用電監測方法及系統與流程

2023-05-20 18:35:32

本申請涉及電力技術領域，更具體地，是用電監測方法及系統。

背景技術：

供電公司是發電單位及用電用戶之間的橋梁，即發電廠等單位發送的電能需要通過供電公司傳送至各個用電用戶。從供電公司角度來講，其是通過銷售電能實現公司盈利，然而，用電用戶若存在竊電行為，則會給供電公司造成經濟損失。

個別或部分用戶的竊電行為可能影響整個電網的正常運行，從而導致其他合法用戶也無法正常用電。嚴重情況下，竊電行為不僅損害了電力企業的經濟利益，還可能引發電網事故，造成用戶財產遭受損失或相關人員生命健康遭受損害。

技術實現要素：

有鑑於此，本申請提供了一種用電監測方法，用以檢查用電用戶是否存在竊電情況，進而保證電網正常運行以及生命財產安全。另外，本申請還提供了用電監測系統，用以保證所述方法在實際中的應用及實現。

為實現所述目的，本申請提供的技術方案如下：

一種用電監測方法，包括：

從電力系統的用電信息資料庫中，獲得待監測區域的用戶的用電信息參數；

確定所述用電信息參數中的離散用電信息參數，並將所述離散用電信息參數對應的用戶確定為竊電疑似用戶；

獲取所述竊電疑似用戶的電能表的電力參數；

依據所述電壓參數，確定所述竊電疑似用戶的竊電方式。

可選地，所述從電力系統的用電信息資料庫中，獲得待監測區域的用戶的用電信息參數，包括：

從所述電力系統的用電信息資料庫中，獲得多個區域的用電線損率；

若某區域的用電線損率大於預設線損率閾值，則將該區域確定為待監測區域；

獲得所述待監測區域內所有用戶在一段時間內的日用電量；

可選地，所述確定所述用電信息參數中的離散用電信息參數，並將所述離散用電信息參數對應的用戶確定為竊電疑似用戶，包括：

針對每個用戶，根據該用戶在所述一段時間內的日用電量，計算該用戶在所述一段時間內的用電波動率；

若某用戶的用電波動率大於1，則將該用戶確定為竊電疑似用戶。

可選地，所述從電力系統的用電信息資料庫中，獲得待監測區域的用戶的用電信息參數，包括：

從電力系統的用電信息資料庫中，獲得待監測區域中屬於同一行業的多個用戶在同一時間段內的用電信息參數；

則所述確定所述用電信息參數中的離散用電信息參數，並將所述離散用電信息參數對應的用戶確定為竊電疑似用戶，包括：

針對每個用戶，將所述用戶在所述時間段內的用電信息參數繪製為用電參數曲線，得到多個用電參數曲線；

將多個所述用電參數曲線進行比對，以確定多個所述用電參數曲線中存在異常的用電參數曲線；

將所述存在異常的用電參數曲線對應的用戶確定為竊電疑似用戶。

可選地，所述從電力系統的用電信息資料庫中，獲得待監測區域的用戶的用電信息參數，包括：

從電力系統的用電信息資料庫中，獲得待監測區域中多個用戶在多個時間點的用電信息參數；

則所述確定所述用電信息參數中的離散用電信息參數，並將所述離散用電信息參數對應的用戶確定為竊電疑似用戶，包括：

按照時間點的先後順序，將每個用戶的多個時間點的用電信息參數繪製為每個用戶各自的用電參數曲線；

若某用戶的用電參數曲線中存在異常的用電信息參數，則確定該用戶為竊電疑似用戶，並將所述異常的用電信息參數對應的時間點確定為異常時間點。

可選地，所述獲取所述竊電疑似用戶的電能表的電力參數，包括：

若所述竊電疑似用戶的用電電路為三相三線方式，則從所述竊電疑似用戶的電能表中讀取AB相電壓值、BC相電壓值及線電壓之間的相角；

