一种配电网防窃电监测系统及其监测方法与流程

1.本发明实施例涉及配电网技术领域，尤其涉及一种配电网监测系统及其监测方法。


背景技术：

2.作为建设统一坚强智能电网的重要组成部分，用电信息采集系统的建设将实现发、输、变、配、用各个环节用电信息的实时采集与监控，是实现电能信息“全采集、全覆盖、全预付费”的基础。
3.现有的用电信息采集系统，即用电现场管理系统，主要包括自动抄表、预付费管理、计量设备在线监测、用电异常报警和线损统计分析等功能。已有的用电采集系统往往只注重电能量数据的采集与分析，缺乏严格的现场防护措施，安全性不高：终端与电表的参数或数据可能被人为篡改，终端与电表本身也可能遭到人为改动或破坏。在发生用电异常或线损偏大的场合，远程的管理人员即使在主站上看到了用电异常告警，但是，由于系统存在着误判、漏判等因素，仍然无法判断现场是否确实发生了用电异常或窃电行为。
4.现有的防窃电技术措施有：防窃电计量箱、高位能电能表，以及防窃电电能表等，采用防窃电计量箱，即专用计量箱加铅封的方式，由于普通铅封容易被仿冒，也容易被窃电者打开后复原，故防伪、防撬铅封的方式不能解决取证问题；使用高位电能表会给抄表和定期检验带来不便；使用防窃电电能表、网络监控远程抄表、计量装置故障记录仪等，存在着防窃电死角，排查取证困难。因此，现有的防窃电措施存在容易误判、漏判且无法取证的问题。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种配电网防窃电监测系统及其监测方法，能够对窃电进行取证，以提高窃电监测精度，有效减少恶性窃电情况。
6.本发明实施例提供了一种配电网防窃电监测系统，所述监测系统通过多个计量回路与监测对象电连接，该监测系统包括：回路状态监控模块、用电现场管理终端、防窃电监控模块和上位机；
7.一个所述用电现场管理终端对应连接至少一个所述计量回路，一个所述回路状态监控模块与一个所述计量回路电连接，所述回路状态监控模块用于采集对应连接的所述计量回路的电能参数并输出；
8.所述用电现场管理终端分别与所述回路状态监控模块和所述上位机电连接，用于接收对应连接的至少一个所述回路状态监控模块输出的所述电能参数，检测到所述电能参数异常时，生成电能参数异常信号，将所述电能参数异常信号和异常电能参数上传至所述上位机；
9.所述防窃电监控模块与所述用电现场管理终端电连接，用于在预设触发条件的触发下切换为图像采集模式，根据预设规则采集所述用电现场管理终端所在区域的图像信
息，生成图像异常信号，并将所述图像信息和所述图像异常信号上传至所述上位机；
10.所述上位机用于对所述异常电能参数和所述图像信息进行处理和分析得到窃电监测结果。
11.可选的，所述预设触发条件包括人体红外触发条件；
12.所述防窃电监控模块用于在人体红外触发条件的触发下切换为图像采集模式，根据预设规则采集所述用电现场管理终端所在区域的图像信息，生成图像异常信号，并将所述图像信息和所述图像异常信号上传至所述上位机。
13.可选的，所述用电现场管理终端位于计量箱内部，所述预设触发条件包括计量箱开关条件；
14.所述用电现场管理终端与所述计量箱电连接，用于检测到所述计量箱有开关动作时，向所述防窃电监控模块下发图像采集指令；
15.所述防窃电监控模块用于根据所述图像采集指令切换为图像采集模式，根据预设规则采集所述用电现场管理终端所在区域的图像信息，生成图像异常信号，并将所述图像信息和所述图像异常信号上传至所述上位机。
16.可选的，所述用电现场管理终端包括通信单元，所述防窃电监控模块通过所述通信单元与所述上位机通信。
17.可选的，所述防窃电监控模块还用于将采集的所述用电现场管理终端所在区域的图像信息通过所述通信单元上传至云存储空间。
18.可选的，所述防窃电监控模块包括存储单元；
19.所述存储单元用于存储所述防窃电监控模块采集的所述用电现场管理终端所在区域的图像信息；
20.所述上位机还用于根据用户指令读取所述存储单元存储的所述图像信息。
