用电监测方法及系统与流程

本申请涉及电力技术领域，更具体地，是用电监测方法及系统。

背景技术：

供电公司是发电单位及用电用户之间的桥梁，即发电厂等单位发送的电能需要通过供电公司传送至各个用电用户。从供电公司角度来讲，其是通过销售电能实现公司盈利，然而，用电用户若存在窃电行为，则会给供电公司造成经济损失。

个别或部分用户的窃电行为可能影响整个电网的正常运行，从而导致其他合法用户也无法正常用电。严重情况下，窃电行为不仅损害了电力企业的经济利益，还可能引发电网事故，造成用户财产遭受损失或相关人员生命健康遭受损害。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供了一种用电监测方法，用以检查用电用户是否存在窃电情况，进而保证电网正常运行以及生命财产安全。另外，本申请还提供了用电监测系统，用以保证所述方法在实际中的应用及实现。

为实现所述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种用电监测方法，包括：

从电力系统的用电信息数据库中，获得待监测区域的用户的用电信息参数；

确定所述用电信息参数中的离散用电信息参数，并将所述离散用电信息参数对应的用户确定为窃电疑似用户；

获取所述窃电疑似用户的电能表的电力参数；

依据所述电压参数，确定所述窃电疑似用户的窃电方式。

可选地，所述从电力系统的用电信息数据库中，获得待监测区域的用户的用电信息参数，包括：

从所述电力系统的用电信息数据库中，获得多个区域的用电线损率；

若某区域的用电线损率大于预设线损率阈值，则将该区域确定为待监测区域；

获得所述待监测区域内所有用户在一段时间内的日用电量；

可选地，所述确定所述用电信息参数中的离散用电信息参数，并将所述离散用电信息参数对应的用户确定为窃电疑似用户，包括：

针对每个用户，根据该用户在所述一段时间内的日用电量，计算该用户在所述一段时间内的用电波动率；

若某用户的用电波动率大于1，则将该用户确定为窃电疑似用户。

可选地，所述从电力系统的用电信息数据库中，获得待监测区域的用户的用电信息参数，包括：

从电力系统的用电信息数据库中，获得待监测区域中属于同一行业的多个用户在同一时间段内的用电信息参数；

则所述确定所述用电信息参数中的离散用电信息参数，并将所述离散用电信息参数对应的用户确定为窃电疑似用户，包括：

针对每个用户，将所述用户在所述时间段内的用电信息参数绘制为用电参数曲线，得到多个用电参数曲线；

将多个所述用电参数曲线进行比对，以确定多个所述用电参数曲线中存在异常的用电参数曲线；

将所述存在异常的用电参数曲线对应的用户确定为窃电疑似用户。

可选地，所述从电力系统的用电信息数据库中，获得待监测区域的用户的用电信息参数，包括：

从电力系统的用电信息数据库中，获得待监测区域中多个用户在多个时间点的用电信息参数；

则所述确定所述用电信息参数中的离散用电信息参数，并将所述离散用电信息参数对应的用户确定为窃电疑似用户，包括：

按照时间点的先后顺序，将每个用户的多个时间点的用电信息参数绘制为每个用户各自的用电参数曲线；

若某用户的用电参数曲线中存在异常的用电信息参数，则确定该用户为窃电疑似用户，并将所述异常的用电信息参数对应的时间点确定为异常时间点。

可选地，所述获取所述窃电疑似用户的电能表的电力参数，包括：

若所述窃电疑似用户的用电电路为三相三线方式，则从所述窃电疑似用户的电能表中读取AB相电压值、BC相电压值及线电压之间的相角；

则所述依据所述电压参数，确定所述窃电疑似用户的窃电方式，包括：

若相角为正常相角且AB相电压值小于或等于第一预设阈值，则确定所述窃电疑似用户的窃电方式为失压窃电，且A相回路存在异常；

若相角为正常相角且AB相电压值大于第一预设阈值但小于或等于第二预设阈值，则确定所述窃电疑似用户的窃电方式为降压窃电，且A相回路存在异常；

若相角为正常相角且BC相电压值小于或等于第一预设阈值，则确定所述窃电疑似用户的窃电方式为失压窃电，且C相回路存在异常；

