CN106066415B - 用于检测供电网络中的欺诈的方法和设备、存储装置 - Google Patents

用于检测供电网络中的欺诈的方法和设备、存储装置 Download PDF

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Abstract

用于检测供电网络中的欺诈的方法和设备、存储装置。本发明涉及用于检查包括由供电电缆连接到数据集中器的多个电表的供电网络中的欺诈的方法。该方法包括以下步骤：获得(31)在预设时段内在供电网络中消耗的全局能量EDC的测量结果；估计(32)总能量EΣ，该总能量EΣ由在该预设时段由上述多个电表消耗的全局固有能量
Figure DDA0002237430700000011
与电表在该预设时段内分别测量的能量之和对应的全局测量能量
Figure DDA0002237430700000012
以及表示在该预设时段内上述供电电缆的能量损耗的全局电线损耗能量
Figure DDA0002237430700000013
的总和得到；根据该全局能量EDC的测量结果与该总能量EΣ的估计的比较结果来检测(34)欺诈。

Description

用于检测供电网络中的欺诈的方法和设备、存储装置
技术领域
本发明涉及用于在包括多个由供电电缆连接到数据集中器的电表的供电网络中检测欺诈的方法，以及实施该方法的装置。
背景技术
电力线通信(PLC)正在发展，特别是在AMM(自动电表管理)型的供电网络的环境中。因此为了智能电表自动收集能耗读取数据，在供电网络上实现通信网络。电力线通信使用通信协议，例如诸如G3-PLC协议(第三代PLC)，ITU-T G.9903)或PRIME(电力线智能电表演进)协议。
这样的PLC网络可以具有树的形式，以使其能够以扩展通信范围。这是例如在使用PRIME协议或G3-PLC协议的PLC网络的情况下。在这样的PLC网络中的设备通常被称为节点。节点设备被称为数据集中器，起到PLC网络的根的作用并管理PLC网络，以组织相同通信载体的共享：同步信标的传输，拓扑管理等。然后节点设备，通常智能电表，在PLC网络中的其他节点设备(即，其他智能电表)无法直接从数据集中器接收信息以及直接将信息发送到数据集中器时，用作代表PLC网络中的其他节点设备的中继。因而说该通信网络是分级的。
因此，因此为了使节点设备能够与数据集中器通信，多个中继可能是必要的。作为代表第二节点设备的中继的第一节点设备被称为父，而在这一节点间的关系中，第二个节点设备被称为子。这也是说，第二节点设备附接到第一节点设备。
电表，无论是否是智能的，主要是用来测量电力设施的电力消耗。已知电力设施的一些用户使用欺诈以减少监控他们电力设施的电表所进行的电力消耗测量结果。欺诈性的检测测量可以直接在电表上实现。然而，供电经营者通常管理非常大数量的电表。因此由于这些方法可能需要对每个电表进行修改，应用它们会是复杂且昂贵的。不仅如此，这些方法是系统性的，即，即使未使用欺诈，每个电表也都被修改，并且使人们不可能命中电力网络中实际使用欺诈的那一部分。
发明内容
期望克服现有技术的这些各种缺点。
特别期望提出用于命中电力网络中实际使用欺诈的那一部分的方法。
特别需要提供一种易于实施且低成本的解决方案。
根据本发明的第一个方面，本发明涉及一种用于检查包括由供电电缆连接到数据集中器的多个电表的供电网络中的欺诈的方法，该方法包括以下步骤：获得在预设时段内在供电网络中消耗的全局能量EDC消耗；估计总能量EΣ，该总能量EΣ由在预设时段期间由上述多个电表消耗的全局固有能量
Figure GDA0002237430690000021
与电表在预设时段期间分别测量的能量之和对应的全局测量能量
Figure GDA0002237430690000022
以及表示在预设时段内上述供电电缆的能量损耗的全局电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000023
的总和得到；将全局能量EDC的测量结果与总能量EΣ的估计比较；根据上述比较的结果来检测欺诈。
因而该方法使得能够在不修改网络中的每个电表的情况下在供电网络远程检测欺诈。
根据一个实施方式，在比较期间中，将总能量EΣ除以全局能量EDC得到的比率与预定阈值相比较，当该比率低于该预定阈值时，检测到欺诈。
根据一个实施方式，根据从上述电表经由供电网络使用电力线通信发送至数据集中器的信息来计算全局测量能量
Figure GDA0002237430690000024
和全局电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000025
根据一个实施方式，估计全局电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000026