21.可选的，所述防窃电监控模块包括具有红外夜视功能的图像处理单元；
22.所述图像处理单元用于在预设触发条件的触发下切换为图像采集模式，根据预设规则采集所述用电现场管理终端所在区域的图像信息。
23.可选的，所述用电现场管理终端具有唯一终端编码；
24.所述用电现场管理终端还用于检测到所述电能参数异常时，将所述终端编码上传至所述上位机；
25.所述上位机还用于判定发生窃电时，根据所述终端编码定位发生窃电的所述用电现场管理终端。
26.可选的，所述上位机还用于判定发生窃电时生成窃电事件记录数据，并进行存储。
27.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种配电网防窃电监测系统的监测方法，所述监测系统通过多个计量回路与监测对象电连接，该监测系统包括：回路状态监控模块、用电现场管理终端、防窃电监控模块和上位机，该监测方法包括：
28.所述回路状态监控模块采集对应连接的所述计量回路的电能参数并输出；
29.所述用电现场管理终端接收对应连接的至少一个所述回路状态监控模块输出的所述电能参数，检测到所述电能参数异常时，生成电能参数异常信号，将所述电能参数异常信号和异常电能参数上传至所述上位机；
30.所述防窃电监控模块在预设触发条件的触发下切换为图像采集模式，根据预设规
则采集所述用电现场管理终端所在区域的图像信息，生成图像异常信号，并将所述图像信息和所述图像异常信号上传至所述上位机；
31.所述上位机对所述异常电能参数和所述图像信息进行处理和分析得到窃电监测结果。
32.本发明实施例提供的配电网防窃电监测系统，包括回路状态监控模块、用电现场管理终端、防窃电监控模块和上位机，回路状态监控模块采集对应连接的计量回路的电能参数并输出至用电现场管理终端，用电现场管理终端检测到异常电能参数时生成电能参数异常信号并上传至上位机；防窃电监控模块在预设触发条件的触发下切换为图像采集模式，根据预设规则采集用电现场管理终端所在区域的图像信息，生成图像异常信号并上传至上位机；上位机根据异常电能参数和图像信息得到窃电监测结果，回路状态监控模块能够实时监测计量回路的电能参数，为实现监测系统智能诊断和综合分析提供了数据支持，防窃电监控模块通过图像采集的方式进行防窃电监控，能够对窃电进行取证，为窃电提供证据，回路状态监控模块的电能参数采集和防窃电监控模块的图像采集的相互配合，能够提高监测系统的窃电监测精度，可以有效减少恶性窃电情况的发生。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本发明的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本发明的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延伸到其它的结构和附图，毋庸置疑这些都应该是在本发明的权利要求范围之内。
34.图1是本发明实施例提供的一种配电网防窃电监测系统的结构示意图；
35.图2是本发明实施例提供的一种防窃电监控模块的结构示意图；
36.图3是本发明实施例提供的一种配电网防窃电监测系统的监测方法的流程图。
具体实施方式
37.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.图1是本发明实施例提供的一种配电网防窃电监测系统的结构示意图，如图1所示，该监测系统通过多个计量回路1与监测对象电连接，该监测系统包括：回路状态监控模块100、用电现场管理终端200、防窃电监控模块300和上位机400；一个用电现场管理终端200对应连接至少一个计量回路1，一个回路状态监控模块100与一个计量回路1电连接，回路状态监控模块100用于采集对应连接的计量回路1的电能参数并输出；用电现场管理终端200分别与回路状态监控模块100和上位机400电连接，用于接收对应连接的至少一个回路状态监控模块100输出的电能参数，检测到电能参数异常时，生成电能参数异常信号，将电能参数异常信号和异常电能参数上传至上位机400；防窃电监控模块300与用电现场管理终端200电连接，用于在预设触发条件的触发下切换为图像采集模式，根据预设规则采集用电
