數據稽查系統在用電檢查中的應用

摘要：用電檢查系統是保障電力傳輸質量、提升電力企業盈利空間的重要保證。在用電檢查中，存在諸如工作效率不高、準確度難以得到保證等缺陷。為了解決以上問題，該文結合用電檢查的工作特點設計了一種數據稽查系統，利用各種智能傳感器采集供配電相關數據，對這些數據進行統計分析后給出電能質量是否滿足使用需求以及是否存在漏電、竊電等事故的判斷。

關鍵詞：數據稽查；用電檢查；供配電；反竊電

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.12.057

中圖分類號：TM 933.4；TP 3" " " " " " 文獻標志碼：B" " " " " " 文章編碼：1672-7274（2024）12-0-03

Application of Data Inspection System in Electricity Inspection

WANG Xiangyu

（State Grid Jibei Electric Power Co.， Ltd. Chicheng County Power Supply Branch， Zhangjiakou 075000， China）

Abstract： The electricity inspection system is an important guarantee for ensuring the quality of power transmission and improving the profitability of power enterprises. In electrical inspection， there are defects such as low work efficiency and difficulty in ensuring accuracy. In order to solve the above problems， this article designs a data inspection system based on the working characteristics of electricity inspection. Various intelligent sensors are used to collect power supply and distribution related data， and statistical analysis is conducted on these data to determine whether the power quality meets the usage requirements and whether there are accidents such as leakage and theft of electricity.

Keywords： data inspection; electricity inspection; power supply and distribution; anti electricity theft

為了保證電力傳輸質量，同時提升電力生產企業的盈利空間，有必要建立用電檢查系統，開展高效的用電檢查工作。數據稽查方法可以提高用電檢查工作的效率和準確度，為構建智能電網奠定基礎[1，2]。

1" "電力用電檢查工作特點

1.1 業務組成

電力用電檢查包括電力輸出質量監測、電力系統工作狀態檢測和電力營銷計費復核三個基本組成部分，每個部分由不同的業務構成。電力用電檢查工作的業務組成如圖1所示。

由圖1可以看出，電力用電檢查系統的各個組成部分兼顧不同的功能和屬性。其中，電力輸出質量監測和電力營銷計費復核分別屬于外向型的功能組分，分別負責對電力系統的輸出質量和輸出電價進行監測以及復核，確保電能質量符合用戶使用需求、電價準確無誤；電力系統工作狀態監測屬于內向型的功能組分，負責對系統內各種電氣設備的工作狀態進行監測，一旦發現隱患及時給出報警信號，避免供配電設備帶故障工作。

1.2 重要作用

（1）電力輸出質量監測功能為社會生產獲得高效的電能質量提供了保障。用電檢查系統是連接社會生產企業和發電站的中樞，發電站生產的電能經過用電檢查系統進行電能質量復核后輸送到社會生產企業。在用電檢查系統內部，對發電站輸送的電能進行質量監測，包括核算功率、確定是否存在電壓和電流的超額波動以及是否存在雜波。一旦檢測到出現不符合用電輸出規范的電能，用電檢查系統立即發出報警信號，由人工進行核實后給出是否繼續供電的處理意見。只有通過用電檢查系統復核且質量符合用戶使用標準的電能，才會持續穩定地供給給社會生產企業。可以說，用電檢查系統對發電站輸出電能進行質量把關，確保社會生產企業不間斷地獲得穩定的高質量電能[3]。

（2）電力系統工作狀態檢測功能為電力企業穩定運行提供了基本保障。電力企業穩定運行是社會生產企業獲得高質量電能的根本，同時也是提升市場競爭力并獲得盈利增長點的關鍵。電力企業頻繁出現供配電故障，會影響社會生產企業的用電感受與生產效率，會削弱社會生產企業的需求黏性，進而減少盈利增長點。用電檢查為電力生產企業提供了設備工作狀態檢測能力，利用多型傳感器對電力生產與調度設備的工作狀態進行實時監測，給出運轉是否良好的判斷。基于用電檢查系統的工作狀態監測功能，讓電力企業具備了相關設備的實時監測能力，可以提前發現設備運行故障并給出警示信息，同時根據設備工作狀態是否超負荷做出啟動備份的決定，進而有效提升電力設備工作效率，為電力企業穩定運行提供堅實的基礎[4]。