的过程被实施并该过程包括：从每个电表获得表示上述电表相对于该数据集中器的距离的信息；使用该表示距离的信息来估计全局电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000027
根据一个实施方式，使用上述表示距离的信息估计该全局电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000028
包括：根据表示上述电表的距离的信息将各个电表分类到来自预定类集合中的一个类，每个类与表示距离的一定范围的信息值相关联；针对每个类k估计电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000029
并且通过将针对每个类k估计的电线损耗能量
Figure GDA00022374306900000210
相加计算全局电线损耗能量
Figure GDA00022374306900000211
的估计。
使用类使得能够简化对全局电线损耗能量
Figure GDA00022374306900000212
的估计。
根据一个实施方式，每个类k被进一步与层级相关联，当第一范围代表小于第二范围所代表的距离的距离时，与第一范围相关联第一类具有低于与该第二范围相关联的第二类的层级，以及其中每个类k的电线损耗能量估计包括：针对类k计算总强度Ik，该总强度Ik是预定的时间段期间由上述类k中的各个电表接收以及出自各个电表的各电力电线电流的平均强度的和；计算中间强度
Figure GDA0002237430690000031
该中间强度
Figure GDA0002237430690000032
是在存在上一层级的类的情况下则通过将这样的上一层级的类的中间强度
Figure GDA0002237430690000033
加到总强度Ik而计算出的；通过将因此获得的中间强度
Figure GDA0002237430690000034
的平方乘以值dk,k-1获得总乘积Pk，值dk,k-1代表区分上述类k中的电表离下一层级的类中的电表的距离或当类k具有最低层级时离数据集中器的层级的类中的电表的距离；并且通过将总乘积与预设时段的持续时间T和上述供电电缆的平均每米电阻值Rmoy相乘，获得类k的电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000035
的估计。
根据一个实施方式，针对每个类k的总强度Ik按照如下计算：
Figure GDA0002237430690000036
其中，Mk是类k中电表的数量，
Figure GDA0002237430690000037
是由类k中的电表i测量的、与上述电表i管理的电力设施在预设时段内消耗的能量相对应的能量，
Figure GDA0002237430690000038
是由类k中的上述电表i在预设时段内在到上述电力设施的输入端测量的平均电压，
Figure GDA0002237430690000039
是类k的上述电表i的功率因子，Cmoy是类k中的上述电表i在预设时段内消耗的平均功率，以及，
Figure GDA00022374306900000310
是由类k中包括的电表在预设时段内在到电表的相应的电力设施的输入端测量的电压的平均。
根据一个实施方式，以如下方式计算全局固有能量
Figure GDA00022374306900000311
Figure GDA00022374306900000312
其中，S是上述多个电表的基数。
根据一个实施方式，如下计算全局测量能量
Figure GDA00022374306900000313
Figure GDA00022374306900000314
其中，K表示上述网络中所定义的类的数量。
根据一个实施方式，由上述电表中的至少一个电表发送到数据集中器的表示距离的信息是由类k中的上述电表i在预设时段在到上述电力设施的输入端测量的平均电压
Figure GDA00022374306900000315
并且每个上述范围由与在预设时段内在该供电网络的输入端测量的最大平均电压UDC的预定的百分比相对应的上限和下限界定。
根据一个实施方式，电力线通讯使用PRIME协议并且由被称为PRIME电表的所述电表中的至少一个电表发送到数据集中器的表示距离的信息是由PRIME协议指定的、与实现数据集中器和PRIME电表之间的电力线通信的中继作用的电表的数量对应的级别值，并且每个的上述范围由对应于预定义级别的上限和下限来界定。
根据一个实施方式，电力线通讯使用G3-PLC协议，并且由所述电表中的至少一个电表发送到数据集中器的表示距离的信息是由G3-PLC协议指定的路线成本值，并且每个上述范围由对应于预定义的级别的上限和下限来界定。
根据本发明的第二个方面，本发明涉及一种用于检测包括由供电电缆连接到数据集中器的多个电表的供电网络中的欺诈的设备，该设备包括：获得装置，该获得装置用于在预设时段获得供电网络中消耗的全局能量EDC测量结果；估计装置，该估计装置用于估计总能量EΣ，该总能量EΣ由在在预设时段上述多个电表消耗的全局固有能量