现场管理终端200所在区域的图像信息，生成图像异常信号，并将图像信息和图像异常信号上传至上位机400；上位机400用于对异常电能参数和图像信息进行处理和分析得到窃电监测结果。
39.示例性的，参考图1，本发明实施例提供的配电网防窃电监测系统包括回路状态监控模块100、用电现场管理终端200、防窃电监控模块300和上位机400，在用电现场管理终端200及其计量回路1中分别安装有防窃电监控模块300和回路状态监控模块100，共同监测窃电情况。具体的，一个计量回路1连接一个回路状态监控模块100，回路状态监控模块100周期性或实时采集与其对应连接的计量回路1中的电压、电流和功率等关键电能参数，并将采集的电能参数输出至用电现场管理终端200。回路状态监控模块100可以通过rs485接口与用电现场管理终端200电连接，用电现场管理终端200接收与其对应连接的至少一个回路状态监控模块100输出的电能参数，可以根据预存的标准电能参数或标准电能参数范围，对采集的实际电能参数进行处理和分析，检测到实际电能参数大于标准电能参数或在标准电能参数范围之外，判定实际电能参数异常，此时生成电能参数异常信号，并将该电能参数异常信号和异常电能参数上传至上位机400，以提醒工作人员及时采取防范措施。用电现场管理终端200检测到实际电能参数小于或等于标准电能参数或在标准电能参数范围之内，判定实际电能参数正常，此时可以正常电能参数存储备份，也可以上传至上位机400。其中，上位机400可以是远程数据中心平台，也可以是其他与用电现场管理终端200通信的计算机、服务器等。回路状态监控模块100采集的电能参数不仅可以帮助电网工作人员准确掌握全网用电状况，同时有助于判断确定电网是否发生窃电。此外，通过回路状态监控模块100的实时监测，为实现整体配电网防窃电监测系统智能诊断和综合分析提供了技术手段。
40.防窃电监控模块300可以采集用电现场管理终端200所在区域的图像信息，对窃电进行取证。具体的，防窃电监控模块300在满足预设触发条件时，会切换为图像采集模式，进入拍摄状态，根据用户设置的预设规则采集用电现场管理终端200所在区域的视频或照片等图像信息，并生成图像异常信号，将采集的图像信息和生成的图像异常信号上传至上位机400。上位机400接收到电能参数异常信号和图像异常信号后，对回路状态监控模块100采集的异常电能参数和防窃电监控模块300采集的图像信息进行处理，综合分析后得到窃电监测结果，在判定发生窃电时发出窃电警报，提醒工作人员及时查看和处理，以便在更大损失发生之前，及时采取防范措施，提高监测系统的窃电监测精度，有效减少恶性窃电情况的发生。
41.需要说明的是，图1仅以配电网防窃电监测系统包括2个回路状态监控模块100、1个用电现场管理终端200和1个防窃电监控模块300为例进行解释说明，而非限定，本领域技术人员可以根据实际情况设置回路状态监控模块100、用电现场管理终端200和防窃电监控模块300的数量，只要满足一个计量回路1对应设置一个回路状态监控模块100，一个用电现场管理终端200对应设置一个防窃电监控模块300即可。本发明实施例对于回路状态监控模块100、用电现场管理终端200、防窃电监控模块300和上位机400的具体结构也不进行限定，实现相应的功能即可。例如，上位机400可以由前置通讯服务系统(完成实时数据处理、历史数据存储和查询等)、web发布系统(把监测信息进行共享发送到网内，提供报表生成、历史数据查询等，方便用户在网络任意节点根据权限浏览相关的信息)、数据运算系统(实现电能数据统计、计算、分析等功能)和数据转发模块(以标准pqdif格式的数据文件进行转发共
享服务等)等部分组成。
