基于移动作业端的电力营销稽查网格化系统

江 涛,贺超群,刘 洋,唐知涵

(1.国网湖北营销服务中心（计量中心），湖北 武汉 430000；2.国网鄂州供电公司，湖北 武汉 436000）

1 引言

电力营销稽查工作经过多年发展，大致经过了以下几个阶段。阶段1：凭借工作经验，实现对电力营销的抽查，其主要的任务是找出问题；阶段2：依靠统计抽样方法，遵照电力营销评分体系，对电力全局营销业务进行稽查，其主要目标就是对所有部门的电力营销进行评测；阶段3：建造三维一体的稽查体系，体系内存在在线稽查、专项稽查、抽样抽查，从不同的角度完成电力营销质量的稽查，其主要目的是最大程度的减少电力营销业务的问题，提高营销业务水平。

而现阶段，对于电力营销的稽查，主要是电力企业派遣稽查人员到现场进行人工稽查。这种稽查模式技术含量较低，同时并没有相应的手段与工具的依托，有些稽查数据，甚至需要凭借人工记录，这就很容易产生漏稽与错稽的状况发生，使得稽查工作的质量大大降低。并且，因为工作人员较为依赖主观判断，不同的稽查人员之间的稽查结果大多和自身知识水平与工作经验存在关联，导致稽查精准度和效率都不够稳定。而统计抽样技术，虽然也能够被描述成一种稽查方式，但由于该方法属于统计性算法，所以存在一定范围内的误差，这也是导致稽查产生漏洞的问题之一。建立三位一体的稽查体系，这种模式的优点就在于简单、快捷，只需要稽查结果，对比设定的体系阈值，就能够获得结果，但这种依靠对比的方法，只能获得用户电力用量是否存在异常，不能获得具体数值，还需要后续单独核查具体的数值表，工作效率低下。

针对上述问题，提出一种基于移动作业端的电力营销稽查网格化系统，通过分析网格化概念，设计网格化管理模块、电力营销决策管理模块与数据库，利用B/S结构组建移动作业端浏览器硬件设备，凭借WindowsServer 与IE 浏览器构成系统软件，融合上述两种模块，构建移动作业端下电力营销稽查的网格化系统。

2 电力营销稽查网格化系统方案

2.1 电力营销网格化规划

网格定义即把区域凭借一定的规则分割为若干种网格状的小单元，以方便对区域进行更为精细的操作，其中格就是区域被分割之后的空间范围，其与责任区、地块区相似，网就是若干种格构建的区域。

本文把网格化引入电力营销稽查内，就是把电力营销网格化，即把某一电力营销区域在地理上分化为若干种相对独立的、营销范围不重叠的片区或网格小单元[1]。对电力营销以网格单元进行稽查，包括电力营销的运行、建设与规划等。这种方法可以为电力营销业务提供：可靠性管理、项目储备、精确稽查与稽查监控等。

电力营销网格化就是以区域用电当作导向，利用区域控制性对不同网格区域的用电状态进行归类，使用传统的负荷预测模型，进行系统化的电力营销稽查，同时按照统一化的规划准则，分割区域，同时扩建10kV的网格布局，统计电力营销的通信、业务与保护配置等内容。考虑到网格化即一种新的电力营销稽查准则，为了表明网格化之后的电力营销安全经济运行，需要计算网格化模型的指标权重，以精确反映网格化电力营销的实际状况。

2.2 电力营销网格化模型指标权重计算

当前，确定网格化模型指标权重的方法有很多，但考虑到不同营销区域、不同项目需要定制不同的权值，需要使用菲德尔法与层次分析法相融合来确定指标权重，其流程如下所示：

(1) 组建比较评测矩阵[2]。通过菲德尔法与层次分析法，确定所有单一指标的相对重要程度，构建比较评测矩阵。其中，针对指标i与指标j，通过aij描述第i种要素和第j种要素相对某种要素的关键性，而aji=1/aij。其中，aij的取值方位即1～9与其倒数。