Figure GDA0002237430690000041
与电表在预设时段期间分别测量的能量之和对应的全局测量能量
Figure GDA0002237430690000042
以及表示在预设时段期间上述供电电缆的能量损耗的全局电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000043
的总和得到；比较装置，该比较装置用于将全局能量EDC的测量结果和总能量EΣ的估计进行比较；和检测装置，该检测装置用于根据上述比较的结果检测欺诈。
根据一个实施方式，该设备是数据集中器或通过通信网络连接到数据集中器的信息系统。
根据本发明的第三方面，本发明涉及一种计算机程序，其包括当所述程序由设备的处理器来执行时用于由该设备实现根据第一方面的方法的指令。
根据本发明的第四方面，本发明涉及存储计算机程序的存储装置，该计算机程序包括当所述程序由设备的处理器来执行时用于由该设备实现根据第一方面的方法的指令。
附图说明
通过阅读以下关于附图给出的示例性实施方式的描述，以上提及的本发明的特征和其它特征将更加清楚地呈现，在附图中：
图1示意性地例示了实现在供电网络上的树形式的PLC网络，本发明可以被实现在该PLC网络上；
图2示意性地例示了实现本发明的信息系统的处理设备的硬件结构的一个示例；
图3示意性地例示了根据本发明的欺诈检测方法；
图4示意性地例示了根据本发明的用于估计总能量的方法；
图5示意性地例示了根据本发明的用于估计全局电线损耗能量的方法；和
图6示意性地例示了根据本发明的用于估计全局电线损耗能量的方法的细节。
具体实施方式
下文中在上面实现有PLC网络的供电网络的环境中说明本发明，该供电网络包括通过供电电缆连接到数据集中器的多个电表。该数据集中器通过例如互联网的通信网络连接到信息系统，该信息系统实现本发明。该信息系统可以接着确定欺诈是否在供电网络中进行。
本发明也适用于更广泛的背景中，当在上面实现有PLC网络的供电网络包括多个数据集中器时，所述多个数据集中器中的每个数据集中器通过供电电缆连接到多个电表，所有数据集中器通过通信网络连接到信息系统。这里认为连接到数据集中器的多个电表形成供电网络的供电子网。在这种情况下，该信息系统实现本发明，并且可以确定欺诈是否在供电网络中进行。该信息系统还可以确定欺诈在哪个供电子网实施，这使得能够命中或查出欺诈者。
本发明还可以通过数据集中器实现。在这种情况下，该数据集中器可以向信息系统报告欺诈是在其所连接的供电子网进行的。
图1示意性地示出实现在供电网络1上的树形式的PLC网络，本发明可以被实现在该PLC网络上。
所述PLC网络包括连接到多个电表130至139的数据集中器12。每个电表监管电力设施并测量上述电力设施消耗的电能。电表130至132直接连接到数据集中器12。电表130和131分别用作电表133和134至136的中继。电表133用作电表137中继。电表139用作电表138和139中继。由于电表130至132不具有父电表(即父节点)，它们形成对应于最低层级的第一层级141。设k是代表层级的变量，对于最低层级，k＝1。由于电表133至136使用一个中继，它们形成第二层级142。对于此第二层级，k＝2。由于电表137至139使用两个中继，它们形成第三层级143。对于此第三层级，k＝3。数据集中器12经由通信网络2例如互联网而被连接到信息系统11。信息系统11可以通过未示出的其他数据集中器而连接到相同类型的其他PLC网络，如关于图1所描述的PLC网络。通过使用PRIME或G3-PLC协议或其他PLC通信协议在各个PLC网络中实现PLC通信。
在一个实施方式中，本发明由信息系统11的处理模块110执行。
在一个实施方式中，本发明由包括在数据集中器12中的处理模块来实现。在这种情况下，该数据集中器12在检测到供电网络1的欺诈时，向信息网络11发送欺诈检测警报。
图2示意性地例示了实现本发明的信息系统11的处理模块110的硬件结构的一个示例。
根据图2所示的硬件的体系结构的示例，该处理模块110包括，通过通信总线1100连接的：处理器或CPU(中央处理单元)1101；随机存取存储器RAM 1102；只读存储器ROM1103；存储单元，例如硬盘或存储介质读取器；诸如SD(安全数字)读卡器1104；使得处理模块110从数据集中器12接收信息的至少一个通信接口1105，这个信息已经由电表130至139发送到数据集中器12。
该处理器1101能够执行从ROM 1103、从外部存储器(未示出)、从存储介质中(诸如SD卡)或者从通信网络加载在RAM 1102的指令。当处理模块110开启，所述处理器1101能够从RAM 1102读出指令并执行它们。这些指令形成计算机程序使处理器1101执行以下描述的与图3至6有关的方法的所有或部分。
以下关于图3至6描述的该方法可以以软件形式由可编程机器执行一组指令来实现，例如DSP(数字信号处理器)或微控制器，或可由机器或专用部件以硬件形式来实现，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。