42.本发明实施例提供的配电网防窃电监控系统，包括回路状态监控模块、用电现场管理终端、防窃电监控模块和上位机，回路状态监控模块采集对应连接的计量回路的电能参数并输出至用电现场管理终端，用电现场管理终端检测到异常电能参数时生成电能参数异常信号并上传至上位机；防窃电监控模块在预设触发条件的触发下切换为图像采集模式，根据预设规则采集用电现场管理终端所在区域的图像信息，生成图像异常信号并上传至上位机；上位机根据异常电能参数和图像信息得到窃电监测结果，回路状态监控模块能够实时监测计量回路的电能参数，为实现监测系统智能诊断和综合分析提供了数据支持，防窃电监控模块通过图像采集的方式进行防窃电监控，能够对窃电进行取证，为窃电提供证据，回路状态监控模块的电能参数采集和防窃电监控模块的图像采集的相互配合，能够提高监测系统的窃电监测精度，可以有效减少恶性窃电情况的发生。
43.参考图1，可选的，预设触发条件包括人体红外触发条件；防窃电监控模块300用于在人体红外触发条件的触发下切换为图像采集模式，根据预设规则采集用电现场管理终端200所在区域的图像信息，生成图像异常信号，并将图像信息和图像异常信号上传至上位机400。
44.本实施例中预设触发条件可以为人体红外触发条件，即有人员进入现场探测范围内时，防窃电监控模块300便切换为图像采集模式，进入拍摄状态，并根据预设规则采集用电现场管理终端200所在区域的视频或照片等图像信息。其中，预设规则不作限定，示例性地，可以设置防窃电监控模块300触发切换为图像采集模式后立即采集图像，并间隔一定时间(时间间隔最大可设置为3min)后再进行下一次的图像采集，还可以具体设置后续图像采集的时间间隔和图像采集次数，例如防窃电监控模块300的图像采集方式为拍照，设定第一时间间隔为3s，若有人进入拍照区域，防窃电监控模块300立即触发拍照1次，并间隔3s后再拍照一次，后续还可以再连续拍照3次，时间间隔分别为10s，20s和30s。在随后的6分钟内，每隔1min采集一张图像，之后的12分钟内，每隔6分钟采集1次图像。如果在防窃电监控模块300被触发20min后，现场仍然有人，则间隔8分钟采集1次图像，连续采集2次，然后在1小时之内不再采集图像。若1小时后检测到有人在现场，则重复上述动作。一轮拍照的动作共采集15张图像，持续时间为36min，在1小时之内剩余的24min不再采集图像。防窃电监控模块300按照预设规则采集图像后生成图像异常信号，并将图像信息和图像异常信号上传至上位机400。
45.参考图1，可选的，用电现场管理终端200位于计量箱内部，预设触发条件包括计量箱开关条件；用电现场管理终端200与计量箱电连接，用于检测到计量箱有开关动作时，向防窃电监控模块300下发图像采集指令；防窃电监控模块300用于根据图像采集指令切换为图像采集模式，根据预设规则采集用电现场管理终端200所在区域的图像信息，生成图像异常信号，并将图像信息和图像异常信号上传至上位机400。
46.本实施例中预设触发条件可以为计量箱开关触发条件，即当用电现场管理终端200通过监测计量箱的门节点接口等方式，检测到计量箱有开关有动作时，立即向防窃电监控模块300下发图像采集指令，控制防窃电监控模块300切换为图像采集模式，进入拍摄状态，防窃电监控模块300根据预设规则采集用电现场管理终端200所在区域的视频或照片等图像信息。其中，预设规则不作限定，示例性地，可以设置每次计量箱打开后，防窃电监控模
块300被触发切换为图像采集模式，连续采集图像3次，间隔时间为5s，当计量箱此后一直为开启状态时，则不予理会，不再采集图像。触发条件形成后，防窃电监控模块300自动按照预设规则采集图像信息，生成图像异常信号，并将图像信息和图像异常信号上传至上位机400，以及时对可能的窃电情况进行取证保存，有助于打击恶性窃电事件。
47.图2是本发明实施例提供的一种防窃电监控模块的结构示意图，参考图1和图2，可选的，用电现场管理终端200包括通信单元，防窃电监控模块200通过通信单元与上位机400通信。