則所述依據所述電壓參數，確定所述竊電疑似用戶的竊電方式，包括：

若相角為正常相角且AB相電壓值小於或等於第一預設閾值，則確定所述竊電疑似用戶的竊電方式為失壓竊電，且A相迴路存在異常；

若相角為正常相角且AB相電壓值大於第一預設閾值但小於或等於第二預設閾值，則確定所述竊電疑似用戶的竊電方式為降壓竊電，且A相迴路存在異常；

若相角為正常相角且BC相電壓值小於或等於第一預設閾值，則確定所述竊電疑似用戶的竊電方式為失壓竊電，且C相迴路存在異常；

若相角為正常相角且BC相電壓值大於第一預設閾值但小於或等於第二預設閾值，則確定所述竊電疑似用戶的竊電方式為降壓竊電，且C相迴路存在異常；

若相角異常相角，則確定B相存在異常。

可選地，所述獲取所述竊電疑似用戶的電能表的電力參數，包括：

若所述竊電疑似用戶的用電電路為三相四線方式，則從所述竊電疑似用戶的電能表中讀取每個迴路的電壓；

則所述依據所述電壓參數，確定所述竊電疑似用戶的竊電方式，包括：

若某迴路的電壓小於或等於第一預設閾值，則確定所述竊電疑似用戶的竊電方式為失壓竊電，且該迴路存在異常；

若某迴路的電壓大於第一預設閾值且小於或等於第二預設閾值，則確定所述竊電疑似用戶的竊電方式為降壓竊電，且該迴路存在異常。

可選地，所述獲取所述竊電疑似用戶的電能表的電力參數，包括：

從所述竊電疑似用戶的電能表中讀取一段時間內的電壓值以及該時間段內從變壓器二次側獲得電流值；

則所述依據所述電壓參數，確定所述竊電疑似用戶的竊電方式，包括：

計算所述時間段內相同時間點的電壓值與電流值的比值；

若所述多個比值中存在離散比值，則確定所述竊電疑似用戶的竊電方式為分流竊電，並將所述離散比值對應的時間點確定為異常時間點。

本申請還提供了一種用電監測系統，包括用電監測主站及在線監測裝置；其中：

所述用電監測主站，用於從電力系統的用電信息資料庫中，獲得待監測區域的用戶的用電信息參數；以及確定所述用電信息參數中的離散用電信息參數，並將所述離散用電信息參數對應的用戶確定為竊電疑似用戶；

所述在線監測裝置，用於獲取所述竊電疑似用戶的電能表的電力參數；以及依據所述電壓參數，確定所述竊電疑似用戶的竊電方式。

可選地，所述在線監測裝置包括：無線探測單元及採集終端；

所述無線探測單元，用於採集一段時間內的變壓器側的電流，並將所述變壓器側的電流發送至所述採集終端；

所述採集終端，用於接收所述變壓器側的電流；從所述竊電疑似用戶的電能表中讀取所述一段時間內的電壓值；計算所述時間段內相同時間點的電壓值與電流值的比值；若所述多個比值中存在離散比值，則確定所述竊電疑似用戶的竊電方式為分流竊電，並將所述離散比值對應的時間點確定為異常時間點。

由以上技術方案可知，本申請提供的用電監測方法中，首先確定待監測區域，通過用戶在用電信息資料庫中的用電信息參數初步確定出竊電疑似用戶，再對竊電疑似用戶的電力數據進行監測，從而確定出疑似用戶是否為竊電用戶，且可以確定出竊電用戶的竊電方式。可見，本申請中對待監測區域中的用戶進行篩選，從而可以避免對某區域內全部的用戶進行監測，提高了監測效率，且可以確定出竊電方式，為下一步進行人工判斷提供依據。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請提供的用電監測方法的一種流程圖；

