引言

電力為經(jīng)濟快速發(fā)展提供了保障,確保供電可靠、計量準(zhǔn)確是一項服務(wù)社會的公用事業(yè)。在我國經(jīng)濟總量持續(xù)上升的背景下,全社會用電總量也穩(wěn)固增長。然而竊電行為屢禁不絕、一再發(fā)生,并且隨著社會科技水平的提高,先進的科技技術(shù)已被應(yīng)用于竊電,竊電方式從野蠻攻擊計量裝置發(fā)展為更加隱蔽化和專業(yè)化的外部信號干擾竊電。

長期以來,竊電行為一直是影響電網(wǎng)健康運行的因素,同時也使得供電企業(yè)的合法經(jīng)濟利益受到了損害,為應(yīng)對竊電手法的不斷發(fā)展,研究與時俱進、適應(yīng)新形勢變化的反竊電查處方法勢在必行。

用電信息采集系統(tǒng)(AdvancedMeteringInfrastruc-ture,AMI)的大面積應(yīng)用,推動了用戶端智能電能表安裝的普及,電力公司由此取得了海量的用戶計量數(shù)據(jù),使得基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的竊電用戶檢測方案具備良好的技術(shù)可行性。

采集系統(tǒng)包含海量的用電客戶用電信息數(shù)據(jù),以此作為技術(shù)支撐平臺進行技術(shù)檢測是應(yīng)對非法竊電行為的關(guān)鍵。

本文提出的基于開蓋記錄＋計量異常的反竊電查處方法能夠有效挖掘出采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)中隱藏的用電信息,結(jié)合多源系統(tǒng)數(shù)據(jù),對電力用戶的用電行為作出全面分析,提煉總結(jié)竊電行為的特征,精確定位識別竊電用戶。

1竊電與反竊電分析

1.1竊電的發(fā)展趨勢

1.1.1竊電手段多樣化

傳統(tǒng)的竊電手段有改變電流回路或電壓回路正確接線的失流與失壓竊電,對計量線路進行分流的分流竊電,在計量電路中接入電容、電感的移相竊電等。根據(jù)電動機額定電流,智能控制器設(shè)定防盜電調(diào)壓節(jié)能裝置的保護電流限值,若發(fā)生竊電將導(dǎo)致三相電流不平衡。隨著科技進步,倒表器竊電、使用有線或無線遙控方式竊電、利用強磁場、高壓放電等多類竊電方式頻繁出現(xiàn),竊電手段呈現(xiàn)多樣化趨勢。

1.1.2竊電行為隱蔽化

近些年來,已查處多起借助磁場干擾、無線遙控裝置、表前分流、強磁鐵、10kV搭接等竊取電量的案例,這類竊電行為隱蔽,不開表箱、不動鉛封,現(xiàn)場恢復(fù)迅速,給反竊電工作造成了一定的麻煩。

1.1.3竊電技術(shù)專業(yè)化

國網(wǎng)新疆電力有限公司自2022年開展反竊查違專項行動以來,先后發(fā)現(xiàn)多起團伙作案,竊電人員呈現(xiàn)職業(yè)化趨勢。團體竊電行為在用電量相對較大的企業(yè)、單位出現(xiàn)比較多,其試圖通過竊電來節(jié)省生產(chǎn)成本:更有竊電團體以"節(jié)電器"等名義上門推銷竊電工具,并提供技術(shù)支持,形成了科研攻關(guān)產(chǎn)供銷黑色鏈條,竊電技術(shù)向?qū)I(yè)化的方向發(fā)展。

1.2反竊電現(xiàn)狀概述

供電企業(yè)首先需要發(fā)現(xiàn)電能系統(tǒng)中的竊電行為,而要穩(wěn)準(zhǔn)狠地發(fā)現(xiàn)竊電行為發(fā)生的位置和竊電的數(shù)量,就需要先進的現(xiàn)代化電能計量裝置和在線檢測技術(shù),由于部分供電企業(yè)并沒有真正意義上做到對用電檢查工作的重視,在進行用電檢查工作時,仍舊使用傳統(tǒng)的用電檢查方式,這就導(dǎo)致一些現(xiàn)代化的竊電技術(shù)不能夠被發(fā)現(xiàn),從而使竊電行為愈發(fā)猖獗[3]。為此,供電企業(yè)建立了全方位聯(lián)動機制,與相關(guān)執(zhí)法部門一起加大打擊力度,結(jié)合反竊電典型案例,通過新聞媒體廣泛宣傳,震懾竊電者,普及合法用電知識,加強對竊電稽查人員專業(yè)素質(zhì)和專業(yè)技能的培養(yǎng)。