若相角为正常相角且BC相电压值大于第一预设阈值但小于或等于第二预设阈值，则确定所述窃电疑似用户的窃电方式为降压窃电，且C相回路存在异常；

若相角异常相角，则确定B相存在异常。

可选地，所述获取所述窃电疑似用户的电能表的电力参数，包括：

若所述窃电疑似用户的用电电路为三相四线方式，则从所述窃电疑似用户的电能表中读取每个回路的电压；

则所述依据所述电压参数，确定所述窃电疑似用户的窃电方式，包括：

若某回路的电压小于或等于第一预设阈值，则确定所述窃电疑似用户的窃电方式为失压窃电，且该回路存在异常；

若某回路的电压大于第一预设阈值且小于或等于第二预设阈值，则确定所述窃电疑似用户的窃电方式为降压窃电，且该回路存在异常。

可选地，所述获取所述窃电疑似用户的电能表的电力参数，包括：

从所述窃电疑似用户的电能表中读取一段时间内的电压值以及该时间段内从变压器二次侧获得电流值；

则所述依据所述电压参数，确定所述窃电疑似用户的窃电方式，包括：

计算所述时间段内相同时间点的电压值与电流值的比值；

若所述多个比值中存在离散比值，则确定所述窃电疑似用户的窃电方式为分流窃电，并将所述离散比值对应的时间点确定为异常时间点。

本申请还提供了一种用电监测系统，包括用电监测主站及在线监测装置；其中：

所述用电监测主站，用于从电力系统的用电信息数据库中，获得待监测区域的用户的用电信息参数；以及确定所述用电信息参数中的离散用电信息参数，并将所述离散用电信息参数对应的用户确定为窃电疑似用户；

所述在线监测装置，用于获取所述窃电疑似用户的电能表的电力参数；以及依据所述电压参数，确定所述窃电疑似用户的窃电方式。

可选地，所述在线监测装置包括：无线探测单元及采集终端；

所述无线探测单元，用于采集一段时间内的变压器侧的电流，并将所述变压器侧的电流发送至所述采集终端；

所述采集终端，用于接收所述变压器侧的电流；从所述窃电疑似用户的电能表中读取所述一段时间内的电压值；计算所述时间段内相同时间点的电压值与电流值的比值；若所述多个比值中存在离散比值，则确定所述窃电疑似用户的窃电方式为分流窃电，并将所述离散比值对应的时间点确定为异常时间点。

由以上技术方案可知，本申请提供的用电监测方法中，首先确定待监测区域，通过用户在用电信息数据库中的用电信息参数初步确定出窃电疑似用户，再对窃电疑似用户的电力数据进行监测，从而确定出疑似用户是否为窃电用户，且可以确定出窃电用户的窃电方式。可见，本申请中对待监测区域中的用户进行筛选，从而可以避免对某区域内全部的用户进行监测，提高了监测效率，且可以确定出窃电方式，为下一步进行人工判断提供依据。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的用电监测方法的一种流程图；

图2为本申请提供的一种确定窃电疑似用户的流程图；

图3为本申请提供的另一种确定窃电疑似用户的流程图；

图4为本申请提供的又一种确定窃电疑似用户的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了准确且快速地监测出某个区域内是否存在窃电用户，可以首先从待监测区域中确定出窃电疑似用户，再对窃电疑似用户进行重点监测。

对此，本申请提供了一种用电监测方法。见图1，其示出了该用电监测方法的一种流程，具体包括以下步骤S101～步骤S104。

步骤S101：从电力系统的用电信息数据库中，获得待监测区域的用户的用电信息参数。

其中，电力系统中设置有用电信息数据库，该数据库内保存有多个区域内的用户的用电信息。本方法的执行装置要对某区域内的用户是否存在窃电行为进行监测，则可以从用电信息数据库中，查找该区域内的用户的用电信息参数。为了便于描述，可以将想要监测的区域成为待监测区域。待监测区域可以是监测人员确定的，或者可以通过用电线损率确定出来的。

因此，若某区域内存在窃电行为，则会导致该区域的用电线损率提高。用电线损率可以作为一项参数，存储在用电信息数据库中。因此，可以从电力系统的用电信息数据库中，获得多个区域的用电线损率；若某区域的用电线损率大于预设线损率阈值，则将该区域确定为待监测区域。

