基于用电信息采集系统的轻量级管理工具应用研究

李 娜，张海江

（国网山西省电力公司，山西 太原 030001）

0 引言

随着智能电表的推广应用，用电信息采集系统的建设同步跟进，传统的抄表方式已逐步被远抄方式代替，实现了远程电能信息采集后，抄表员去现场的频率较之以前大幅降低，对计量装置的检查也相应减少，一些不法用户乘机窃电、违章用电事件的数量开始上升。

基于用电信息采集系统，开发轻量级管理工具，采取自动导入用采系统中10 kV及以上专变用户表计信息和数据，通过对用户的电流、电压、有功、功率因数等数据进行分析和研判[1]，可以了解到客户的用电情况。开展电压互感器PT（Potential Transformer） 失 压 、 电 流 互 感 器 CT（Current Transformer）断流、零度户电流异常、日超容等4类异动的日常监测，按照设定阈值，对这些数据进行异动筛选、甄别，就可以及时发现用电异常[2]，制止违约、违章用电情况，能够有效地提高电网公司工作效率和经营效益，提升营销管理水平。

1 轻量级管理工具

轻量级工具采用每日定时自动将用户用电信息采集系统中准实时数据同步到系统中的存储方式，经工具固化的判定规则统计计算出每日异动数据。在本次应用研究中，工具选取了采集系统中包含电压（E_MP_CUR_CURVE）、电流（E_MP_VOL_CURVE）、需 量 （E_MP_DAY_DEMAND）、 电 能 示 数（E_MP_DAY_ENERGY）等日数据表以及部分档案数据表（C_CONS；C_MP；C_METER；）共计14张表作为源数据，业务规则主要针对用电信息采集系统中大用户日超容监测、专变用户表计失压、表计断流以及零度用户电流异常等信息进行判别。工具实现原理简单，安装使用便捷，监测效果明显。监测人员每日对工具计算出的异动数据进行分析研判，形成异动工作单协同营销部门开展现场核查。图1为轻量级工具使用界面。

图1 轻量型工具导出的某日山西省日超容用户信息

2 监测内容

2.1 表计失压监测

表计失压异动监测是应用用电信息采集系统中专变用户（10kV及以上大用户）一级表的三相电压数据，监测三相电压异动，考虑三相三线或三相四线不同的接线方式，排除抄表不成功、设备停电等情况，筛选过滤出PT失压异动。其判别规则如下。

a）“计量点接线方式为三相三线”时,A、C相任意一相低于额定电压的80%告警。

b）“计量点接线方式为三相四线”时，若为高供高计，A、B、C三相中任意一相的电压小于额定电压（57.7 V）的80%则告警。若高供低计，A、B、C三相中任意一相的电压小于额定电压（220 V）的80%则告警（80%为默认阈值，在工具中可进行修改）。

c）不进行异常判断的情况：“某一时点三相电压读数都为0”或“某一时点三相电流读数都为0”或“某一时点三相电压读数存在抄表不成功”或“表计对应计量点的接线方式为单相”。“B相电压为0”并且“A、C两相电压读数同时介于100 V±20 V之间”，不判断异常。

表1 不同接线方式正常电压值V

2.2 表计断流异动监测

表计断流异动监测是应用用电信息采集系统中专变用户（10 kV及以上大用户）一级表的三相电流数据，计算三相电流的偏差，考虑三相三线或三相四线不同的接线方式，排除抄表不成功、设备停电、路灯(单相供电)等情况，筛选过滤出CT断流异动。其判别规则如下。

a）计量点接线方式为三相三线时，某一时点数据符合以下条件时，判断为该时点电流异常：A、C两相中必须有一相电流大于X，其他相电流微小或电流

b）计量点接线方式为三相四线时，某一时点数据符合以下条件时，判断为该时点电流异常：A、B、C三相中必须有一相电流大于X，其他相电流微小或电流

c）不进行异常判断的情况：“某一时点三相电流读数之和小于15 mA（15 mA为建议值，可调整，剔除小负荷误判情况）”或“某一时点三相电流读数存在抄表不成功”或“表计对应计量点的接线方式为单相”。

表2 不同接线方式正常电流值

2.3 大用户日超容监测

日超容在线监测是应用用电信息采集中专变用户（10kV及以上大用户）一级表的日用电量、日低谷电量和日最大需量，计算全日电量超容率、低谷超容率、最大需量超容率，筛选过滤出日超容异动。

2.3.1 判定规则

a）预警范围：0

2.3.2 计算规则

a）全日电量负载率=（当日用户用电量/24 h）×100%/运行容量。

b）低谷电量负载率=（当日用户低谷用电量/8 h）×100%/运行容量。

c）负载率=当日用户最大需量值×100%/运行容量。

判断负载率大小，如果某个负载率>100%，计算其超容率全日电量超容率，日均负载率超出100%部分；低谷超容率，低谷平均负载率超出100%部分；最大需量超容率，负载率超出100%部分。

对于多台变压器运行的用户，仅考虑其全日电量超容和低谷超容情况；对于单变压器运行的用户，还将考虑最大需量超容情况。

2.4 零度用户电流异动监测

零度用户电流异常监测是应用用电信息采集系统中专变用户（10 kV及以上大用户）一级表的电量和三相电流数据，把日电量为零但电流值不为零的用户初判为异常零度户，排除计量采集异常、特殊计量点类型等情况，筛选过滤出零度户电流异动。其判据如下。