在反竊電技術(shù)方面,涌現(xiàn)了許多新型計量裝置,如具備查詢表計開蓋記錄和信息功能的智能電能表可對竊電行為進行取證。此外,供電企業(yè)開發(fā)了采集系統(tǒng)、營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)等反竊電信息平臺。供電企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的發(fā)展需要依靠科技創(chuàng)新來推動,反竊電計量裝置的研發(fā)與反竊電系統(tǒng)的創(chuàng)新為企業(yè)帶來了直接、顯著的經(jīng)濟效益,引領(lǐng)了反竊電工作的技術(shù)變革。

2開蓋記錄+計量異常分析方法

基于大數(shù)據(jù)的反竊電通常以開表蓋為竊電線損分析源頭,查詢用戶計量異常、用電異常等事件發(fā)生的時間及實時用電現(xiàn)狀,以事件的級別和性質(zhì)進行大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析,查找具有竊電特征的重點用戶。

大數(shù)據(jù)反竊電識別手段包含四類:(1)開蓋記錄＋計量異常:(2)開蓋記錄＋用電異常:(3)典型用戶負荷率異常/季節(jié)性用戶用電量分布異常＋計量異常:(4)線損異常＋售電量突降。如圖1所示,通過對用電信息采集系統(tǒng)、營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、GIS和MDS系統(tǒng)等不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行多維度挖掘分析,找出各數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián),將數(shù)據(jù)隱藏的價值最大化,通過開蓋記錄、計量異常、用電異常、線損異常等信息,可以快速找到竊電嫌疑用戶并查處。本文以開蓋記錄＋計量異常分析為技術(shù)主線,依托采集系統(tǒng)將各類數(shù)據(jù)多維度進行對比分析,通過大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析找出不同數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系,將用戶的真實用電情況展現(xiàn)出來并與異常數(shù)據(jù)對比,進而分析出用戶的異常用電情況。

用電信息采集系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)采集、方向控制、綜合應(yīng)用、運行維護等功能,其通過信息收集層的接收端采集并整理用戶的用電信息、耗電量、用電損耗,然后將這些信息傳送到信息運作層的終端,不同的企業(yè)單位根據(jù)自己的崗位職責(zé)對這些信息進行提取分析。當(dāng)前新疆采集覆蓋率穩(wěn)定在99.85%以上,全量采集成功率也基本達到了98.80%以上,能夠滿足遠程采集功能對開蓋記錄采集質(zhì)量的要求。

改表竊電或表計故障都會造成智能電能表產(chǎn)生開蓋記錄,開蓋記錄＋計量異常分析方法,是一種基于采集系統(tǒng)的海量用電客戶用電信息的分析方法。它以采集系統(tǒng)全事件電表事件查詢?yōu)榛A(chǔ),"開表蓋""開端鈕蓋"記錄為竊電線損分析源頭,追溯關(guān)聯(lián)用戶計量異常發(fā)生的時間及當(dāng)前用電現(xiàn)狀。通過篩選有效開蓋記錄,進一步排查是否存在電壓斷缺相、電量差動異常、電流失流、反向有功示值大于0、電能表示值停走、相序異常、電能費率設(shè)置等異常。根據(jù)實時電壓、電流等信息,采用大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析方法分析用電行為,例如聚類k-means算法,確定其用電負荷特性和突變信息。根據(jù)實際現(xiàn)場工作經(jīng)驗,一般重點排查以下異常組合:(1)有效開蓋記錄＋電能表停走:(2)有效開蓋記錄＋電壓缺相:(3)有效開蓋記錄＋電流失流:(4)有效開蓋記錄＋負荷突變。

使用開蓋記錄＋計量異常的大數(shù)據(jù)方法鎖定竊電嫌疑用戶后,按照用戶的管理單位進行協(xié)同現(xiàn)場核查,相較于以往的通過稽查人員現(xiàn)場定期檢查、人工抄表、經(jīng)舉報到現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)竊電,大大提高了反竊電查處效率,精準(zhǔn)打擊了竊電行為。

3開蓋記錄+計量異常查處方案

3.1有效開蓋記錄篩選

用戶實施竊電、異常用電通常會采取打開電能表尾蓋、大蓋,破壞電能表的鉛封等相關(guān)操作。通過讀取主站采集的用戶電能表開蓋記錄,同時比對營銷系統(tǒng)和GIS等系統(tǒng)數(shù)據(jù)、采集系統(tǒng)中電能表的安裝日期,重點鎖定開蓋時間晚于安裝時間的用戶,開蓋時長需大于10min,竊電嫌疑用戶大于2min,該開蓋記錄為有效開蓋記錄。

