一種基于用電信息采集系統(tǒng)的差異化防竊電監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于用電信息采集系統(tǒng)的差異化防竊電系統(tǒng)，通過對企業(yè)用戶用電的大量數(shù)據(jù)進行分析挖掘，并從季節(jié)、月用電量、線損、單耗等八個方面確定出用電指標(biāo)評價體系，再依據(jù)構(gòu)建的指標(biāo)評價體系從用電信息采集系統(tǒng)中提取所需的數(shù)據(jù)并將提取的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后輸送到數(shù)學(xué)模型構(gòu)建模塊中完成數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，然后根據(jù)數(shù)學(xué)模型輸出結(jié)果劃分出用電信用等級，最后在用電信用等級確立的基礎(chǔ)上建設(shè)用電監(jiān)控及視頻取證系統(tǒng)，本發(fā)明系統(tǒng)不僅為提高電網(wǎng)安全，創(chuàng)建和諧的用電環(huán)境創(chuàng)造了便利，同時為電力部門打擊企業(yè)竊電行為提供了強有力的工具。
【專利說明】
一種基于用電信息采集系統(tǒng)的差異化防竊電監(jiān)測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種防竊電監(jiān)測系統(tǒng)，具體的說是涉及一種基于用電信息采集系統(tǒng)的差異化防竊電監(jiān)測系統(tǒng)，屬電網(wǎng)電力系統(tǒng)防竊電技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國“十二五”科技發(fā)展規(guī)劃中對建設(shè)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)工作，提高電網(wǎng)安全，確保電能計量準(zhǔn)確，創(chuàng)造和諧有序用電環(huán)境有提出要求。但是目前我國供電企業(yè)在電量自動化管理方面的技術(shù)相對落后，雖然電力企業(yè)積累了大量的歷史用電數(shù)據(jù)，但絕大多數(shù)企業(yè)面對大量用戶歷史電量信息，并不能高效的對用電數(shù)據(jù)和竊電行為進行分析，難以監(jiān)測出具體的竊電企業(yè)用戶。隨著電網(wǎng)線路的線損率居高不下，竊電現(xiàn)象的日趨嚴(yán)重，導(dǎo)致電力部門的經(jīng)濟損失巨大。因此，提高供電可靠性和供電質(zhì)量是目前亟待解決的問題。
[0003]雖然目前在電力電網(wǎng)系統(tǒng)中已有了用電信息采集系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，且在用電信息數(shù)據(jù)反饋、負(fù)荷調(diào)控和應(yīng)急指揮等方面發(fā)揮了良好的效果，同時該用電信息采集系統(tǒng)也具備有線損管理的功能，但是依然很難準(zhǔn)確定位出存在竊電行為的具體用電企業(yè)，缺少有力的工具及數(shù)據(jù)來開展電量追捕工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于用電信息采集系統(tǒng)的差異化防竊電監(jiān)測系統(tǒng)，以便于電力部門能夠快速準(zhǔn)確的定位出存在竊電行為的企業(yè)，并為電力部門對竊電企業(yè)展開偵查與追蹤工作提供便利。
[0005]為實現(xiàn)上述目，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]—種基于用電信息采集系統(tǒng)的差異化防竊電監(jiān)測系統(tǒng)，包含用電信息采集系統(tǒng)模塊、樣本數(shù)據(jù)模塊、指標(biāo)評價體系構(gòu)建模塊、數(shù)學(xué)模型構(gòu)建模塊、用電信用等級輸出模塊及監(jiān)控取證模塊，所述的用電信息采集系統(tǒng)模塊用于收集和儲存企業(yè)的用電信息數(shù)據(jù)，所述的指標(biāo)評價體系模塊包含數(shù)據(jù)清理模塊、數(shù)據(jù)集成模塊及數(shù)據(jù)選擇模塊，用于從所述用電信息采集系統(tǒng)中提取能全面反映竊電情況的各項指標(biāo)，并將這些指標(biāo)數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式整理成為標(biāo)準(zhǔn)的輸入向量或矩陣，所述的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建模塊包含數(shù)據(jù)變換模塊、數(shù)據(jù)挖掘模塊、模式評估模塊，用于將在所述指標(biāo)評價體系中處理過后的數(shù)據(jù)在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，所述的樣本數(shù)據(jù)模塊，用于收集存儲已知的樣本數(shù)據(jù)，用于在系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型構(gòu)建時進行輔助驗證優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，所述用戶信用等級輸出模塊用于輸出用戶的用電信用等級，其用戶用電信息等級劃分是依據(jù)輸出的數(shù)學(xué)模型來判斷的，所述的監(jiān)控取證系統(tǒng)模塊是基于用戶用電信用等級的劃分結(jié)果用于對存在竊電行為的企業(yè)展開偵查和追蹤的系統(tǒng)工具。