(2) 校验评测矩阵的一致性。

(3) 凭借层次分析法，确定网格化电力营销规划[3]模型的所有指标权重。

拟定共存在n种因素构成评测指标体系，那么A=(aij)n×n就是指标体系的对比矩阵。

2.3 电力营销风险计算

营销线路的风险得分，其具体实现流程如下所示：

连续的异常单元定义[4]，模型自动运算电力营销馈线线损超过5%，同时超过五天以上的馈线，就是异常网格单元。

(1) 运算所有风险指标得分：

线损率均值计算：

线损电量均值计算：

线损率标准差计算：

线损电量标准差计算：

异常网格单元用户数变异系数：

(2) 凭借风险指标标准化数据矩阵构建协方差矩阵R，其中Rij(i，j=1，2，…，p)代表所有风险指标得分的Xi和Xj的关联系数。R能够描述成对称矩阵[5]，只需要运算其上三角元素或是下三角元素即可，其运算方程为：

(3) 依靠协方差矩阵R运算得到的主成分特征值、累积方差，确准主成分总量。解特征公式|E-R|=0，获得特征值i(i=1，2，…，p)。主成分Zi的贡献率是，累积贡献率为。

(4) 构建原始因子载荷矩阵。因子载荷量就是主成分Zi和初始指标Xi的关联系数R(Zi，Xi)，其凸显了主成分和所有风险指标的关联程度[6]，凭借该指标能够较好的诠释主成分的含义。

线路异常网格单元下用户的风险得分：

用户风险得分方法如下所示，依靠线路异常网格单元的原始时间，选取该范围内的用户数据，计算用户的以下指标：

用户电量缺失值比例：

用户电量异常日变异指数：

abDcv=当日电量异常变化服务/线损电量变化幅度 (8)

把用户异常指标标准化之后进行加权汇总[7]，得到具体得分，而权重设定凭借实际线路状况进行调整。

2.4 电力负荷计算

对电力营销进行稽查的过程中，需要对电力的负荷总量进行计算，因此，需要构建一种能够对电力负荷进行预估和计算的公式。

在已知的电力营销网格内单元小块的控制性进行详细规划，在划分电力营销网格的基础上，第i种网格单元的负荷计算Pi，max3能够通过以下公式进行计算：

其中，K4代表单元小块用电负荷的同时率系数，m代表网格单元的使用总量，Dj代表第j种负荷的负荷密度，Sj代表第j种负荷的网格尺寸，Pvip代表用户用电负荷的校验值。

第k种二级网格负荷计算，Pi，max2代表所有网格负荷预估的结果，Pi，max3，考虑到同时率是能够叠加的，因此Pi，max2的计算公式如下所示：

其中，K3代表网格单元的同时率系数，n代表网格的总量。

2.5 电力营销稽查网格化系统构建

2.5.1 系统软、硬件环境

硬件环境即电力营销稽查网格化系统的设备支持，通过移动设备与服务器设备两个方面构成。因为系统使用的是B/S结构的浏览器模式[8]，客户端并没有特殊的限制，移动客户端也能够使用，只需要可以正常访问其他网页的配置即可，服务器端需要运行整体系统的所有应用程序，所以储存与性能的要求会较高，需要达到1T以上，处理器最少需要四核配置。

(1) 服务器

数据储存使用关系型数据库SQL Sever2008 进行统一化管理；

系统运行的操作系统不存在限制要求，使用Windows-Server就能够运行。

(2) 客户端

客户端即用户进行系统访问的软件支持，因为所提系统是以浏览器的访问模式构成，因此客户端并不存在较大的限制，只需要安装IE浏览器就能够正常使用。

2.5.2 网格化管理模块

业务审核流程稽查、网格管理与网元管理是电力营销网格化稽查管理功能模块的关键构成部分，其大致的目标即：

(1) 业务审核流程稽查

依靠电力营销网格化稽查管理功能模块确定目标任务的运行状况。该模块作为电力营销企业管理系统内容的一个重要组成部分，与其他管理模块具有较为紧密的关联。在系统内主要发挥的作用即：对营销服务进行管理，对稽查的流程进行检测与查验，对业务质量与业务状态进行稽查，其具体流程如下所示：

营销服务，对具体的电力营销信息进行网格化与规范化处理，管理具体的电力营销信息，同时加以执行；

流程稽查，流程稽查即一种电力营销服务操作的一种，主要对电力营销流程进行稽查管理，确保质量；

业务稽查，业务属于电力营销的一种，主要对业务进行稽查管理，确保业务操作质量。

(2) 网格管理

主要负责对系统的网格进行有效管理。网格管理层的作用如下所示：对处于网格范围内的网格单元进行控制与协调，对支持电力营销服务的相关网格功能[9]发挥修改、提供与终止的作用，对网格进行维护，对网格数据进行维护，确保和服务管理层之间在适应性、性能与用途等方面有效的沟通与交流。