圖2為本申請提供的一種確定竊電疑似用戶的流程圖；

圖3為本申請提供的另一種確定竊電疑似用戶的流程圖；

圖4為本申請提供的又一種確定竊電疑似用戶的流程圖。

具體實施方式

下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申請保護的範圍。

為了準確且快速地監測出某個區域內是否存在竊電用戶，可以首先從待監測區域中確定出竊電疑似用戶，再對竊電疑似用戶進行重點監測。

對此，本申請提供了一種用電監測方法。見圖1，其示出了該用電監測方法的一種流程，具體包括以下步驟S101～步驟S104。

步驟S101：從電力系統的用電信息資料庫中，獲得待監測區域的用戶的用電信息參數。

其中，電力系統中設置有用電信息資料庫，該資料庫內保存有多個區域內的用戶的用電信息。本方法的執行裝置要對某區域內的用戶是否存在竊電行為進行監測，則可以從用電信息資料庫中，查找該區域內的用戶的用電信息參數。為了便於描述，可以將想要監測的區域成為待監測區域。待監測區域可以是監測人員確定的，或者可以通過用電線損率確定出來的。

因此，若某區域內存在竊電行為，則會導致該區域的用電線損率提高。用電線損率可以作為一項參數，存儲在用電信息資料庫中。因此，可以從電力系統的用電信息資料庫中，獲得多個區域的用電線損率；若某區域的用電線損率大於預設線損率閾值，則將該區域確定為待監測區域。

需要說明的是，用電信息資料庫中保存有各種用電信息參數，根據不同的監測方式，選擇該監測方式所需的用電信息參數。

步驟S102：確定用電信息參數中的離散用電信息參數，並將離散用電信息參數對應的用戶確定為竊電疑似用戶。

其中，用電信息資料庫極其龐大，如果依靠人力去甄別竊電數據，將耗費極大的人力物力，因此，本方法使用離群點數據挖掘算法，從大量的用電信息參數中，確定其中與其他用電信息參數明顯不同的用電信息參數，明顯不同的用電信息參數即離散用電信息參數。其中，明顯不同表示的該用電信息參數與用電信息參數的平均值的差值超過閾值，或者，明顯不同表示的是該用電信息參與大多數(可以使用比例值確定大多數)的用電信息參數不同。

確定用電信息參數中的離散用電信息參數可以使用繪製曲線圖的方式，即將用電信息參數繪製為曲線，從曲線中查找離散點，離散點即離散用電信息參數，該種方式比較直觀、簡單且容易實現。

步驟S103：獲取竊電疑似用戶的電能表的電力參數。

其中，由於竊電行為可以分為多種，不同的竊電行為所使用的電力參數不同。因此，可以根據可能存在的竊電行為，獲取該竊電行為對應的電力參數。例如，發明人根據研究發現，竊電方式一般包括兩種。第一種為降壓或失壓方式，則獲取電能表中的不同相對應的電壓，對電壓進行監測。第二種為分流方式，該方式需要使用用戶的電壓值與變壓器側的電流值的比值進行監測。兩種竊電方式具體的判斷過程參見以下說明，此處並不贅述。

步驟S104：依據電壓參數，確定竊電疑似用戶的竊電方式。

其中，不同的電壓參數與不同的判斷標準進行比較，從而確定出具體的竊電方式。同樣，不同的竊電方式對應不同的判斷標準。

另外，在某些情況下，本申請根據電壓參數不僅可以確定出竊電方式，還可以準確地確定出存在異常的迴路，為下一步人工對該異常迴路進行監測提供了依據。

由以上技術方案可知，本申請首先確定待監測區域，通過用戶在用電信息資料庫中的用電信息參數初步確定出竊電疑似用戶，再對竊電疑似用戶的電力數據進行監測，從而確定出疑似用戶是否為竊電用戶，且確定出竊電用戶的竊電方式。可見，本申請中對待監測區域中的用戶進行篩選，從而可以避免對某區域內全部的用戶進行監測，提高了監測效率，且可以確定出竊電方式，為下一步進行人工判斷提供依據。