（3）電力營銷計費復核功能為電力企業擁有持續盈利能力提供重要保證。電力企業的盈利能力來自于兩個主要方面，一方面需要為社會生產企業提供持續穩定的高質量電能，不斷擴大用戶群體數量；另一方面需要加強電能營銷計價管理，對電能價格和供配電方案進行在線復核，力爭做到對電能價格進行實時調整和監測、對用戶供配電方案隨用戶使用需求的變化進行在線調整，盡力做到對電能價格和供配電方案精準掌握，根據電能價格以及供配電方案的變化動態調整電能的生產與配給，減少電力企業的資源浪費與無效調度，提高電力企業每度電的性價比，從而實現穩定盈利[5]。

1.3 現存問題

（1）數字化與智能化程度不高，影響了用電檢查的綜合效率。用電檢查系統對電力設備所提供的電能及相關工作狀態進行實時不間斷監測，單位時間內采集的數據不僅數量大、而且類型多樣。對于這些數據，利用人工判讀的方法難以發現變化規律，很難給出關于電力運行質量的建設性判斷意見。但是，這些數據中間存在相互耦合關系，比如，功率的變化與電流以及電壓質量變化密切相關，同時還受到雜波干擾的影響。此外，這些數據量巨大，利用傳統方法進行分析不僅浪費計算資源，還存在結果不精確、難以發現變化規律等缺陷。因此，針對用電數據開發智能化的判讀方法、結合電力設備工作狀態構建數字化的檢測方案，對提高用電檢查系統的實用性具有重要意義。

（2）反竊電能力弱，影響了用電檢查系統的電力管理綜合能力。竊電問題是電力系統內一直存在的頑疾，不僅影響著電力企業綜合能力的創新發展，也給電力企業帶來了不良的社會負面影響。竊電的方法與手段多樣化，比如，通過失壓或者欠壓方式進行竊電、通過分流移相的方式進行竊電、通過斷流的方式進行竊電，等等。這些方式很多時候簡單地依靠人工作業很難發現，不能有效杜絕。目前用電檢查系統的反竊電能力較弱，究其原因，一方面是反竊電難以利用傳統技術實現，另一方面是用電檢查系統處于初步開發和建設階段，很多功能還沒有完善或者成體系建設。綜上，在用電檢查系統中集成反竊電功能，不僅可以拓展用電檢查系統的應用，還可以有效杜絕反竊電現象，為電力行業高質量運轉提供重要保障。

2" "數據稽查系統概況

2.1 基本定義

數據稽查系統是一個廣義的概念，理論上凡是基于采樣數據開展規律分析與功能拓展的設備系統均可以被稱為數據稽查系統。在用電檢查系統中，數據稽查系統的主要作用是對輸出電能質量和計價以及系統內各種電氣設備的工作狀態進行監測，對采集到的數據進行聚類分析，從數據中發現系統的運行規律和當前工作狀態。一旦出現異樣數據，數據稽查系統立即給出警報信號，必要時提供輔助信息確定故障的基本情況，幫助工作人員快速做出排查故障的決策方案。

2.2 作用特點

（1）實現用電系統工作狀態監測的數字化與智能化。數據稽查系統對用電系統實施不間斷監測，采集系統內部各種電氣設備的工作數據，對輸出電能的質量和電價進行復核。對這些采集到的數據被集中分析，并且快速給出分析結果。不同于傳統的人工狀態監測與數據判讀方法，利用數據稽查系統不僅可以快速分析數據并得出結果，還可以以多種可視化的方式對數據的變化規律進行表達。因此，數據稽查系統是提高用電檢查工作數字化與智能化水平的基礎，利用數據稽查系統可以減少人工投入并提高工作效率和準確度。

（2）減少用電系統出現竊電事故的概率并提升供配電工作的安全性。對于電力用電檢查工作，竊電事故具有惡劣的影響且不容易發現。當前，竊電事故主要靠人工巡查和舉報的方式進行偵破，不僅工作效率不高，還存在證據難以獲取的難題。利用數據稽查系統可以快速發現竊電事故的“蛛絲馬跡”。當電能數據出現尖峰式或者斷崖式變化時，如果排除供配電設備的運行故障后，這種變化趨勢仍然無法消除，最大的可能就是出現了竊電事故。此時，應該發出事故排查警報，組織人力進行檢查。此外，利用數據稽查系統可以發現供配電過程中短路、漏電等風險隱患，在避免電力資源浪費的同時提升用電系統的工作安全性。

