一种用电采集系统中违约用电判别与报表自动生成方法
【专利摘要】本发明涉及一种用电采集系统中违约用电判别与报表自动生成方法，步骤如下：⑴用户日三相电流96点数据，求取三相电流平均值，对96点电流数据降维简化；⑵选取工作日8：00??12：00和14：00??17：00七个小时的电流平均值数据与其它时段数据之差最小的用户作为对象分布的质心，计算其它用户与质心的距离及分布情况；⑶将距质心距离大于最远边界的对象作为违约用电嫌疑对象；⑷数据抓取，通过网络交换机，由报表服务器生成违约用电嫌疑用户报表；⑸系统校对嫌疑用户，现场核查。本发明解决了依靠用户每月电量变化、营业普查确定违约用电嫌疑户等传统方法时效性差、准确率低，现场排查发现违约用电行为效率不高的问题。
【专利说明】
一种用电采集系统中违约用电判别与报表自动生成方法
技术领域
[0001] 本发明属于领域用电信息采集、处理领域，涉及违约用电的判别，尤其是一种用电 采集系统中违约用电判别与报表自动生成方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，违约用电现象发生概率逐年升高，违约用电行为不但给供电企业造成了 经济损失，更可能对整个电网的安全运行带来威胁。以往依靠用户每月电量变化、营业普查 确定违约用电嫌疑户等传统方法时效性差、准确率低，现场排查发现违约用电行为效率不 高。一些学者对用电信息采集系统海量数据在反违约用电领域的应用作了分析和展望，但 对基础数据如何在反违约用电过程中发挥作用未做深入研究和探讨。
[0003] 本发明在用采系统海量数据的基础上对违约用电用户进行特征分析，提出基于离 群点数据挖掘算法的违约用电行为判别与报表自动生成方法，实现从海量数据中提取违约 用电用户。
[0004] 通过检索，尚未发现有与此相关的专利、文献报道。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种基于离群点数据挖掘算法 的用电采集系统中违约用电判别与报表自动生成方法。
[0006] 本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
[0007] -种用电采集系统中违约用电判别与报表自动生成方法，步骤如下：
[0008] ⑴用电信息采集系统每15min对用户计量装置读取的电压电流数据进行采样，得 到全天96点数据，选取该96点数据，求取三相电流平均值，对96点电流数据降维简化；
[0009] ⑵选取工作日8:00-12:00和14:00-17:00七个小时的电流平均值数据与其它时 段数据之差最小的用户作为对象分布的质心，计算其它用户与质心的距离及分布情况；
[0010] ⑶将距质心距离大于最远边界的对象作为违约用电嫌疑对象；
[0011] ⑷数据抓取，通过网络交换机，由报表服务器生成违约用电嫌疑用户报表；
[0012] (5)系统校对嫌疑用户，现场核查。
[0013] 而且，所述的降维简化是取48点数据对用户电流进行检测。
[0014] 而且，根据欧式距离公式计算其它用户与质心的距离。
[0015] 而且，所述的步骤⑷是安装在各个报表服务器上普通报表制作模块，在抓取筛选 出违约用电嫌疑户数据后，通过在普通报表制作模块中添加一个Shell调用接口以调用公 共服务模块并将生成的报表名称作为命令行参数传送给公共服务模块，数据处理模块将命 令行参数上收到的该报表名称整理为一条记录插入到应用数据库中的已制作数据表中，同 时将报表已做完标记写入到相应位置，该已制作数据表用于存储当前已经制作完成的报表 信息，每条记录除包含报表名称外，还包括报表已做完标记及其他用于扩展使用的标志位。
[0016] 本发明的优点和积极效果是：
[0017] 1、本违约用电行为判别方法，在现有用电采集系统基础数据中，判别不同时段用 户日用电量电流数据的变化，从而实现违约用电嫌疑用户报表的自动生成，解决了依靠用 户每月电量变化、营业普查确定违约用电嫌疑户等传统方法时效性差、准确率低，现场排查 发现违约用电行为效率不高的问题。
[0018] 2、网络交换机、报表服务器、数据处理服务器以及数据库都是用电信息采集系统 中已存在的设备，本发明在原系统数据处理中增加相应算法、报表生成模块中增加违约用 电报表即可实现，实现成本极低。
【附图说明】
[0019] 图1为典型工业用电用户电流曲线图；
[0020] 图2为用电信息采集系统主站层逻辑图；
[0021] 图3为违约用电嫌疑户报表生成逻辑图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性 的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0023] 工业用户工业生产依赖于人工生产，具有分时段用电特点，其负荷曲线与工人作 息呈正相关，根据电量计算公式:W=Pt = UItc〇S0，加之用户电压值受供电线路的实际参数 情况影响，其值在一定范围内无波动。因此，工业用电用户电流曲线与工人作息呈正相关。 在此种相关方式下其电流分布呈分时段波峰特点，典型工业用电用户电流曲线如图1所示。