以下具體說明確定竊電疑似用戶的幾種實現方式。

第一種實現方式見圖2，具體包括以下步驟S201～S203。

步驟S201：從電力系統的用電信息資料庫中，獲得待監測區域內所有用戶在一段時間內的日用電量。

其中，確定待監測區域後，從用電信息資料庫中，獲得該待監測區域內的所有用戶的日用電量，且日用電量為一段時間內的日用電量，例如，一段時間可以是但不限定於一年。

步驟S202：針對每個用戶，根據該用戶在一段時間內的日用電量，計算該用戶在一段時間內的用電波動率。

其中，每個用戶均對應有一個日用電量數據集合，包含該用戶一段時間內的日用電量。使用每個用戶的日用電量數據集合，計算該用戶在一段時間內的用電波動率。

具體的計算方式可以是方差計算公式即，D(x)＝E{∑[X-E(X)]2}；其中，X表示用戶的日用電量，D(x)表示用電波動率。使用該方差計算公式，計算每個用戶的用電波動率。

步驟S203：若某用戶的用電波動率大於1，則將該用戶確定為竊電疑似用戶。

其中，將用電波動率與1進行比較，若大於1，則說明該用戶在該段時間內某天或某些天用在明顯的用電異常，進而將其確定為竊電疑似用戶。

可見，本實現方式是獨立對每個用戶進行判斷，且使用的是用戶的用電波動率。

第二種確定竊電疑似用戶的實現方式見圖3，具體包括以下步驟S301～S303。

步驟S301：從電力系統的用電信息資料庫中，獲得待監測區域中多個用戶在多個時間點的用電信息參數。

其中，從用電信息資料庫中，獲得待監測區域中多個用戶的用電信息參數。每個用戶的用戶信息參數是均是多個時間點的用電信息參數，也就是說，每個用戶均對應有多個時間點的用電信息參數。

步驟S302：按照時間點的先後順序，將每個用戶的多個時間點的用電信息參數繪製為每個用戶各自的用電參數曲線。

其中，針對每個用戶，均執行步驟：按照時間點的先後順序，將用戶的多個時間點的用電信息參數繪製為用電參數曲線。

步驟S303：若某用戶的用電參數曲線中存在異常的用電信息參數，則確定該用戶為竊電疑似用戶，並將異常的用電信息參數對應的時間點確定為異常時間點。

其中，有多個用戶，則步驟S302會生成多條用電參數曲線。但是，這多條用電參數曲線之間並無參考作用。本步驟中，分別對每個用電參數曲線進行判斷，即判斷該用電參數曲線中是否包含存在異常的用電信息參數，具體的判斷方式可以是判斷用電參數曲線中是否包含離散用電信息參數，若包含，則說明存在異常的用電信息參數。

進而，將包含異常的用電信息參數的用電參數曲線對應的用戶確定為竊電疑似用戶。進一步地，還可以將異常的用電信息參數對應的時間點確定為異常時間點，為後續人工進行排查提供時間依據。

第三種確定竊電疑似用戶的實現方式見圖4，具體包括以下步驟S401～S404。

步驟S401：從電力系統的用電信息資料庫中，獲得待監測區域中屬於同一行業的多個用戶在同一時間段內的用電信息參數。

其中，確定待監測用戶中屬於同一行業的多個用戶，進而獲取該多個用戶的用電信息參數。需要說明的是，該用電信息參數是同一時間段的用電信息參數。

步驟S402：針對每個用戶，將用戶在時間段內的用電信息參數繪製為用電參數曲線，得到多個用電參數曲線。

其中，針對每個用戶，均通過以下步驟得到每個用戶的用電參數曲線：按照時間點的先後順序，將該用戶的多個用電信息參數排列，進而繪製為用電參數曲線。有多個用戶，則會繪製到多個用電參數曲線。