图3示意性地例示了根据本发明由处理模块110实现的用于检测欺诈的方法。
在步骤31中，信息系统11的处理模块110从数据集中器12获得供电网络在预设时段内消耗的全局能量EDC。该全局能量EDC是数据集中器12在供电网络1的输入端处进行测量。该全局能量EDC对应于供电网络1在预设时段内实际消耗的电能，即供电网络自身所消耗的全部能量，例如，因为在将电表130至139连接到数据集中器12的供电电缆中的电线损耗、在下文被称作为固有能量的电表130至139的每一个的工作所消耗的能量、以及由电表130至139监管的电力设施所消耗的能量。
在步骤32中，处理模块110估计总能量EΣ。该总能量EΣ由在预设时段内由上述多个电表消耗的全局固有能量
Figure GDA0002237430690000061
与电表在该预设时段内分别测量的能量之和对应的全局测量能量
Figure GDA0002237430690000062
和表示在该预设时段内在上述供电电缆中的能量损耗的全局电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000063
的总和得到。应当指出，术语“测量能量”与在电力领域中通常使用的术语“有效能量”同义。
在步骤33中，处理模块110比较全局能量EDC的测量结果和总能量EΣ的估计。在一个实施方式中，处理模块110计算对应于总能量EΣ除以全局能量EDC的比率R。
Figure GDA0002237430690000071
然后该比率R与预定阈值进行比较。
在步骤34中，处理模块110根据该比较结果来检测欺诈。当该比率R小于预定阈值时，检测到欺诈。认为例如比率低于阈值的95％表示欺诈在供电网络1中进行。
图4示意性地例示了用于估计总能量EΣ的方法。
在步骤320，处理模块110估计全局固有能量
Figure GDA0002237430690000072
全局固有能量
Figure GDA0002237430690000073
对应于每个电表130至139在预设时段内用于其工作而消耗的固有能量的总和。该全局固有能量
Figure GDA0002237430690000074
计算如下：
Figure GDA0002237430690000075
其中T是预设时段的持续时间，S是多个电表130至139的基数(cardinality)，这里S＝10，以及Cmoy是所述多个电表130至139中的电表在预设时段内消耗的平均功率。在一个实施方式中，基数S和平均功率Cmoy是信息系统11已知的。在一个实施方式中，平均功率Cmoy是处理模块110已知的。
在步骤321中，处理模块110计算全局测量能量
Figure GDA0002237430690000076
该全局测量能量
Figure GDA0002237430690000077
计算如下：
Figure GDA0002237430690000078
其中，En是由多个电表130至139中索引为n的电表测量的能量。例如，电表130、131、132、133、134、135、136、137、138、139分别具有一个等于1、2、3、4、5、6、7、8、9、10的索引n。测量能量En对应由索引为n的电表监管的电气设施消耗并由索引为n的表测量的能量。在一个实施方式中，电表130(并且131至139相应地)使用基于例如PRIME协议或G3-PLC协议的PLC通信向数据集中器12发送表示测量到的测量能量E1(En分别n＝2至10)的信息。表示测量能量En的信息接着由通信网络2通过例如HTTP(超文本传输协议)请求而发送至信息系统11。
在步骤322，处理模块110估计全局电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000079
该全局电线损耗能量
Figure GDA00022374306900000710
对应于供电网络1中的电线损耗。供电电缆不可能具有零电阻。供电电缆的电阻是供电网络电线损耗的主要原因。供电电缆的每米平均电阻通常是已知的，以下表示为Rmoy。供电电缆的电阻因此依赖于该电缆的长度。我们在下文中与图5和图6有关地描述用于估计全局电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000081
的方法。
图5示意性地例示了用于估计全局电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000082
的方法。
在步骤3221，处理模块110从每个电表130至139获得表示该电表相对于数据集中器12的距离的信息。