48.示例性的，如图2所示，防窃电监控模块300包括接口310，接口310可以是usb接口或rs485接口，防窃电监控模块300可以通过usb接口或rs485接口以插接的方式与用电现场管理终端200连接通信，由于防窃电监控模块300是模块化的，因此可扩充性强，维护方便，同时支持热插拔，支持对tf卡、sd卡的扩展，可以方便的取出和更换。
49.用电现场管理终端200包括通信单元，防窃电监控模块200可以通过用电现场管理终端200的通信单元将采集的图像信息和图像异常信号上传至上位机400，与上位机400进行数据交互，而防窃电监控模块300不需要额外配置通信单元，因此可以有效节约成本。此外，根据现场的实际情况，可以设置通信单元在gprs、4g和cdma这三种通信模式下自由进行切换，相较于实体线路，具有更强的适应性，同时还可以规避因为自然原因造成的线路损坏，而影响数据传输的问题，也可以设置通信单元采用其他的通信模式，如epon光纤等，从而实现数据的及时传输，具有极大的便捷性和可靠性。
50.参考图1，在上述实施例的基础上，可选的，防窃电监控模块300还用于将采集的用电现场管理终端200所在区域的图像信息通过通信单元上传至云存储空间。
51.为避免发生通讯异常或设备故障，导致数据丢失的情况，防窃电监控模块300可以实时将采集的图像信息通过用电现场管理终端200的通信单元上传至云存储空间进行备份，从而有效防止数据丢失。
52.参考图1和图2，可选的，防窃电监控模块300包括存储单元320；存储单元320用于存储防窃电监控模块300采集的用电现场管理终端200所在区域的图像信息；上位机400还用于根据用户指令读取存储单元320存储的图像信息。
53.如图2所示，防窃电监控模块300包括存储单元320，存储单元320可以是内置存储卡如sd卡，防窃电监控模块300可以将采集到的图像信息保存备份到存储单元320中，还会自动上传至上位机400，并发出报警信号即图像异常信号，提示工作人员注意此处异常情况，针对性的采取相关措施。此外，若存储单元320的本地存储空间不够时，后续采集的图像信息可以覆盖早期存储的图像信息。
54.当工作人员想查看配电网的数据信息时，可以在上位机400输入用户指令，上位机400根据该用户指令可以通过用电现场管理终端200的通信单元实时从防窃电监控模块300的存储单元320中获取存储的图像信息，以及在用电现场管理终端200获取存储的回路状态监控模块100采集的电能参数，从而了解配电网的用电情况，监测窃电情况。
55.上位机400可以采用window serve 2003r操作系统，数据库可以采用商用的sql server2000数据库，该数据库能根据用户指令获取各监测点的实时数据和历史数据，并保存到上位机400的数据中心，便于处理和分析，该数据中心可以采用双硬盘冗余备份存储，从而确保实时数据和历史数据的有效保存，防止数据丢失。
56.参考图1和图2，可选的，防窃电监控模块300包括具有红外夜视功能的图像处理单元330；图像处理单元330用于在预设触发条件的触发下切换为图像采集模式，根据预设规则采集用电现场管理终端200所在区域的图像信息。
57.如图2所示，防窃电监控模块300包括图像处理单元330，该图像处理单元330主要进行图像采集和压缩，同时还具有红外夜视功能，满足24小时对现场的不间断图像监控，以提供窃电证据。此外，防窃电监控模块300还包括电源单元340，电源单元340可以为防窃电监控模块300的正常工作提供电力。防窃电监控模块300可以采用具有高精度、高频响应和隔离性能良好的图像采集芯片，其精度更高，实时性更好
58.参考图1，可选的，用电现场管理终端200具有唯一终端编码；用电现场管理终端200还用于检测到电能参数异常时，将终端编码上传至上位机400；上位机400还用于判定发生窃电时，根据终端编码定位发生窃电的用电现场管理终端200。