[0007]進一步，上述用電信息采集系統(tǒng)是智能用電管理、服務(wù)的技術(shù)支持系統(tǒng)，為管理信息系統(tǒng)提供及時、完整、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)用電數(shù)據(jù)，其采集的對象包括專線用戶以及各類專用變壓器用戶等，其采集的信息數(shù)據(jù)包含實時數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)，事件數(shù)據(jù)。
[0008]進一步，上述指標(biāo)評價體系是通過對當(dāng)前各種竊電方式，用戶信息采集系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)以及參考供電行業(yè)同行對竊電嫌疑系數(shù)產(chǎn)生影響的指標(biāo)等因素的分析基礎(chǔ)所上構(gòu)建的，其包含有用電信息的基礎(chǔ)指標(biāo)和擴充指標(biāo)。
[0009]進一步，上述構(gòu)建的指標(biāo)評價體系中的指標(biāo)既是要能全面反映用戶竊電的實際情況，同時還要考慮到信息的有效性、數(shù)據(jù)采集、計算量等的實際情況。
[0010]進一步，上述用電信息的基礎(chǔ)指標(biāo)包含月用電量、用表類型、所在臺區(qū)線損、三相不平衡率以及功率因數(shù)；
[0011]進一步，上述用電信息的基礎(chǔ)指標(biāo)中的月用電量指標(biāo)在電力用戶沒有增加生產(chǎn)設(shè)備，沒有采取節(jié)能措施的情況下，相鄰月份或每年相同月份的用電量應(yīng)該相距不大；
[0012]進一步，上述用電信息的基礎(chǔ)指標(biāo)中的用表類型指標(biāo)，包含機械表和電子表，根據(jù)不同用表類型取不同的值；
[0013]進一步，上述用電信息的基礎(chǔ)指標(biāo)中的所在臺區(qū)線損指標(biāo)，參照國家標(biāo)準(zhǔn)，高壓企業(yè)正常臺區(qū)線損應(yīng)在10%左右，所以在臺區(qū)用戶沒有發(fā)生變化的情況下，一個臺區(qū)的線損率應(yīng)該處于相對穩(wěn)定的水平；
[0014]進一步，上述用電信息的基礎(chǔ)指標(biāo)中的三相不平衡率指標(biāo)，是指三相電壓不平衡率，用于表示三相電壓間的差異大小以及反映欠壓等異?，F(xiàn)象；
[0015]進一步，上述用電信息的基礎(chǔ)指標(biāo)中的功率因數(shù)指標(biāo)，是一個穩(wěn)定值，它與電量的使用時間無關(guān)，在排除用戶加裝或新裝使用電容自動補償裝置的情況下，它一般不會出現(xiàn)突升突降現(xiàn)象；
[0016]進一步，上述用電信息的擴充指標(biāo)，包含月份、用戶節(jié)能等級及用戶單耗。
[0017]進一步，上述用電信息的擴充指標(biāo)中的月份指標(biāo)，表示不同氣溫條件對用戶用電量需求的影響，據(jù)調(diào)查，當(dāng)溫度在16 °C到2 6 °C時，對用戶用電量影響可以忽略；
[0018]進一步，上述用電信息的擴充指標(biāo)中的用戶節(jié)能等級指標(biāo)，表征電力用戶的生產(chǎn)節(jié)能水平，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在本發(fā)明中將用戶能效等級分為5級，分別是能效水平最高、能效水平較高、能效水平一般、能效水平較低、能效水平最低；
[0019]進一步，上述用電信息的擴充指標(biāo)中的用戶單耗，指生產(chǎn)單位數(shù)量的產(chǎn)品所消耗的電能量，企業(yè)的單耗在排除采取節(jié)能措施的情況下，應(yīng)該保持在一個相對穩(wěn)定的水平上，因此單耗可以反應(yīng)企業(yè)的運行情況。
[0020]進一步，上述數(shù)學(xué)模型屬于離線模型，而構(gòu)建數(shù)學(xué)模型所用的數(shù)據(jù)是基于指標(biāo)評價體系從用電信息采集系統(tǒng)中獲得的，因此，建立指標(biāo)評價體系也可不需要實時在線的數(shù)據(jù)。
[0021]進一步，上述數(shù)學(xué)模型是采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)支撐構(gòu)建而來的，且是結(jié)合其他已知的樣本數(shù)據(jù)經(jīng)過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱不斷優(yōu)化而成的最優(yōu)模型。
[0022]進一步，上述樣本數(shù)據(jù)包含已知存在竊電行為的樣本數(shù)據(jù)和不存在竊電行為的樣本數(shù)據(jù)。
[0023]進一步，上述數(shù)學(xué)模型預(yù)測輸出與實際輸出是趨于一致的。
[0024]進一步，上述數(shù)學(xué)模型輸出的結(jié)果為竊電嫌疑系數(shù)。
[0025]進一步，上述用電信用等級是根據(jù)竊電嫌疑系數(shù)出現(xiàn)的頻率劃分的。
[0026]進一步，上述用電信用等級分為A、B、C和D四類，A類表示用戶信用等級很好，B類表示用戶信用等級良好，C類表示用戶信用等級較好，D類表示用戶信用等級差。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下效益:
[0028](I)建立了完備的電力用戶用電狀態(tài)指標(biāo)評價系體系，為進行用電行為數(shù)據(jù)挖掘分析奠定了基礎(chǔ)；