根据一个实施方式，当其与在预设时段在供电网络1的输入端处测量的平均最大电压UDC相比时，在预设时段测量的索引为n的电表的输入端的平均电压Un是表示索引为n的所述电表相对于该数据集中器12的距离的信息。在本实施方式中，电表130至139中的至少一个电表通过PLC通信向数据集中器12发送其测量的至少一个平均电压Un。该平均电压Un随后发送至信息系统11，例如使用HTTP请求，所以它可确定所述电表的距离。
在步骤3222中，处理模块3222根据我们关于图6描述的方法使用代表距离的信息来估计全局电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000083
在一个实施方式中，PRIME协议用于电表130到139中的至少一个索引为n的电表之间的PLC通信。PRIME协议使得电表向数据集中器提供表示其相对于层级形式的所述数据集中器的距离的信息。每个层级依赖于电表与数据集中器通信所使用的中继数量。因此，不使用任何用于中继来与数据集中器通信的电表具有等于“1”的层级。对于用于与数据集中器12通信的每个中继，电表的层级增加“1”。例如，电表131具有等于“1”的层级，而电表138具有等于“3”的层级。在本实施方式中，电表的层级被认为是代表了电表相对于该数据集中器12的距离的信息。这是因为，在本实施方式中，信息系统能够在电表的层级与电表和数据集中器12的距离之间建立联系。电表的层级随后传送到信息系统11，例如使用HTTP请求，以便它能够确定所述电表的距离。
在一个实施方式中，G3-PLC协议用于电表130至139之中至少一个索引为n的电表的PLC通讯。G3-PLC协议使用PLC网络中基于路线成本估计的路线方法。需要与数据集中器12进行通信的电表必须确定供电网络1中用于与数据集中器12通信的最佳路线。为此，估计电表和数据集中器12之间的路线成本，并选择对应于最低路线成本的路线来用于电表和数据集中器12之间的通信。当确定了电表和数据集中器12之间的最佳路线时，数据集中器12知晓最佳路线的成本。在本实施方式中，最佳路线的成本被认为是代表该电表相对于数据集中器12的距离。这是因为，在本实施方式中，信息系统能够建立最佳路线的成本和电表相对于该数据集中器12的距离之间的联系。然后最佳路线的成本被发送到信息系统11，例如使用HTTP请求，以它能够确定所述电表的距离。
图6示意性地例示了对应于步骤3222用于估算全局电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000091
的方法的细节。
在步骤32220，处理模块110根据代表距离的信息将电表130至139划分入预定义的一组电表类中的类。所述类中的每个与代表距离的信息值的范围相关联。在基于使用以平均电压Un形式的代表距离信息的实施方式中，处理模块110计算比率
Figure GDA0002237430690000092
每个预定义类的范围是最大平均电压UDC的预定百分比。然后，处理模块110比较该比率
Figure GDA0002237430690000093
与所述预定百分比以确定所述电表的距离。例如，当
Figure GDA0002237430690000094
时，电表被认为属于级别“1”的类。当
Figure GDA0002237430690000095
时，电表被认为属于级别“2”的类。当
Figure GDA0002237430690000096
时，电表被认为属于级别“3”的类。当
Figure GDA0002237430690000097
时，电表被认为属于级别“4”的类。下文使用k表示类的级别，级别k的类被称为类k。所有归入同一类中的电表都被认为离数据集中器12有相同的距离，即，同一类中的电表与相同的距离值相关联。在如图1所示所描述的实施方式中，电表130至132在类“1”中，电表133至136在类“2”中，电表137至139在类“3”中。
在步骤32221至32223，处理模块110针对每个类k估计电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000098
在步骤32221中，处理模块110针对类k计算总强度Ik。该总强度Ik是预设时段内由上述类k中的各个电表接收以及从各个电表出去的各电力电线电流的平均强度的总和。
针对每个类k如下计算总强度Ik：
Figure GDA0002237430690000099
其中，Mk是类k中电表的数量，
Figure GDA00022374306900000910
是由类k中的电表i在预设时段内测量的对应于由上述电表i管理的电力设施消耗能量的能量，
Figure GDA00022374306900000911
是由类k中的上述电表i在预设时段内在上述电力设施的输入端测量的平均电压，
Figure GDA0002237430690000101
是类k的上述电表i的功率因子，Cmoy是类k中的上述电表i在预设时段内消耗的平均能量，以及，
Figure GDA0002237430690000102
是由类k中包括的电表在预设时段内在它们相应的电力设施的输入端测量的电压均值。应当指出的是，总强度Ik是第一项