3.2計量異常排查

日常運行中的計量異常事件常常混雜在一起,需綜合甄別分析,方法如下:

(1)比較其用電信息,電能表開蓋前后3個月內(nèi)日均用電量之差不應(yīng)大于25%,如果存在多次開蓋記錄,則需要對每一次開蓋前后用電量進行比較。

(2)依托采集系統(tǒng)中的采集運維閉環(huán)管理模塊,選取電能表停走、電壓斷相、電流失流、電流不平衡等事件,深度分析電壓、電流異常變化。

(3)分析設(shè)定閾值,其中電壓分析額定電壓的正負誤差百分比為±15%,電流分析為電流不平衡度超限(某相電流大于20%Imax,不平衡度大于20%)日時長占比超20%。

(4)根據(jù)"用戶檔案"中用戶接線方式、行業(yè)用電特性等相關(guān)信息對電壓、電流曲線進行分析,判斷是否存在失壓、欠壓、斷相、失流、三相不平衡等情況。

(5)存在部分用戶因用電特性導(dǎo)致三相用電不平衡或某相不用電,需要利用電壓曲線、時間段實時電流曲線快速尋找異常突變點,進一步判斷用戶是否存在異常。當(dāng)通過電壓、電流曲線無法確認用戶異常時間時,可通過觀察其功率曲線變化的方法來初步判斷用戶異常發(fā)生時間。通常用戶用電行為發(fā)生異常后,用戶的功率值也隨之異常浮動。

以失壓為例,如圖2所示,"負荷日數(shù)據(jù)"功能模塊下可顯示出用戶的功率曲線,而圖中的同期電壓曲線情況可以印證該方法的可行性。

(6)對長期線損較大的線路、線損突增的線路進行全面仔細的排查,依托采集系統(tǒng),融合多元系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)分析,進一步分析異常突變點前后電量、業(yè)擴、線損等信息,對是否存在電量突變、線損突增等情況進行綜合判斷。

4開蓋記錄＋計量異常查處應(yīng)用

4.1開蓋記錄＋計量異常反竊電流程

根據(jù)開蓋記錄＋計量異常分析、篩選和排查方法設(shè)計流程圖,如圖3所示,開蓋記錄＋任一計量異常都可通過該方法查處。

4.2開蓋記錄＋計量異常反竊電實例

國網(wǎng)和田公司在一次打擊竊電專項行動中,以采集系統(tǒng)電能表開蓋事件記錄為源頭,由此確定重點稽查清單,部分明細如圖4所示。

逐一排查有開蓋記錄的用戶,現(xiàn)場測量電能表進線電流并與電能表內(nèi)部測量電流比較,對存在計量異常的電能表現(xiàn)場取證。此次行動開展五個月,共查出違約用電、竊電316起,共追補電量161.6萬kw·h,追補電費73.77萬元,收取違約使用電費221.31萬元?，F(xiàn)場稽查過程中發(fā)現(xiàn)有的竊電用戶打開電能表封印及表蓋,對表內(nèi)電流取樣回路進行短接。此竊電手法具有隱蔽性、專業(yè)性的特點,實際工作中很難發(fā)現(xiàn),而采用開蓋記錄＋現(xiàn)場排查計量異常的方法卻能快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn),及時為企業(yè)挽回損失。

不過,此次行動需對全部有開蓋記錄的電能表進行現(xiàn)場稽查,工作難度大且成本高。如采用本文提出的開蓋記錄篩選大數(shù)據(jù)分析方法,使用采集系統(tǒng)對計量異常進行有效的綜合排查,將大大減小工作難度,提升工作成效。

5結(jié)語

本文從新疆電網(wǎng)反竊查違的實際出發(fā),分析竊電的發(fā)展特點和趨勢。采用電力用戶用電信息采集系統(tǒng)等多源系統(tǒng)對電力用戶用電行為進行分析,論證了基于開蓋記錄＋計量異常的反竊電查處原理。本文提出的方法以智能電能表開蓋記錄為出發(fā)點,通過分析竊電行為與用電信息采集系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)和各類計量異常之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,基于有效開蓋記錄篩選和計量異常排查尋找異常突變點,來鎖定竊電稽查的對象。

該方法的使用,不僅能有效查處傳統(tǒng)的竊電行為,而且在專業(yè)化、隱蔽化的高科技竊電手段面前也能做到高效準(zhǔn)確查處。與此同時,在工作中大大減少了反竊電成本,提高了用電稽查人員的工作效率,對保障供電企業(yè)的經(jīng)濟效益和電網(wǎng)的健康運行有著重要意義。