[0029](2)通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)將用電信息采集系統(tǒng)采集的大量原始數(shù)據(jù)信息進行處理，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類技術(shù)分析數(shù)據(jù)，可為每一類數(shù)據(jù)找到一種適合的數(shù)學(xué)模型，不僅處理速度快，而且計算精度高；
[0030](3)通過對各種竊電類型的異常狀態(tài)進行分析，建立用戶用電狀態(tài)評價數(shù)學(xué)模型，可快速獲得企業(yè)的竊電嫌疑因子，進而快速掌握各企業(yè)用戶的用電狀態(tài)，為開展偵查工作和計量裝置檢查工作提供依據(jù)，有效地抑制竊電行為。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)實施流程圖
[0032]圖中:I一用電信息采集系統(tǒng)模塊;2—樣本數(shù)據(jù)模塊;3—指標(biāo)評價體系模塊;4-數(shù)學(xué)模型構(gòu)建模塊;5—用電信用等級輸出模塊;6—監(jiān)控取證系統(tǒng)模塊;7—數(shù)據(jù)清理模塊；8——數(shù)據(jù)集成模塊;9一數(shù)據(jù)選擇模塊；1—數(shù)據(jù)變換模塊;11 一數(shù)據(jù)挖掘模塊;12—模式評估模塊。
【具體實施方式】
[0033]現(xiàn)結(jié)合附圖1進一步說明本發(fā)明是如何實施的:
[0034]本發(fā)明一種基于用電信息采集系統(tǒng)的差異化防竊電監(jiān)測系統(tǒng)，包含用電信息采集系統(tǒng)模塊1、樣本數(shù)據(jù)模塊2、指標(biāo)評價體系模塊3、數(shù)學(xué)模型構(gòu)建模塊4、用電信用等級輸出模塊5及監(jiān)控取證系統(tǒng)模塊6，所述的用電信息采集系統(tǒng)模塊I用于收集和儲存企業(yè)的用電信息數(shù)據(jù)，所述的指標(biāo)評價體系模塊I包含數(shù)據(jù)清理模塊7、數(shù)據(jù)集成模塊8及數(shù)據(jù)選擇模塊9，用于從所述的用電信息采集系統(tǒng)模塊I中提取能全面反映竊電情況的各項指標(biāo)，并將這些指標(biāo)數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式整理成為標(biāo)準(zhǔn)的輸入向量或矩陣，所述的數(shù)學(xué)模型構(gòu)建模塊4包含數(shù)據(jù)變換模塊10、數(shù)據(jù)挖掘模塊11、模式評估模塊12，用于將在所述的指標(biāo)評價體系中處理過后的數(shù)據(jù)利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具實現(xiàn)數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，所述的樣本數(shù)據(jù)模塊2，用于收集已知的存在竊電行為的數(shù)據(jù)和沒有竊電行為的數(shù)據(jù)，其作用是用于在系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型構(gòu)建時進行輔助驗證優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，所述用戶信用等級輸出模塊5用于輸出用戶的用電信用等級，其用戶用電信息等級劃分是依據(jù)輸出的數(shù)學(xué)模型來判斷的，所述的監(jiān)控取證系統(tǒng)模塊6是基于所述的用戶用電信用等級的劃分結(jié)果用于對存在竊電行為的企業(yè)展開偵查和追蹤的系統(tǒng)工具。
[0035]本發(fā)明一種基于用電信息采集系統(tǒng)的差異化防竊電監(jiān)測系統(tǒng)具體實施步驟為:首先通過對大量的歷史企業(yè)用電信息數(shù)據(jù)、已知的多種竊電方式以及參考供電同行對竊電嫌疑系數(shù)產(chǎn)生影響的指標(biāo)等的分析完成系統(tǒng)防竊電指標(biāo)評價體系的構(gòu)建，然后依據(jù)構(gòu)建的指標(biāo)評價體系從用電信息采集系統(tǒng)中提取所需的數(shù)據(jù)，并將提取到的數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式整理成為標(biāo)準(zhǔn)的輸入向量或矩陣，其次將整理后的數(shù)據(jù)在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中進行歸一化處理，使其數(shù)據(jù)限制在[0，I]區(qū)間內(nèi)，同時確定模型的隱含層數(shù)、神經(jīng)元的數(shù)目、學(xué)習(xí)速率、目標(biāo)誤差以及選取合適的激活函數(shù)，在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成初步數(shù)學(xué)模型建立，緊接著將已知的樣本數(shù)據(jù)輸送到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中進行輔助交叉驗證和進一步的優(yōu)化模型，將誤差值降至最低，從而輸出最接近實際情況的用電狀態(tài)評價數(shù)學(xué)模型，再接著根據(jù)輸出的數(shù)學(xué)模型進行用戶信用等級劃分，最后針對其中用電信用等級差的用戶展開竊電行為的偵查取證工作。
[0036]本發(fā)明的技術(shù)主要應(yīng)用于電力行業(yè)，通過對企業(yè)用電信息的獲得，提取所需指標(biāo)進行數(shù)據(jù)處理，然后作為本發(fā)明中的數(shù)學(xué)模型輸入，從而可得到用戶的信用等級，進而為竊電取證提供了便利。