[0024] 对于违约用电中用电性质不符的电力用户，其本质是电流的改变，电压值与正常 用户无差别，在检测过程中很难挖掘到非正常用电行为，因此，本方法以检测用户计量关口 电流数据为确定嫌疑用户的依据。
[0025]正常用电时，三相电流不平衡率波动极小，利用不平衡度作为检测依据不能明显 的查出违约用电行为，但采用三相电流平均值却可以直观的检测离群点距离。因此，将采集 到的用户电流数据进行均值预处理 ：Iav=(IA+IB+Ic)/3其中Iav为用户三相电流平均值。
[0026] 目前用电信息采集系统已经能够实现每15min对用户计量装置读取的电压电流数 据进行采样，即全天96点曲线数据。对于违约用电用户，实施高价低接的用电行为，负荷曲 线表现在特定时段。因此可以对96点数据进行降维简化，即取48点曲线数据对用户电流进 行检测仍然可以准确的找出异动行为。
[0027] 选取工作日8:00-12:00和14:00-17:00七个小时的电流平均值数据与其他时段 数据之差最小的用户对象作为对象分布的质心，即：Is= (Ii+l2)/2-I3其中1^8:00-12:00 时段用户的电流均值，I2为14:00-17:00时段用户的电流均值，13为其他时段用户的电流 均值。
[0028]然后根据欧式距离公式计算各用户与质心对象之间的距离dx-Q，分布情况如表1所 不。
[0029]表 1
[0031] 大部分工业用电对象距质心的距离分布在[0.00,22.12]区间。为了检测出所有的 违约用电用户，将距质心距离大于最远边界的对象作为违约用电嫌疑对象。因此，根据基于 距离的离群点挖掘方法可以判定，数据集S中，若有73.66%以上数量的邻居对象距此对象 的距离超过r = 39.17(边界值61.219与边界值22.12距离之差），则可认为该对象是一个离 群点，同时可确定基于距离的离群点检测参数η为73.66%，距离r为39.17。
[0032] 在实际应用中，为了打击违约用电行为，算法对违约用电户筛选的完整率优先级 高于准确率，且由于在算法筛选出违约用电嫌疑户后，稽查人员仍需要去现场核实并追捕 电费，因此，少量疑似违约用电误报在允许范围内。
[0033] 数据抓取，通过网络交换机，由报表服务器生成违约用电嫌疑用户报表。
[0034] 安装在各个报表服务器上普通报表制作模块，在抓取筛选出违约用电嫌疑户数据 后，通过在普通报表制作模块中添加一个Shell调用接口以调用公共服务模块并将生成的 报表名称作为命令行参数传送给公共服务模块。
[0035]数据处理模块将命令行参数上收到的该报表名称整理为一条记录插入到应用数 据库中的已制作数据表中，同时将报表已做完标记写入到相应位置，该已制作数据表用于 存储当前已经制作完成的报表信息，每条记录除包含报表名称外，还包括报表已做完标记 及其他用于扩展使用的标志位。
[0036] 确定违约用电嫌疑用户后，按照违约用电用户所生成报表，逐个查看每一户的电 流曲线，电流在工业时段较高为问题者可以进一步确认为违约用电行为用户并对其进行现 场检查，违约用电行为查找准确快速。
[0037] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护 范围。
【主权项】
1. 一种用电采集系统中违约用电判别与报表自动生成方法，步骤如下： ⑴用电信息采集系统每15min对用户计量装置读取的电压电流数据进行采样，得到全 天96点数据，选取该96点数据，求取三相电流平均值，对96点电流数据降维简化； ⑵选取工作日8:00--12:00和14:00--17:00七个小时的电流平均值数据与其它时段数 据之差最小的用户作为对象分布的质心，计算其它用户与质心的距离及分布情况； (3)将距质心距离大于最远边界的对象作为违约用电嫌疑对象； ⑷数据抓取，通过网络交换机，由报表服务器生成违约用电嫌疑用户报表； (5)系统校对嫌疑用户，现场核查。2. 根据权利要求1所述的用电采集系统中违约用电判别与报表自动生成方法，其特征 在于:所述的降维简化是取48点数据对用户电流进行检测。3. 根据权利要求1所述的用电采集系统中违约用电判别与报表自动生成方法，其特征 在于:根据欧式距离公式计算其它用户与质心的距离。4. 根据权利要求1所述的用电采集系统中违约用电判别与报表自动生成方法，其特征 在于:所述的步骤⑷是安装在各个报表服务器上普通报表制作模块，在抓取筛选出违约用 电嫌疑户数据后，通过在普通报表制作模块中添加一个Shell调用接口以调用公共服务模 块并将生成的报表名称作为命令行参数传送给公共服务模块，数据处理模块将命令行参数 上收到的该报表名称整理为一条记录插入到应用数据库中的已制作数据表中，同时将报表 已做完标记写入到相应位置，该已制作数据表用于存储当前已经制作完成的报表信息，每 条记录除包含报表名称外，还包括报表已做完标记及其他用于扩展使用的标志位。
【文档编号】G06Q50/06GK105938610SQ201610524068
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年7月6日
【发明人】韩佳芮, 夏冬
【申请人】国网天津宝坻供电有限公司, 国家电网公司