3" "用電檢查中的數據稽查系統構建方法

3.1 系統架構

為了對用電系統進行高效的狀態監測并獲知供配電費用復核基本信息，同時對竊電、漏電、短路等安全事故隱患進行實時探測，用電檢查數據稽查系統采用層次化的邏輯架構實現。在用電檢查系統中，數據稽查系統的基本架構如圖2所示。

在圖2中，數據稽查系統主要由現場檢查層、數據通信層、軟件分析層三個主要部分和一個數據可視化顯示層構成。其中，現場檢查層位于數據稽查系統的最底層且直接與用電檢查系統連接，用于對供配電電能質量和費用數據進行采集；數據通信層位于數據稽查系統的第二層，用于將現場檢查獲得的數據上傳至中心服務器，供服務器進行分析；軟件分析層位于數據稽查系統的最上層，與中心服務器融合且實時調取現場監測數據并快速給出分析結果，必要時將分析結果進行可視化顯示；數據可視化顯示層位于用戶監控端，將數據分析結果可視化顯示后供工作人員審閱。

3.2 功能實現

（1）現場檢查層。該層集成了各種物理傳感器，傳感器被置于供配電設備中。這些傳感器用于監測供配電系統的輸出電能質量，包括電壓、電流、功率的實時數據以及雜波擾動等。此外，還有部分傳感器用于監測供配電設備的工作狀態和環境參數，工作狀態數據包括振動量、工作溫度、控制信號等，環境參數包括環境溫度、環境濕度等。這些數據具有不同的量值和單位，被傳感器采集后通過數據通信層向中心計算機傳輸。

（2）數據傳輸層。該層主要由各種總線設備構成。這些總線具有較大的數據帶寬，單位時間內傳輸的數據量較大，不會出現數據擁堵現象。總線具備雙向數據傳輸的能力，采集到的數據可以由現場檢查層經過總線設備傳輸至中心服務器和軟件分析層，數據分析結果和控制傳感器啟停操作指令等可以通過總線設備由中心服務器和軟件分析層傳輸至現場檢查層。

（3）軟件分析層。該層與中心服務器互相融合，共同對數據傳輸層上傳的數據進行統計分析。軟件分析層中數據分析的基本流程如圖3所示。

在圖3中，對數據傳輸層上傳至中心服務器內的數據首先進行聚類分析，通過聚類可以識別不同的數據類型，并將數據按照類型進行歸類；經過聚類的數據，每種類型被集中在一個數據包中，每一個數據包代表數據稽查系統的一個不同的物理量。數據包內的數據被歸一化處理，之后進行統計規律分析。經過統計規律分析，可以獲知不同類型數據的均值、方差、協方差等信息。利用這些數據可以對用電檢查系統的工作狀態進行評價。將數據分析結果與實時采集到的數據進行比對，計算對比偏差。如果對比偏差超過設定閾值，表示供配電系統極有可能出現運行故障，數據稽查系統立即發出報警信號，指導工作人員進行狀態復查；如果對比偏差在設定閾值之內，代表供配電系統工作狀態穩定，重新進行下一輪的數據迭代對比。

為了判斷用戶電力消費情況，同時確保不會出現計費錯誤的情況，數據稽查系統內集成了智能能耗監控與反竊電信息平臺。通過安裝防竊電裝置、電壓損耗計等設備，對電力系統中的電流、功率、電壓等參數進行實時監控。當一組參數變化時，就能確定出現竊電情況。同時，還可以在相關的設備中設置報警裝置，向檢查人員發出報警。

4" "結束語

供配電質量是用電系統工作性能的重要表征，是高效滿足用電需求的基礎。為了對供配電系統進行用電檢查，可以開發數據稽查系統。基于數據稽查系統，可以利用各種智能傳感器采集供配電相關數據，對這些數據進行統計分析后給出電能質量是否滿足使用需求以及是否存在漏電、竊電等事故的判斷。數據稽查系統是提高供配電質量的重要保證，可以有效降低供配電公司的不可控損失，提高用電檢查的工作效益。

參考文獻

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[5] 孫鳳華．用電檢查中的計量問題分析[J]．集成電路應用，2023，40（3）：104-105．