Figure GDA0002237430690000103
和第二项
Figure GDA0002237430690000104
之和。该第一项对应于类k中各个电表接收电流的平均强度的总和。该第二项对应于来自类k中各个电表的电流的平均强度的总和，即来自类k中各个电表固有的消耗。应当注意的是，每个测量能量
Figure GDA0002237430690000105
对应于与步骤321有关的上述测量能量En，仅改变索引，索引ki表示类，n为多个电表中的表示。
然后可以如下计算全局测量能量
Figure GDA0002237430690000106
Figure GDA0002237430690000107
以类似的方式，每个平均电压
Figure GDA0002237430690000108
对应于步骤32221中提到的平均电压Un；仅改变索引，索引ki表示类，n代表多个电表。功率因子
Figure GDA0002237430690000109
被认为是信息系统11已知的。由每个电表测量功率因子
Figure GDA00022374306900001010
并经由数据集中器12将其发送到信息系统11。
在步骤32222中，处理模块110针对每个类k计算中间强度
Figure GDA00022374306900001011
该中间强度
Figure GDA00022374306900001012
是在存在上一层级的类的情况下通过将这样的上一层级的类的中间强度
Figure GDA00022374306900001013
加到总强度Ik计算出的(如果)。因此，中间强度
Figure GDA00022374306900001014
在中间强度
Figure GDA00022374306900001015
之前计算。例如：
Figure GDA00022374306900001016
Figure GDA00022374306900001017
Figure GDA00022374306900001018
在步骤32223中，处理模块通过将因此获得的中间强度
Figure GDA00022374306900001019
的平方(即，中间强度
Figure GDA00022374306900001020
的2次幂)乘以代表上述类k中的电表到类k-1中的电表的距离、或到数据集中器12(当类k具有最低的层级时)的距离的值dk,k-1获得针对每个类的总乘积Pk。
例如：
Figure GDA00022374306900001021
Figure GDA00022374306900001022
Figure GDA00022374306900001023
d1,0是从数据集中器12相距类“1”的电表的距离。
在一个实施方式中，信息系统11知道距离dk,k-1。这个信息与该网络的拓扑有关并由供电运营商提供，或由供电网络(1)的管理员从供电运营商提供的信息中推导。
在步骤32224中，处理模块110通过将总乘积乘以预设时段的持续时间T以及上述供电电缆的平均每米电阻值Rmoy来获得类k中的电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000111
的估计。每米平均电阻Rmoy从信息系统11获知。
Figure GDA0002237430690000112
例如：
Figure GDA0002237430690000113
Figure GDA0002237430690000114
Figure GDA0002237430690000115
在步骤32225中，处理模块110通过将针对每个类k估计的电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000116
相加来计算全局电线损耗能量
Figure GDA0002237430690000117
Figure GDA0002237430690000118
例如：
Figure GDA0002237430690000119
在基于使用PRIME协议用于多个电表中的电表和数据集中器12之间的PLC通信的实施方式中，代表距离的信息以级别值Ln的形式被发送。每个预定义范围的边界是预定义的级别值。处理模块110随后将级别值Ln与上述预定义的级别值比较以确定上述电表的距离。例如，当Ln≤1时，电表被认为属于类“1”。当1<Ln≤3时，电表被认为属于类“2”。当3<Ln≤5时，电表被认为属于类“3”。当5<Ln时，电表被认为属于类“4”。
在基于使用G3-PLC协议用于多个电表中的电表和数据集中器12之间的PLC通信的实施方式中，代表距离的信息以路线成本CRn的形式被发送。每个预定义范围的边界是预定义的路线成本。处理模块110随后将级别值CRn与上述预定义的路线成本比较以确定上述电表的距离。例如，当CRn≤20时，电表被认为属于类“1”。当20<CRn≤50时，电表被认为属于类“2”。当50<CRn≤100时，电表被认为属于类“3”。当100<CRn时，电表被认为属于类“4”。