需要说明的是，用电信息数据库中保存有各种用电信息参数，根据不同的监测方式，选择该监测方式所需的用电信息参数。

步骤S102：确定用电信息参数中的离散用电信息参数，并将离散用电信息参数对应的用户确定为窃电疑似用户。

其中，用电信息数据库极其庞大，如果依靠人力去甄别窃电数据，将耗费极大的人力物力，因此，本方法使用离群点数据挖掘算法，从大量的用电信息参数中，确定其中与其他用电信息参数明显不同的用电信息参数，明显不同的用电信息参数即离散用电信息参数。其中，明显不同表示的该用电信息参数与用电信息参数的平均值的差值超过阈值，或者，明显不同表示的是该用电信息参与大多数(可以使用比例值确定大多数)的用电信息参数不同。

确定用电信息参数中的离散用电信息参数可以使用绘制曲线图的方式，即将用电信息参数绘制为曲线，从曲线中查找离散点，离散点即离散用电信息参数，该种方式比较直观、简单且容易实现。

步骤S103：获取窃电疑似用户的电能表的电力参数。

其中，由于窃电行为可以分为多种，不同的窃电行为所使用的电力参数不同。因此，可以根据可能存在的窃电行为，获取该窃电行为对应的电力参数。例如，发明人根据研究发现，窃电方式一般包括两种。第一种为降压或失压方式，则获取电能表中的不同相对应的电压，对电压进行监测。第二种为分流方式，该方式需要使用用户的电压值与变压器侧的电流值的比值进行监测。两种窃电方式具体的判断过程参见以下说明，此处并不赘述。

步骤S104：依据电压参数，确定窃电疑似用户的窃电方式。

其中，不同的电压参数与不同的判断标准进行比较，从而确定出具体的窃电方式。同样，不同的窃电方式对应不同的判断标准。

另外，在某些情况下，本申请根据电压参数不仅可以确定出窃电方式，还可以准确地确定出存在异常的回路，为下一步人工对该异常回路进行监测提供了依据。

由以上技术方案可知，本申请首先确定待监测区域，通过用户在用电信息数据库中的用电信息参数初步确定出窃电疑似用户，再对窃电疑似用户的电力数据进行监测，从而确定出疑似用户是否为窃电用户，且确定出窃电用户的窃电方式。可见，本申请中对待监测区域中的用户进行筛选，从而可以避免对某区域内全部的用户进行监测，提高了监测效率，且可以确定出窃电方式，为下一步进行人工判断提供依据。

以下具体说明确定窃电疑似用户的几种实现方式。

第一种实现方式见图2，具体包括以下步骤S201～S203。

步骤S201：从电力系统的用电信息数据库中，获得待监测区域内所有用户在一段时间内的日用电量。

其中，确定待监测区域后，从用电信息数据库中，获得该待监测区域内的所有用户的日用电量，且日用电量为一段时间内的日用电量，例如，一段时间可以是但不限定于一年。

步骤S202：针对每个用户，根据该用户在一段时间内的日用电量，计算该用户在一段时间内的用电波动率。

其中，每个用户均对应有一个日用电量数据集合，包含该用户一段时间内的日用电量。使用每个用户的日用电量数据集合，计算该用户在一段时间内的用电波动率。

具体的计算方式可以是方差计算公式即，D(x)＝E{∑[X-E(X)]²}；其中，X表示用户的日用电量，D(x)表示用电波动率。使用该方差计算公式，计算每个用户的用电波动率。

步骤S203：若某用户的用电波动率大于1，则将该用户确定为窃电疑似用户。

其中，将用电波动率与1进行比较，若大于1，则说明该用户在该段时间内某天或某些天用在明显的用电异常，进而将其确定为窃电疑似用户。

可见，本实现方式是独立对每个用户进行判断，且使用的是用户的用电波动率。

第二种确定窃电疑似用户的实现方式见图3，具体包括以下步骤S301～S303。

步骤S301：从电力系统的用电信息数据库中，获得待监测区域中多个用户在多个时间点的用电信息参数。

其中，从用电信息数据库中，获得待监测区域中多个用户的用电信息参数。每个用户的用户信息参数是均是多个时间点的用电信息参数，也就是说，每个用户均对应有多个时间点的用电信息参数。

步骤S302：按照时间点的先后顺序，将每个用户的多个时间点的用电信息参数绘制为每个用户各自的用电参数曲线。

其中，针对每个用户，均执行步骤：按照时间点的先后顺序，将用户的多个时间点的用电信息参数绘制为用电参数曲线。

步骤S303：若某用户的用电参数曲线中存在异常的用电信息参数，则确定该用户为窃电疑似用户，并将异常的用电信息参数对应的时间点确定为异常时间点。

其中，有多个用户，则步骤S302会生成多条用电参数曲线。但是，这多条用电参数曲线之间并无参考作用。本步骤中，分别对每个用电参数曲线进行判断，即判断该用电参数曲线中是否包含存在异常的用电信息参数，具体的判断方式可以是判断用电参数曲线中是否包含离散用电信息参数，若包含，则说明存在异常的用电信息参数。