(3) 网元管理

主要负责在对所有网元进行管理时，抽象化网元供给的相关服务。网元拥有多种种类的电信设备与相关的支持系统与设备。网元管理层能够支持以下功能：对网元的子集进行归一化处理或是单独的协调与控制，记录网元关联数据与维护数据。

2.5.3 辅助决策管理模块

辅助决策管理模块与市场环境、用户等方面存在较为紧密的关联，其能够完成向潜在客户与客户供给服务。辅助决策[10]管理模块存在以下作用：对系统用户的信息进行采集、收集用户的业务信息、处理用户存在的欠费缴纳问题与用户的等级评价功能。

决策管理模块的具体任务即：分析用户、分析市场、辅助决策与统计查询[11]等功能，在此主要对客户进行详细的分析与介绍，其大致流程如图1所示。

图1 客户分析管理业务流程

电力营销决策管理模块的业务流程如图2所示。

图2 营销决策管理业务流程

2.5.4 数据库模块

在对数据库进行构建的时候，需要按照以下原则进行构建：(1)规范化、标准化。之所以需要数据标准化，就是为了能够更好的剔除数据库内存在的冗余数据[12]。关于数据标准化，其形式能够分为几种，但能够使性能、扩展性与数据完整性等方面保持较好的平衡的就是ThirdNormalForm 了。同时为了提升效率，还需要对其进行标准化操作；(2)为了使系统能够更加灵活、更具扩展性，使用的驱动为数据驱动。在进行数据库设计的流程内，需要考虑能够会产生的数据字段变更问题。

3 实例证明

为了证明系统实用性，使用所提系统对某地区的电力营销状况进行稽查，实验数据的储存平台为MATLAB 平台，实验数据的储存格式改为bmp，其具体流程如下所示：

(1) 电力企业管理人员在稽查用户用电评估电价用量时，发现，用户的评估电价电量出现异常，在过去的几个月内，用户的用电量都会出现尖峰电价用电，而在最后一个月内，用户的尖峰用电量为零；

(2) 经过所提系统，把该用户的档案信息引入稽查数据处理模块内；

(3) 稽查数据处理模块对数据进行处理，同时生成稽查任务；

(4) 稽查移动终端收取稽查任务；

(5) 稽查人员对后台数据库内的用户数据与当前用户信息进行比对，并确证该用户存在异常数据，并记录稽查数据；

(6) 对用户的用电异常情况，工作人员通过终端对该用户的电压、电流、有功与无功数据进行分析，具体数值如表1所示。

表1 用户用电数据分析

表1内，Ubc、Uca代表bc、ca相的线电压，单位是kV；Ib、Ia代表b、a相的相电流，单位是A；P代表有功功率，单位是kW；Q代表无功功率，单位是kVar。

(7) 根据电力负荷计算可得出，表1 中三相负荷基本对称，但是电流、电压并不满足负荷计算结果，因此凭借式(10)得出用户电量异变指数，结果如图3所示。

图3 用户电量变异指数图

(8) 根据图3得到结果，从凌晨4点开始，功率因数发生降低，可能存在窃电状况的出现。经过稽查人员的现场核实，发现电能表连接线被更改，电能表线圈内接入的电压、电流的相位关系不正确，导致了这次异常数据的出现；

(9) 现场稽查完成后，储存稽查结果；

(10) 凭借稽查结果，对用户的尖峰电价用电量进行补交处理；

(11) 把稽查结果分类，同时上传到现场稽查数据处理模块中，稽查任务完成。

4 结束语

为了全面准确的反映电力企业的电力营销规划情况，提出一种基于移动作业端的电力营销稽查网格化系统设计。所提系统能够精确实现网格化电力营销稽查，同时还能使稽查结果更为精准。但因为所提系统，需要计算网格化模型的指标权重与风险指标，整体计算效率会受到影响，因此下一步需要研究的课题是，在所提系统的基础上，对指标权重与风险指标的计算方法进行优化，以加快算法的计算速度，同时提升系统的整体计算效率。