用电异常监控技术(1)__...异常监控及主动运维技术探析_熊德智.pdf

|大众用电20231国网湖南供电服务中心（计量中心）熊德智彭 凯湖南 国网郴州供电公司廖青春用电异常监控及主动运维技术探析随着科学技术的发展，窃电手段不断翻新，窃电案件出现设备智能化、行为隐蔽化、实施规模化、手段专业化、窃电职业化、宣传网络化的特点，窃电违法犯罪整体呈现蔓延和种类扩大趋势。窃电等异常用电行为不仅损害了国家和电力经营企业的经济利益，还危及电网安全运行，阻碍电力工业正常发展。因此，窃电等异常用电问题仍是一个亟待解决的难题。开展用户窃电等用电异常监控及主动运维技术研究，不仅具有明确的理论意义，也具有相当重要的应用价值。1存在的问题在大数据时代背景下，基于各个系统所采集的大量电力数据，分析用户的统计数据，对计量、用电异常进行定位，将极大地提高反窃电的效率。然而，目前基于营销业务应用系统、用电信息采集系统、一体化线损系统等用电异常态势技术研究还处于初步阶段，大多数选取功率或有功电量作为窃电判据中的电气参量，对因窃电而引起的电气参量变化规律分析不足，缺乏辨识窃电现象的理论依据。同时，对于高损台区没有针对短接、分压、分流、断流、移相等窃电信息科学、智能的监测手段、处理技术，缺乏一款具有运行监测、台区信息采集、信息自适应智能处理等功能的智能反窃电监测装置。随着国家电网有限公司智能电能表“全覆盖、全采集、全费控”工程的逐步完成，实现了对所有供电用户的用电信息实时采集和监控，结合气象和经济等多行业的数据监测和分析，为基于数据驱动的异常用电行为检测提供了基础。但所获取的海量数据中含有大量冗余信息，窃电等异常用电行为识别模型的复杂性及硬件实现的复杂程度会随着特征空间维数的增加而快速增加，而且含有大量冗余信息的特征往往会对模型的识别性能产生很大影响。2主要问题分析（1）态势感知技术应用于电力系统，可促进电网自动化各系统应用功能的融合，显著提升电力系统的智能化水平，有效提高电网运行效率，为电网安全稳定运行提供有力保障，其重要的预测能力和决策支持能力，是实现真正智能电网所不可或缺的重要组成部分。国内电网态势感知技术的应用研究起步较晚，目前主要运用于电力系统广域安全防御体系基础理论及关键技术研究、电网调度的可视化技术和预警系统研究及基于态势感知的电网运行轨迹表征方法研究等项目。目前国内已开始采用大数据分析技术，多维度分析用电信息、表计状态、异常报警、线路线损等数据信息，快速定位异常用户，系统化、常态化开展反窃电分析、预警、排查和处理工作，但尚未结合季节用电特性、社会经济等多源信息，运用态势感知技术深度构建动态反窃电诊断模型集，无法有效解决目前人工进行反窃电监控分析、排查工作量大、精准度低的瓶颈，无法为一线用电检查及反窃电人员精准、高效开展反窃电分析和查处工作提供可靠的技术支撑。研究基于时频分析的台区用电特征提取算法，构建基于时间匹配的计量信息与损耗动态实时变化融合模型，开发基于损耗动态实时变化与计量信农电技能培训用电异常监控技术（1）编者按：为配合新型电力系统建设，加大电力营销新技术推广力度，持续提高电力营销战线员工的技术、技能和知识水平。本刊从2023年第1期起，特设“用电异常监控技术”专题，特邀电力技术专家、培训师撰写系列专题文章，力求突出实用性、知识性、操作性，以飨广大读者。3220231大众用电|息综合比对的异常用电行为定位系统、智能反窃电监控及决策系统，为解决窃电等异常用电精准定位的难题提供了技术途径。虽然电力设备管理平台的技术在国内外已经趋于成熟和完善，但是针对低压台区的实时监控、负荷预测、故障诊断和台区寿命预测的研究开展并不是很成熟。受限技术和成本的原因，低压台区设备信息管理、台区状态监测和故障诊断综合管理平台并没有真正实现统一和商用化。