步驟S403：將多個用電參數曲線進行比對，以確定多個用電參數曲線中存在異常的用電參數曲線。

其中，將每個用戶的用電信息參數與其他用戶的用電信息參數進行比較，具體地，將同一時間點的每個用戶的用電信息參數進行比較，若某用戶與其他用戶的平均值的差值較大或者與大部分用戶的不同，則確定該用戶的用電參數曲線為異常的用電參數曲線，從而執行步驟S404。

步驟S404：將存在異常的用電參數曲線對應的用戶確定為竊電疑似用戶。

可見，本實現方式是將多個用戶的用電信息參數進行關聯比較，從多個用戶的用電信息參數中，查找到明顯與其他不同的用電信息參數，從而確定出竊電疑似用戶。該種方式中，所選擇的多個用戶為同一行業的用戶，一般地，同一行業的用戶的用電情況較為相似，因此，通過比較可以找到到竊電疑似用戶。

第二種實現方式中，如果某個用戶某個時間點(如某日)存在竊電行為，而其他時間正常用電，那麼竊電時間點數據將會是異常的，可以利用離群點挖掘監測出來；如果該用戶是竊電日期很長，可能達到幾個月甚至幾年，那麼它的歷史數據也是竊電數據，缺乏正常的範疇也就無法監測出離群點。同時，用戶的用電特性受天氣、用戶的社會行為等因素影響，用電參數曲線也有很大的差別，所以，將單一用戶的採樣數據作為時序序列進行離群點挖掘具有一定局限性，準確性較低。本實現方式中，同一行業全部用戶竊電的可能性不大，環境因素對同一地區同類行業的影響差異也不大，因此，該實現方式所確定的竊電疑似用戶的準確性較高。

以上介紹了三種確定竊電疑似用戶的實現方式，在確定出竊電疑似用戶後，需要對竊電疑似用戶進行重點排查。

發明人根據研究發現，竊電方式一般包括：降壓或失壓方式、分流方式。根據不同的竊電方式，具體地以下提供了三種排查方式。

第一種排查方式。

若竊電疑似用戶的用電電路為三相三線方式，則從竊電疑似用戶的電能表中讀取AB相電壓值、BC相電壓值及線電壓之間的相角。

其中，降低電壓方式，主要是擰松接線端子，以增大接觸電阻，電壓迴路串聯電阻。該種降壓方式根據電路方式不同分為：三相三線制降壓及三相四線制降壓。不同的降壓方式的判斷方式不同。若降壓情況嚴重則會變為失壓。

從電能表讀取AB相電壓值、BC相電壓值及線電壓之間的相角。若相角為正常相角且AB相電壓值小於預設閾值，則確定A相迴路存在異常。若相角為正常相角且BC相電壓值小於預設閾值，則確定C相迴路存在異常。若相角異常相角，則確定B相存在異常。

在實際應用中，預設閾值可以是兩個，即第一預設閾值及第二預設閾值，第一預設閾值為電壓額定值的十分之一，第二預設閾值為電壓額定值的十分之八。上述判斷中，若小於或等於第一預設閾值則確定失壓異常，若小於或等於第二預設閾值但大於第一預設閾值則確定為降壓異常。具體來看：

若相角為正常相角且AB相電壓值小於或等於第一預設閾值，則確定竊電疑似用戶的竊電方式為失壓竊電，且A相迴路存在異常；若相角為正常相角且AB相電壓值大於第一預設閾值但小於或等於第二預設閾值，則確定竊電疑似用戶的竊電方式為降壓竊電，且A相迴路存在異常；若相角為正常相角且BC相電壓值小於或等於第一預設閾值，則確定竊電疑似用戶的竊電方式為失壓竊電，且C相迴路存在異常；若相角為正常相角且BC相電壓值大於第一預設閾值但小於或等於第二預設閾值，則確定竊電疑似用戶的竊電方式為降壓竊電，且C相迴路存在異常；若相角異常相角，則確定B相存在異常。