Claims (13)

1.用于检测包括通过供电电缆连接到数据集中器(12)的多个电表(130、131、132、133、134、135、136、137、138、139)的供电网络(1)中的欺诈的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
获得(31)在预设时段内在供电网络中消耗的全局能量EDC的测量结果；
估计(32)总能量EΣ，该总能量EΣ由在该预设时段由所述多个电表消耗的全局固有能量
Figure FDA0002237430680000011
与电表在所述预设时段期间分别测量的能量之和对应的全局测量能量
Figure FDA0002237430680000012
以及表示在所述预设时段期间所述供电电缆的能量损耗的全局电线损耗能量
Figure FDA0002237430680000013
的总和得到，实施估计所述全局电线损耗能量
Figure FDA0002237430680000014
的过程并且该过程包括：从每个电表获得(3221)表示所述电表相对于该数据集中器(12)的距离的信息；以及使用表示距离的所述信息来估计(3222)所述全局电线损耗能量
Figure FDA0002237430680000015
比较(33)所述全局能量EDC的测量结果与所述总能量EΣ的估计；以及
根据所述比较的结果检测(34)欺诈，
其中，使用表示距离的所述信息来估计(3222)所述全局电线损耗能量
Figure FDA0002237430680000016
的步骤包括：
根据表示所述电表的距离的信息将各个电表分类(32220)到来自预定类集合中的类，每个类与表示距离的一定范围的信息值相关联；
针对每个类k估计(32221、32222、32223、32224)电线损耗能量
Figure FDA0002237430680000017
并且
通过将针对每个类k估计的所述电线损耗能量
Figure FDA0002237430680000018
相加来计算(32225)所述全局电线损耗能量
Figure FDA0002237430680000019
的估计。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述比较期间，将所述总能量EΣ除以所述全局能量EDC得到的比率与预定阈值相比较，当该比率低于该预定阈值时，检测到欺诈。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据由所述电表经由所述供电网络(1)使用电力线通信发送至所述数据集中器(12)的信息来计算所述全局测量能量
Figure FDA00022374306800000110
和所述全局电线损耗能量
Figure FDA00022374306800000111
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：每个类k被进一步与层级相关联，与所述信息值的第一范围相关联的第一类的层级低于与所述信息值的第二范围相关联的第二类的层级，其中，所述信息值的第一范围代表的距离小于所述信息值的第二范围所代表的距离，
以及所述方法的特征在于每个类k的所述电线损耗能量的所述估计包括：
针对所述类k计算(32221)总强度Ik，该总强度Ik是在所述预设时段期间由所述类k中的各个电表接收的以及出自所述各个电表的电流的平均强度的和；
计算(32222)中间强度
Figure FDA0002237430680000021
该中间强度
Figure FDA0002237430680000022
是在存在上一层级的类的情况下通过将这样的上一层级的类的中间强度
Figure FDA0002237430680000023
加到所述总强度Ik而计算出的；
通过将因此获得的所述中间强度
Figure FDA0002237430680000024
的平方乘以值dk,k-1获得(32223)总乘积Pk，该值dk,k-1代表所述类k中的电表离下一层级的类中的电表的距离或当所述类k具有最低层级时离数据集中器的层级的类中的电表的距离；以及
通过将所述总乘积与所述预设时段的持续时间T和所述供电电缆的平均每米电阻值Rmoy相乘，获得(32224)所述类k的所述电线损耗能量
Figure FDA0002237430680000025
的所述估计。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，针对每个类k的所述总强度Ik按照如下计算：
Figure FDA0002237430680000026
其中，Mk是类k中电表的数量，
Figure FDA0002237430680000027
是由所述类k中的电表i测量的、与电表i监管的电力设施在所述预设时段内消耗的能量相对应的能量，
Figure FDA0002237430680000028