从现有的国内外技术来看，比较缺乏将高损台区的监测与反窃电技术紧密结合的案例，对于台区线损治理与反窃电的结合不够紧密。探究台区损耗与窃电等异常用电行为的内在联系，能为台区监测与反窃电工作提出新的思路。（2）随着经济社会发展，窃电手段日趋多样化，窃电技术日趋隐蔽化、智能化，窃电等异常用电行为日趋产业化，窃电等异常用电行为逐步向港口岸电、工业电锅炉、电动汽车、居民煤改电、农排灌溉等电气化能源消费终端领域渗透，该类行业中的窃电等异常用电行为应受到广泛关注。国内外尚未开展对电气化能源消费终端反窃电试验平台领域进行研究，考虑到窃电等异常用电行为逐步进入再电气化能源消费终端行业，通过技术手段实现全要素用电模式、全类别窃电方式精准分析和定位，对于保障供电企业经营成果颗粒归仓具有重要的意义。随着全社会用电的需求量不断扩大，窃电问题变得越来越突出，给电力系统和供电企业带来了巨大的经济损失。高供低计用户和公变三相工商用户，具有数量多以及用电量大的特点，相对于居民用户，该类用户窃电损失更为严重，影响了正常的用电环境。电网线损是供电企业的重要经济和技术指标，最大限度降低线损率，特别是降低管理线损、打击窃电行为，是保障电网安全、提高供电可靠率、维护电力市场秩序、确保供电企业效益的紧迫要求。因此，如何从技术上和管理上减小线损，从源头上及时发现和杜绝窃电行为，已经成为供电企业最紧迫的工作之一，并具有直接的经济利益和社会效益。进行各种防窃电技术研究，一直是电测量领域研究的热点和难点。目前现有的研究和技术手段均未有效解决低压大用户和低压工商用户的防窃电问题。针对高供低计和公变三相工商用户，研发一种结构简单、能实时监控现场用电情况、及时发现窃电行为，为打击窃电提供法理依据，并能在窃电时远程分断输电线路的用电监控装置。（3）随着国家电网有限公司在智能电网建设方面的投入不断加大，智能电网建设的成效显著，智能电网的故障抢修、线损管理、反窃电等功能应用广泛。但是由于现在系统的拓扑与实际拓扑不一致，导致最终结果数据的准确性大大降低。在低压配电网中，网络拓扑信息的缺失或不准确是一个值得关注的问题。准确的用户侧相位和拓扑连接关系对配电网的运维管理具有重要意义。当前主要开展了网络拓扑识别的方法和算法、基于空间的配电设备盲拓扑识别方法等方面的理论研究，开展了配电变压器和馈线连接关系识别、基于配网大数据的拓扑识别等方面的应用技术研究，尚未开展基于智能低压开关的拓扑识别技术研究。由于智能量测开关安装在低压配电网的各个层级，节点分布完整，便于对整个台区的拓扑进行完整识别，所以基于智能量测开关的配电网拓扑识别具有先天的技术优势，其关键难点在于从智能低压开关的拓扑识别技术方案研究着手，对拓扑电流识别、特征信号编码等关键技术分别进行了设计和实现。3技术展望（1）分布式能源和电动汽车等大量强时空随机柔性负荷的接入，导致电网信号产生动态畸变，干扰成分明显，引起严重同步相量测量误差，影响广域测量系统实时监测有效性，妨碍窃电等异常用电行为的有效判别。因此，如何在强时空随机柔性负荷冲击情况下，快速准确测量电网动态同步相量，成为今后亟须解决的问题。（2）直流供电越来越广泛，直流与交流供电的电气量特征具有很大的差别，如何对直流供电系统进行防窃电分析是一个值得研究的问题。（3）随着以新能源为主体的新型电力系统建设，如何实现分布式光伏、风电等新能源的可观、可测、可控，将是今后研究的热点。同时，在新型电力系统背景下的异常用电行为监控技术也将是值得深入研究的课题。（4）在“双碳”计量的背景下，相关技术研究得到了空前的重视，如何建立“双碳”计量的异常模型，实现“双碳”计量的异常定位，维护“双碳”计量的科学、公平、公正、准确，将是今后的一个重点研究方向。农电技能培训33