[0037]本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知的技術(shù)。
[0038]應(yīng)理解到的是:上述實施方案只是對本發(fā)明的說明，而不是對本發(fā)明的限制，任何不超出本發(fā)明實質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于用戶用電信息采集系統(tǒng)的差異化防竊電監(jiān)測系統(tǒng)，包含有用電信息采集系統(tǒng)模塊、樣本數(shù)據(jù)模塊、指標(biāo)評價體系模塊、數(shù)學(xué)模型構(gòu)建模塊、用戶用電信用等級輸出模塊及監(jiān)控取證模塊，其特征在于:所述的用電信息采集系統(tǒng)用于采集儲存企業(yè)的用電信息數(shù)據(jù)，所述的指標(biāo)評價體系模塊包含數(shù)據(jù)清理模塊、數(shù)據(jù)集成模塊及數(shù)據(jù)選擇模塊，用于提取能全面反映竊電實際情況的各項指標(biāo)，所述數(shù)學(xué)模型構(gòu)建模塊包含數(shù)據(jù)變換模塊、數(shù)據(jù)挖掘模塊、模式評估模塊，用于將提取的數(shù)據(jù)進行數(shù)學(xué)模型的轉(zhuǎn)化，所述樣本數(shù)據(jù)模塊用于收集存儲已知的用電樣本數(shù)據(jù)，用于驗證和進一步的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，所述用戶信用等級輸出模塊，用于對用電信用等級結(jié)果輸出，所述的監(jiān)控取證模塊用于對存在竊電行為的企業(yè)進行偵查和追蹤取證。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于用戶用電信息采集系統(tǒng)的差異化防竊電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的指標(biāo)評價體系模塊中的指標(biāo)評價體系是通過對當(dāng)前多種竊電方式，用戶信息采集系統(tǒng)采集到的歷史數(shù)據(jù)以及參考供電行業(yè)同行對竊電嫌疑系數(shù)產(chǎn)生影響的指標(biāo)分析基礎(chǔ)上建立的，其包含有用電?目息的基礎(chǔ)指標(biāo)和擴充指標(biāo)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于用戶用電信息采集系統(tǒng)的差異化防竊電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的用電信息基礎(chǔ)指標(biāo)包含月用電量、用表類型、所在臺區(qū)線損、三相不平衡率以及功率因數(shù)，所述用電信息擴充指標(biāo)包含月份、用戶節(jié)能等級及用戶單耗。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于用戶用電信息采集系統(tǒng)的差異化防竊電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)模型構(gòu)建模塊中建立的數(shù)學(xué)模型其支撐數(shù)據(jù)是基于用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)和指標(biāo)評價體系提取到的，是利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具所建出的最優(yōu)數(shù)學(xué)模型。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于用戶用電信息采集系統(tǒng)的差異化防竊電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)學(xué)模型屬于離線模型，所述數(shù)學(xué)模型的輸出結(jié)果為竊電嫌疑系數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于用戶用電信息采集系統(tǒng)的差異化防竊電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的用戶用電信用等級是竊電嫌疑系數(shù)出現(xiàn)的頻率劃分為A、B、C和D四類，A類表示用戶信用等級很好，B類表示用戶信用等級良好，C類表示用戶信用等級較好，D類表示用戶信用等級差。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于用戶用電信息采集系統(tǒng)的差異化防竊電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)控取證系統(tǒng)模塊是針對用電信用等級為D的企業(yè)用戶展開偵查和追蹤工作。
【文檔編號】G06F17/30GK106097137SQ201610409017
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月13日
【發(fā)明人】張東輝, 張建民, 趙園, 程昱舒, 錢進, 孫香德, 沈楊, 黃思旭
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山西省電力公司計量中心, 南京南瑞集團公司, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司, 武漢瑞萊保能源技術(shù)有限公司