电量零度判据：表计电量=0（表计指总表，非分时表）。

电流值非零判据：A相、B相或C相电流值≥15 mA（15 mA为默认阈值，可修改）。

对同一表计（同一资产编号）的电量和电流读数做判断（剔除双电源误判情况）。

告警阈值：电量零度时电流值非零时点数量>0。

3 异动原因分析

自2014年8月开始，山西各地市公司充分利用轻量级工具，并结合SG186营销业务系统，协调营销部门共同推动异动处理“判、研、处、升”流程优化和管控提升，总结前期业务运行经验，将各类型异动原因分析如下。

3.1 表计失压/断流

导致用户表计失压/断流异动的原因包括两类：第一类，经现场核实确实失压；第二类，经核实用户现场未发生失压。

经现场核实确实失压的主要原因为：用户存在窃电行为导致异动，例如用户破坏计量箱、封印改接线或使用高频窃电装置；计量设备故障导致异动，例如互感器故障无输出或终端通信模块故障等；安装或运行造成二次回路故障导致异动，例如螺丝在接线时未拧紧导致虚接状态、互感器保险管接触不良、二次回路由于锈蚀等原因导致断线等情况。如存在其他原因导致的此类异动，则需要进一步分析。

经核实用户现场未发生失压的异动主要原因为：采集数据问题导致异动；业务档案数据错误或不一致导致异动；单相用户使用三相表计导致异动；轻量级工具误判导致异动。

3.2 大用户日超容

导致日超容异动的原因包括两类：第一类，经核实用户确实超容；第二类，经核实用户未发生超容。

经现场核实确实超容的主要原因为：用户违约超载用电导致异动，例如部分企业业主为逃避或少交基本电费，私自采购具有较强超载能力的特种变压器，或采取水浸、水冷等非法手段给变压器降温，从而发生超容用电行为用户负荷过大，超变压器额定容量运行；用户违约私自增容，例如个别用户私自违反供用电合同约定容量，偷换大容量变压器，造成营销业务系统合同容量与用户现场实际情况不符，运行容量大于系统容量。

经核实用户现场未发生超容的异动主要原因为：计量设备故障导致异动；安装或运行造成二次回路故障导致异动；采集数据问题导致异动；业务档案数据错误或不一致导致异动；用户瞬时超容导致异动；轻量级工具误判导致异动。如存在其他原因导致此类异动，则需要进一步分析。

3.3 零度户电流异常

导致零度户电流异常的原因包括两类：第一类，经核实用户现场确实存在问题；第二类，经核实用户现场不存在问题。

经核实用户现场确实存在问题的主要原因为：用户存在窃电行为导致异动；计量设备故障导致异动；安装或运行造成二次回路故障导致异动。如存在其他原因导致此类异动，则需要进一步分析。

经核实用户现场不存在问题的异动主要原因为：采集数据问题导致异动；用户为发电上网用户，存在反向电量，但无正向电量或正向电量非常小；轻量级工具误判导致异动。如存在其他原因导致此类异动，则需要进一步分析。

4 成效分析

4.1 挽回经济损失

通过建立横向部门联动，纵向业务贯通的闭环协同工作机制，以发现问题为导向，推动异动处理“判、研、处、升”流程优化和管控提升。轻量级工具于2014年4月上线运行，截止11月底，基于PT失压、日超容、零度户电流、CT断流等4项用户异常用电监测功能全省共追补电量163.925万kW·h，追补电费（含违约补偿）561.43万元，在企业堵漏增收和促进采集实用化等方面的作用正在逐步发挥。

4.2 提升专变用户管理

通过开展PT失压、CT断流、零度户电流异常、日超容等4类异动的日常监测，能够及时发现计量装置及二次回路故障，及时消缺，减少损失；及时发现用户违约用电行为[3]，及时予以制止，规范用电行为，挽回企业损失；及时加强用户走访检查力度，督促协助用户处理线路设备老化引起的计量异常；夯实营销工作基础。在监测分析过程中，发现部分用户存在营销业务系统和用电采集系统档案不符的情况，通过对相关责任部门、单位下达协同工作单，对该类问题进行整改，大大提高了营销工作管理水平，尤其是提高了用户档案信息的完整率和准确率，有效提升了采集数据质量，促进业务系统实用化。

5 结束语

用电信息采集系统采集了大量有价值的用户信息，在此基础上结合业务需求，利用大数据挖掘技术，进一步拓展适用的判定规则，研发轻量级工具开展在线实时监测和分析，将会极大地促进电力企业营销和生产管理的信息化和现代化管理水平。

[1] 陈盛，吕敏.电力用户用电信息采集系统及其应用[J].供用电，2011，28（4）：45-49.

[2]范洁，陈宵，周玉.基于用电采集系统的电能计量装置异常智能分析方法研究[J].电测与仪表，2013，50（11）：4-8.

[3]程海花，李晓明，黄军高，等.窃电检测在电能量计量计费系统中的应用[J].电力系统及其自动化学报，2001，13（6）：53-57.