59.每个用电现场管理终端200都具有唯一对应的终端编码，以对用电现场管理终端200进行区分，用电现场管理终端200对回路状态监控模块100采集的电能数据进行处理和分析，判定用电异常时，除上传异常电能参数和电能参数异常信号之外，还会上传用电现场管理终端200自身的终端编码，上位机400根据该终端编码，可以定位用电异常的用电现场管理终端200，即与该终端编码对应的用电现场管理终端200。上位机400对回路状态监控模块100采集的异常电能参数和防窃电监控模块300采集的图像信息进行综合分析，在判定发生窃电时，也可以根据终端编码定位对应的用电现场管理终端200，以便工作人员可以准确定位窃电发生区域，从而针对性的采取处理措施。
60.参考图1，可选的，上位机400还用于判定发生窃电时生成窃电事件记录数据，并进行存储。
61.上位机400对回路状态监控模块100采集的异常电能参数和防窃电监控模块300采集的图像信息进行综合分析，在判定发生窃电时，可以通过蜂鸣器或闪光灯等形式发出窃电报警提示，后续工作人员可以去现场再次确认是否发生窃电，并做出对应处理措施。为避免非工作人员等取消窃电报警提示，导致工作人员无法及时发现窃电行为的情况，上位机400在发出窃电报警提示的同时，还会生成窃电事件记录数据，作为窃电事件历史数据，工作人员可以根据该窃电事件历史数据了解实际的窃电情况，进一步提高监测精度。
62.工作人员可以根据上位机400生成的窃电事件记录数据，进行现场确认，如果是用电异常，则进行标记，后续观察是偶发性用电异常还是一直存在的用电异常，从而判断用电现场管理终端200所在区域的窃电情况是经常发生还是具有偶发性，如果是经常性的用电异常波动，需要对该区域影响用电情况的原因进行摸底排查，精准定位源头，针对性地采取治理举措，从而解决经常发生异常用电情况区域所碰到的用电问题。
63.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种配电网防窃电监测系统的监测方法，该监测系统通过多个计量回路与监测对象电连接，该监测系统包括：回路状态监控模块、用电现场管理终端、防窃电监控模块和上位机，图3是本发明实施例提供的一种配电网防窃电监测系统的监测方法的流程图，如图3所示，该监测方法包括：
64.s110、回路状态监控模块采集对应连接的计量回路的电能参数并输出。
65.s120、用电现场管理终端接收对应连接的至少一个回路状态监控模块输出的电能参数，检测到电能参数异常时，生成电能参数异常信号，将电能参数异常信号和异常电能参
数上传至上位机。
66.s130、防窃电监控模块在预设触发条件的触发下切换为图像采集模式，根据预设规则采集用电现场管理终端所在区域的图像信息，生成图像异常信号，并将图像信息和图像异常信号上传至上位机。
67.s140、上位机对异常电能参数和图像信息进行处理和分析得到窃电监测结果。
68.本发明实施例提供的防窃电监控系统，包括回路状态监控模块、用电现场管理终端、防窃电监控模块和上位机，回路状态监控模块采集对应连接的计量回路的电能参数并输出至用电现场管理终端，用电现场管理终端检测到异常电能参数时生成电能参数异常信号并上传至上位机；防窃电监控模块在预设触发条件的触发下切换为图像采集模式，根据预设规则采集用电现场管理终端所在区域的图像信息，生成图像异常信号并上传至上位机；上位机根据异常电能参数和图像信息得到窃电监测结果，回路状态监控模块能够实时监测计量回路的电能参数，为实现监测系统智能诊断和综合分析提供了数据支持，防窃电监控模块通过图像采集的方式进行防窃电监控，能够对窃电进行取证，为窃电提供证据，回路状态监控模块的电能参数采集和防窃电监控模块的图像采集的相互配合，能够提高监测系统的窃电监测精度，可以有效减少恶性窃电情况的发生。
69.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互组合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。