大数据反窃电识别手段包含四类:(1)开盖记录＋计量异常:(2)开盖记录＋用电异常:(3)典型用户负荷率异常/季节性用户用电量分布异常＋计量异常:(4)线损异常＋售电量突降。如图1所示,通过对用电信息采集系统、营销业务应用系统、GIS和MDS系统等不同系统的数据进行多维度挖掘分析,找出各数据之间的关联,将数据隐藏的价值最大化,通过开盖记录、计量异常、用电异常、线损异常等信息,可以快速找到窃电嫌疑用户并查处。本文以开盖记录＋计量异常分析为技术主线,依托采集系统将各类数据多维度进行对比分析,通过大数据关联分析找出不同数据之间的联系,将用户的真实用电情况展现出来并与异常数据对比,进而分析出用户的异常用电情况。

用电信息采集系统具备数据采集、方向控制、综合应用、运行维护等功能,其通过信息收集层的接收端采集并整理用户的用电信息、耗电量、用电损耗,然后将这些信息传送到信息运作层的终端,不同的企业单位根据自己的岗位职责对这些信息进行提取分析。当前新疆采集覆盖率稳定在99.85%以上,全量采集成功率也基本达到了98.80%以上,能够满足远程采集功能对开盖记录采集质量的要求。

改表窃电或表计故障都会造成智能电能表产生开盖记录,开盖记录＋计量异常分析方法,是一种基于采集系统的海量用电客户用电信息的分析方法。它以采集系统全事件电表事件查询为基础,"开表盖""开端钮盖"记录为窃电线损分析源头,追溯关联用户计量异常发生的时间及当前用电现状。通过筛选有效开盖记录,进一步排查是否存在电压断缺相、电量差动异常、电流失流、反向有功示值大于0、电能表示值停走、相序异常、电能费率设置等异常。根据实时电压、电流等信息,采用大数据关联分析方法分析用电行为,例如聚类k-means算法,确定其用电负荷特性和突变信息。根据实际现场工作经验,一般重点排查以下异常组合:(1)有效开盖记录＋电能表停走:(2)有效开盖记录＋电压缺相:(3)有效开盖记录＋电流失流:(4)有效开盖记录＋负荷突变。

使用开盖记录＋计量异常的大数据方法锁定窃电嫌疑用户后,按照用户的管理单位进行协同现场核查,相较于以往的通过稽查人员现场定期检查、人工抄表、经举报到现场检查发现窃电,大大提高了反窃电查处效率,精准打击了窃电行为。

3开盖记录+计量异常查处方案

3.1有效开盖记录筛选

用户实施窃电、异常用电通常会采取打开电能表尾盖、大盖,破坏电能表的铅封等相关操作。通过读取主站采集的用户电能表开盖记录,同时比对营销系统和GIS等系统数据、采集系统中电能表的安装日期,重点锁定开盖时间晚于安装时间的用户,开盖时长需大于10min,窃电嫌疑用户大于2min,该开盖记录为有效开盖记录。

3.2计量异常排查

日常运行中的计量异常事件常常混杂在一起,需综合甄别分析,方法如下:

(1)比较其用电信息,电能表开盖前后3个月内日均用电量之差不应大于25%,如果存在多次开盖记录,则需要对每一次开盖前后用电量进行比较。

(2)依托采集系统中的采集运维闭环管理模块,选取电能表停走、电压断相、电流失流、电流不平衡等事件,深度分析电压、电流异常变化。

(3)分析设定阈值,其中电压分析额定电压的正负误差百分比为±15%,电流分析为电流不平衡度超限(某相电流大于20%Imax,不平衡度大于20%)日时长占比超20%。

(4)根据"用户档案"中用户接线方式、行业用电特性等相关信息对电压、电流曲线进行分析,判断是否存在失压、欠压、断相、失流、三相不平衡等情况。

(5)存在部分用户因用电特性导致三相用电不平衡或某相不用电,需要利用电压曲线、时间段实时电流曲线快速寻找异常突变点,进一步判断用户是否存在异常。当通过电压、电流曲线无法确认用户异常时间时,可通过观察其功率曲线变化的方法来初步判断用户异常发生时间。通常用户用电行为发生异常后,用户的功率值也随之异常浮动。

以失压为例,如图2所示,"负荷日数据"功能模块下可显示出用户的功率曲线,而图中的同期电压曲线情况可以印证该方法的可行性。

(6)对长期线损较大的线路、线损突增的线路进行全面仔细的排查,依托采集系统,融合多元系统数据进行关联分析,进一步分析异常突变点前后电量、业扩、线损等信息,对是否存在电量突变、线损突增等情况进行综合判断。

4开盖记录＋计量异常查处应用

4.1开盖记录＋计量异常反窃电流程

根据开盖记录＋计量异常分析、筛选和排查方法设计流程图,如图3所示,开盖记录＋任一计量异常都可通过该方法查处。

4.2开盖记录＋计量异常反窃电实例

国网和田公司在一次打击窃电专项行动中,以采集系统电能表开盖事件记录为源头,由此确定重点稽查清单,部分明细如图4所示。

逐一排查有开盖记录的用户,现场测量电能表进线电流并与电能表内部测量电流比较,对存在计量异常的电能表现场取证。此次行动开展五个月,共查出违约用电、窃电316起,共追补电量161.6万kw·h,追补电费73.77万元,收取违约使用电费221.31万元。现场稽查过程中发现有的窃电用户打开电能表封印及表盖,对表内电流取样回路进行短接。此窃电手法具有隐蔽性、专业性的特点,实际工作中很难发现,而采用开盖记录＋现场排查计量异常的方法却能快速准确地发现,及时为企业挽回损失。

不过,此次行动需对全部有开盖记录的电能表进行现场稽查,工作难度大且成本高。如采用本文提出的开盖记录筛选大数据分析方法,使用采集系统对计量异常进行有效的综合排查,将大大减小工作难度,提升工作成效。

5结语

本文从新疆电网反窃查违的实际出发,分析窃电的发展特点和趋势。采用电力用户用电信息采集系统等多源系统对电力用户用电行为进行分析,论证了基于开盖记录＋计量异常的反窃电查处原理。本文提出的方法以智能电能表开盖记录为出发点,通过分析窃电行为与用电信息采集系统中各种数据和各类计量异常之间的关联关系,基于有效开盖记录筛选和计量异常排查寻找异常突变点,来锁定窃电稽查的对象。

该方法的使用,不仅能有效查处传统的窃电行为,而且在专业化、隐蔽化的高科技窃电手段面前也能做到高效准确查处。与此同时,在工作中大大减少了反窃电成本,提高了用电稽查人员的工作效率,对保障供电企业的经济效益和电网的健康运行有着重要意义。