进而，将包含异常的用电信息参数的用电参数曲线对应的用户确定为窃电疑似用户。进一步地，还可以将异常的用电信息参数对应的时间点确定为异常时间点，为后续人工进行排查提供时间依据。

第三种确定窃电疑似用户的实现方式见图4，具体包括以下步骤S401～S404。

步骤S401：从电力系统的用电信息数据库中，获得待监测区域中属于同一行业的多个用户在同一时间段内的用电信息参数。

其中，确定待监测用户中属于同一行业的多个用户，进而获取该多个用户的用电信息参数。需要说明的是，该用电信息参数是同一时间段的用电信息参数。

步骤S402：针对每个用户，将用户在时间段内的用电信息参数绘制为用电参数曲线，得到多个用电参数曲线。

其中，针对每个用户，均通过以下步骤得到每个用户的用电参数曲线：按照时间点的先后顺序，将该用户的多个用电信息参数排列，进而绘制为用电参数曲线。有多个用户，则会绘制到多个用电参数曲线。

步骤S403：将多个用电参数曲线进行比对，以确定多个用电参数曲线中存在异常的用电参数曲线。

其中，将每个用户的用电信息参数与其他用户的用电信息参数进行比较，具体地，将同一时间点的每个用户的用电信息参数进行比较，若某用户与其他用户的平均值的差值较大或者与大部分用户的不同，则确定该用户的用电参数曲线为异常的用电参数曲线，从而执行步骤S404。

步骤S404：将存在异常的用电参数曲线对应的用户确定为窃电疑似用户。

可见，本实现方式是将多个用户的用电信息参数进行关联比较，从多个用户的用电信息参数中，查找到明显与其他不同的用电信息参数，从而确定出窃电疑似用户。该种方式中，所选择的多个用户为同一行业的用户，一般地，同一行业的用户的用电情况较为相似，因此，通过比较可以找到到窃电疑似用户。

第二种实现方式中，如果某个用户某个时间点(如某日)存在窃电行为，而其他时间正常用电，那么窃电时间点数据将会是异常的，可以利用离群点挖掘监测出来；如果该用户是窃电日期很长，可能达到几个月甚至几年，那么它的历史数据也是窃电数据，缺乏正常的范畴也就无法监测出离群点。同时，用户的用电特性受天气、用户的社会行为等因素影响，用电参数曲线也有很大的差别，所以，将单一用户的采样数据作为时序序列进行离群点挖掘具有一定局限性，准确性较低。本实现方式中，同一行业全部用户窃电的可能性不大，环境因素对同一地区同类行业的影响差异也不大，因此，该实现方式所确定的窃电疑似用户的准确性较高。

以上介绍了三种确定窃电疑似用户的实现方式，在确定出窃电疑似用户后，需要对窃电疑似用户进行重点排查。

发明人根据研究发现，窃电方式一般包括：降压或失压方式、分流方式。根据不同的窃电方式，具体地以下提供了三种排查方式。

第一种排查方式。

若窃电疑似用户的用电电路为三相三线方式，则从窃电疑似用户的电能表中读取AB相电压值、BC相电压值及线电压之间的相角。

其中，降低电压方式，主要是拧松接线端子，以增大接触电阻，电压回路串联电阻。该种降压方式根据电路方式不同分为：三相三线制降压及三相四线制降压。不同的降压方式的判断方式不同。若降压情况严重则会变为失压。

从电能表读取AB相电压值、BC相电压值及线电压之间的相角。若相角为正常相角且AB相电压值小于预设阈值，则确定A相回路存在异常。若相角为正常相角且BC相电压值小于预设阈值，则确定C相回路存在异常。若相角异常相角，则确定B相存在异常。

在实际应用中，预设阈值可以是两个，即第一预设阈值及第二预设阈值，第一预设阈值为电压额定值的十分之一，第二预设阈值为电压额定值的十分之八。上述判断中，若小于或等于第一预设阈值则确定失压异常，若小于或等于第二预设阈值但大于第一预设阈值则确定为降压异常。具体来看：

