基于計量自動化系統的大用戶防竊電應用

劉斌

（云南電網有限責任公司昆明供電局，昆明 650100）

0 前言

竊電給安全用電帶來隱患，有必要對大用戶竊電的方式方法進行研究，以期更好地提高反竊電技術水平，降低電網企業損失。

1 竊電原理簡述及常見防竊電措施

1.1 竊電原理

電能計量裝置包括各種類型的電能表、計量用電壓、電流互感器及其二次回路、計量自動化終端設備。供電企業電能量計量由電能表和互感器變比計算獲取，電能表單相電源計量公式如下：

電網公司日常計算電量公式如下：

算費用電量公式如下：

式中p(t)—t時刻的瞬時功率；u(t)—t時刻的瞬時電壓；i(t)—t 時刻的瞬時電流；WP—t1到t2時間段內有功電能量，Φ為相位角，PT 和CT 分別為電壓互感器和電流互感器的變比。

因此只要想辦法改變用電電壓、電流、相位角、用電時間或者互感器變比中的任何一個要素都可以達到竊電的目的[1]。另外，通過采用改變電表本身的結構性能，改變電能表的電氣性能的手法[2]，使電表慢走，也可以達到竊電的目的。常見的竊電手段包括欠壓法竊電、欠流法竊電、移相法竊電、擴差法竊電和無表法竊電五大類[3]。竊電者往往考慮竊電方法的隱秘，不易被用電檢查發現或者在用電檢查工作人員到現場前容易及時恢復的方法，甚至有的大用戶選擇分時段在夜晚竊電，工作時間解除竊電措施等。

1.2 常見大用戶用電防竊電措施

1）采用專用計量柜（箱）防偽、防撬鉛封的方式。

2）安裝高壓側計量電能表。

3）安裝多功能電表，發生失壓、斷相、功率因數低、倒走時電表生成告警事件，計量自動化終端進行采集再上傳至計量自動化系統進行數據分析處理，但主站系統無法區分出是客戶竊電導致的事件還是客戶實際負荷情況下的報警。

4）基于高低壓測量點差動比對的防竊電方法[4]，獲取到高壓側的原始電能數據，與計量回路的用電數據對比，能夠有效發現各類竊電，但安裝維護需客戶停電配合，需額外安裝裝置，增加成本，同時影響供電質量。

5）基于狀態估計的新型竊電方法-虛假數據注入[5]，首先，在傳統的虛假數據注入模型基礎之上，得到了標準的 L0 范數優化模型，消除了變量系數對虛假數據注入向量精度的影響，基于脆弱性指標提出設置 PMU 的方法提高竊電成本和難度。文獻中所提出的方法存在防竊電手段實施困難，推廣難的問題。

6）開展周期檢查檢驗，不定期開展用電檢查工作。

圖1 防竊電應用結構圖

圖2 計量自動化系統進行竊電行為分析流程

2 計量自動化系統防竊電方法

當前，已經實現專變用戶負荷管理終端安裝覆蓋率100%，并實現了計量自動化系統為依托的遠程抄表應用、停電時間管理、電壓質量管理、負荷預測分析等。當前負荷管理終端接入計量回路，導致終端交流采樣模塊和電能表共用計量回路，電能量數據均來源于計量回路，無法發現電量數據的異常。現提出一種新型的基于計量自動化系統采集保護回路和計量回路的電能量數據，對相同時刻保護回路和計量回路的負荷、電量進行比較，主站監測到異常時間超過30 分鐘以上后，綜合對比歷史數據，生成告警事件。

方案利用現有符合南方電網負荷管理終端技術規范的終端，改變終端交流采樣接入方式，由和表計相同的計量回路調整至大客戶配電房站保護回路，終端對保護回路的電壓、電流進行采樣處理并傳送給計量自動化系統，保護回路和計量回路的到能量數據進行差動對比。發現30 分鐘以上差值異常（考慮到客戶保護回路的電壓電流互感器準確度問題，差值異常閥值設置為10%）的，主站發起客戶開關狀態招測，對用戶歷史用電信息進行對比，來判斷用戶是否存在竊電行為，實現在線監測，達到防竊電的目的。防竊電方案結構圖見圖1。

1）負荷控制管理終端直接采集到大客戶保護回路的電壓、電流、相位角數據，能夠與計量裝置回路的電能表電能量數據進行差異化比較，提供了一種發現竊電行為的追本溯源方法。

2）計量自動化系統通過230M 專網、GPRS、4G、以太網每天定時采集終端數據，數據采集可達到15 分鐘每次，為主站數據分析對比需要的日凍結、月凍結、負荷曲線、電量數據等提供數據支持。

3）當保護回路和電能表同一時刻點的電量差值相差10%，計量自動化系統將該用戶加入用電異常報警列表，同時跟蹤該用戶異常時刻起24 小時的用電負荷數據，若發生連續3 個時刻點電能量差值均存在，則判斷為竊電。反之，則作為異常報警，供工作人員參考。

4）在計量裝置故障情況下，保護回路的交流采樣電量數據可作為電費補收的依據，包括確定故障時間、確定用電量等。

5）計量自動化用戶竊電行為數據分析流程：計量自動化系統對保護回路和計量回路的電能量數據進行比較處理，展示成電能量曲線，使用者通過圖形能夠形象地判斷出竊電發生時間、竊電負荷等。若因計量裝置故障導致的電能量曲線不一致，系統判斷為電能計量裝置需運維。計量自動化系統進行竊電行為分析流程見圖2。

3 結束語

基于計量自動化系統的防竊電方案在竊電監測、查處工作可靠、準確，不需額外安裝裝置，且能夠為電費補收提供數據依據，同時計量自動化系統主站可以及時發現計量裝置是否發生故障，支持計量運維工作的開展。該方案在實際應用過程也存在一些不足，如竊電技術手段較為專業，竊電者同時對保護回路和計量回路實施竊電措施，負荷曲線仍一致，系統無法發現異常。下一步將考慮通過優化計量自動化系統電能量數據竊電分析的算法，比如應用大數據分析，用深度學習和CHAID 決策樹分類評估用戶的竊電嫌疑概率法[6]等，擴展竊電行為判斷規則庫，完善基于計量自動化系統專變用戶防竊電的應用。