第二種排查方式。

若竊電疑似用戶的用電電路為三相四線方式，則從竊電疑似用戶的電能表中讀取每個迴路的電壓。

從電能表讀取每個迴路的電壓，將每個電壓與預設閾值進行比較。將電壓小於預設電壓的迴路確定為異常迴路。

同樣，預設閾值可以包括兩個，即第一預設閾值及第二預設閾值，第一預設閾值為電壓額定值的十分之一，第二預設閾值為電壓額定值的十分之八。上述判斷中，若小於第一預設閾值則確定失壓異常，若小於第二預設閾值但大於第一預設閾值則確定為降壓異常。具體來看：

若某迴路的電壓小於或等於第一預設閾值，則確定竊電疑似用戶的竊電方式為失壓竊電，且該迴路存在異常；若某迴路的電壓大於第一預設閾值且小於或等於第二預設閾值，則確定竊電疑似用戶的竊電方式為降壓竊電，且該迴路存在異常。

第三種排查方式。

從竊電疑似用戶的電能表中讀取一段時間內的電壓值以及該時間段內從變壓器二次側獲得電流值。

分流方式是對電能表電流迴路短接或者開路電流迴路進行分流竊電。電能表電流迴路短接分流竊電採取的手段是在電能表內部或外部用導線將電能表的電流迴路短接或者繞越計量表，使流過電能表線圈的電流減小從而減少計量。分流嚴重情況下則為失流，失流是直接斷開電流迴路，導致無電流通過從而並未產生任何電流計數。

可以理解的是，用戶繞越計量表前後，電能表測得的電壓值與變壓器側的電流值的比值有明顯的變化，分流前的比值大於分流後的比值，根據電壓電流的比值變化，便可以判斷用戶是否存在分流竊電行為。

因此，監測時，可以從用戶電能表中讀取電壓值以及從變壓器二次側獲得電流值，然後獲得二者的比值。將一段時期內的比值繪製為比值曲線圖，若比值曲線圖中存在離散的比值點，則確定該用戶存在分流竊電行為。具體地：

計算時間段內相同時間點的電壓值與電流值的比值；若多個比值中存在離散比值，則確定竊電疑似用戶的竊電方式為分流竊電，並將離散比值對應的時間點確定為異常時間點。

可以理解的是，供電公司在遠距離傳輸電能的情況下，為了減少電能功率損失，採用高壓輸電的方式。然而，用戶所使用的電力為低壓，因此，供電公司的輸電系統中包含變壓器，以將高壓轉換為低壓。具體地，變壓器的前側為供電公司發送的高電壓，簡稱高壓側，變壓器的後側為降低後的電壓，以使用戶能夠正常用電，該側可以稱為低壓側。需要說明的是，若變壓器側的電流值為高壓側的電流值，需要使用該電流值得到低壓側電流，進而計算的比值為低壓側電流值與電壓值的比值。

另外，本申請還提供了一種用電監測系統，包括用電監測主站及在線監測裝置；其中：

用電監測主站，用於從電力系統的用電信息資料庫中，獲得待監測區域的用戶的用電信息參數；以及確定用電信息參數中的離散用電信息參數，並將離散用電信息參數對應的用戶確定為竊電疑似用戶；

在線監測裝置，用於獲取竊電疑似用戶的電能表的電力參數；以及依據電壓參數，確定竊電疑似用戶的竊電方式。

具體地，在線監測裝置包括：無線探測單元及採集終端；

無線探測單元，用於採集一段時間內的變壓器側的電流，並將變壓器側的電流發送至採集終端；

採集終端，用於接收變壓器側的電流；從竊電疑似用戶的電能表中讀取一段時間內的電壓值；計算時間段內相同時間點的電壓值與電流值的比值；若多個比值中存在離散比值，則確定竊電疑似用戶的竊電方式為分流竊電，並將離散比值對應的時間點確定為異常時間點。

需要說明但是，採集終端採集到的是變壓器高壓側的電流值，需要使用該電流值得到低壓側電流，進而計算的比值為低壓側電流值與電壓值的比值。

需要說明的是，本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。

還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括上述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本申請。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本申請將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。