若相角为正常相角且AB相电压值小于或等于第一预设阈值，则确定窃电疑似用户的窃电方式为失压窃电，且A相回路存在异常；若相角为正常相角且AB相电压值大于第一预设阈值但小于或等于第二预设阈值，则确定窃电疑似用户的窃电方式为降压窃电，且A相回路存在异常；若相角为正常相角且BC相电压值小于或等于第一预设阈值，则确定窃电疑似用户的窃电方式为失压窃电，且C相回路存在异常；若相角为正常相角且BC相电压值大于第一预设阈值但小于或等于第二预设阈值，则确定窃电疑似用户的窃电方式为降压窃电，且C相回路存在异常；若相角异常相角，则确定B相存在异常。

第二种排查方式。

若窃电疑似用户的用电电路为三相四线方式，则从窃电疑似用户的电能表中读取每个回路的电压。

从电能表读取每个回路的电压，将每个电压与预设阈值进行比较。将电压小于预设电压的回路确定为异常回路。

同样，预设阈值可以包括两个，即第一预设阈值及第二预设阈值，第一预设阈值为电压额定值的十分之一，第二预设阈值为电压额定值的十分之八。上述判断中，若小于第一预设阈值则确定失压异常，若小于第二预设阈值但大于第一预设阈值则确定为降压异常。具体来看：

若某回路的电压小于或等于第一预设阈值，则确定窃电疑似用户的窃电方式为失压窃电，且该回路存在异常；若某回路的电压大于第一预设阈值且小于或等于第二预设阈值，则确定窃电疑似用户的窃电方式为降压窃电，且该回路存在异常。

第三种排查方式。

从窃电疑似用户的电能表中读取一段时间内的电压值以及该时间段内从变压器二次侧获得电流值。

分流方式是对电能表电流回路短接或者开路电流回路进行分流窃电。电能表电流回路短接分流窃电采取的手段是在电能表内部或外部用导线将电能表的电流回路短接或者绕越计量表，使流过电能表线圈的电流减小从而减少计量。分流严重情况下则为失流，失流是直接断开电流回路，导致无电流通过从而并未产生任何电流计数。

可以理解的是，用户绕越计量表前后，电能表测得的电压值与变压器侧的电流值的比值有明显的变化，分流前的比值大于分流后的比值，根据电压电流的比值变化，便可以判断用户是否存在分流窃电行为。

因此，监测时，可以从用户电能表中读取电压值以及从变压器二次侧获得电流值，然后获得二者的比值。将一段时期内的比值绘制为比值曲线图，若比值曲线图中存在离散的比值点，则确定该用户存在分流窃电行为。具体地：

计算时间段内相同时间点的电压值与电流值的比值；若多个比值中存在离散比值，则确定窃电疑似用户的窃电方式为分流窃电，并将离散比值对应的时间点确定为异常时间点。

可以理解的是，供电公司在远距离传输电能的情况下，为了减少电能功率损失，采用高压输电的方式。然而，用户所使用的电力为低压，因此，供电公司的输电系统中包含变压器，以将高压转换为低压。具体地，变压器的前侧为供电公司发送的高电压，简称高压侧，变压器的后侧为降低后的电压，以使用户能够正常用电，该侧可以称为低压侧。需要说明的是，若变压器侧的电流值为高压侧的电流值，需要使用该电流值得到低压侧电流，进而计算的比值为低压侧电流值与电压值的比值。

另外，本申请还提供了一种用电监测系统，包括用电监测主站及在线监测装置；其中：

用电监测主站，用于从电力系统的用电信息数据库中，获得待监测区域的用户的用电信息参数；以及确定用电信息参数中的离散用电信息参数，并将离散用电信息参数对应的用户确定为窃电疑似用户；

在线监测装置，用于获取窃电疑似用户的电能表的电力参数；以及依据电压参数，确定窃电疑似用户的窃电方式。

具体地，在线监测装置包括：无线探测单元及采集终端；

无线探测单元，用于采集一段时间内的变压器侧的电流，并将变压器侧的电流发送至采集终端；

采集终端，用于接收变压器侧的电流；从窃电疑似用户的电能表中读取一段时间内的电压值；计算时间段内相同时间点的电压值与电流值的比值；若多个比值中存在离散比值，则确定窃电疑似用户的窃电方式为分流窃电，并将离散比值对应的时间点确定为异常时间点。

需要说明但是，采集终端采集到的是变压器高压侧的电流值，需要使用该电流值得到低压侧电流，进而计算的比值为低压侧电流值与电压值的比值。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。