是由类k中的所述电表i在所述预设时段内在到所述电力设施的输入端测量的平均电压，
Figure FDA0002237430680000029
是类k的所述电表i的功率因子，Cmoy是类k中的所述电表i在所述预设时段内消耗的平均功率，以及
Figure FDA00022374306800000210
是由类k中包括的所述电表在所述预设时段内在到所述电表的相应的电力设施的输入端测量的电压的平均。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，以如下方式计算所述全局固有能量
Figure FDA00022374306800000211
Figure FDA00022374306800000212
其中，S是所述多个电表的基数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述全局测量能量
Figure FDA00022374306800000213
按照如下计算：
Figure FDA00022374306800000214
其中，K表示所述网络中所定义的类的数量。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
由所述电表中的至少一个电表发送到所述数据集中器(12)的表示距离的所述信息是由类k中的所述电表i在所述预设时段内在到电力设施的输入端测量的平均电压
Figure FDA0002237430680000031
并且每个所述范围由与在所述预设时段内在所述供电网络(1)的输入端测量的最大平均电压UDC的预定百分比相对应的上限和下限来界定。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电力线通讯使用PRIME协议，并且由被称为PRIME电表的所述电表中的至少一个电表发送到所述数据集中器(12)的表示距离的所述信息是由PRIME协议指定的、与实现所述数据集中器(12)和所述PRIME电表之间的电力线通信的中继的作用的电表的数量对应的级别，并且每个所述范围由对应于预定义的级别值的上限和下限来界定。
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电力线通讯使用G3-PLC协议，并且由所述电表中的至少一个电表发送到所述数据集中器(12)的表示距离的所述信息是由G3-PLC协议指定的路线成本值，并且每个所述范围由与预定路线成本值对应的上限和下限来界定。
11.一种用于检测包括通过供电电缆连接到数据集中器(12)的多个电表(130、131、132、133、134、135、136、137、138、139)的供电网络(1)中的欺诈的设备，其特征在于，该设备包括：
获得装置(31)，该获得装置(31)用于获得在预设时段内在供电网络(1)中消耗的全局能量EDC的测量结果；
估计装置(32)，该估计装置(32)用于估计总能量EΣ，该总能量EΣ由在该预设时段由所述多个电表消耗的全局固有能量
Figure FDA0002237430680000032
与电表在所述预设时段期间分别测量的能量之和对应的全局测量能量
Figure FDA0002237430680000033
以及表示在所述预设时段期间所述供电电缆中的能量损耗的全局电线损耗能量
Figure FDA0002237430680000034
的总和得到，用于估计所述全局电线损耗能量
Figure FDA0002237430680000035
的装置被使用并包括：获得单元(3221)，该获得单元(3221)用于从每个电表获得(3221)表示所述电表相对于所述数据集中器(12)的距离的信息；以及估计单元(3222)，该估计单元(3222)使用表示距离的所述信息估计所述全局电线损耗能量
Figure FDA0002237430680000036
比较装置(33)，该比较装置(33)用于比较全局能量EDC的测量结果和总能量EΣ的估计；以及
检测装置(34)，该检测装置(34)用于根据所述比较的结果检测欺诈，
其中，所述估计单元(3222)：
根据表示所述电表的距离的信息将各个电表分类(32220)到来自预定类集合中的类，每个类与表示距离的一定范围的信息值相关联；
针对每个类k估计(32221、32222、32223、32224)电线损耗能量
Figure FDA0002237430680000041
并且
通过将针对每个类k估计的所述电线损耗能量
Figure FDA0002237430680000042
相加来计算(32225)所述全局电线损耗能量
Figure FDA0002237430680000043
的估计。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，该设备是数据集中器(12)或通过通信网络(2)连接到所述数据集中器(12)的信息系统(11)。
13.一种存储装置，其特征在于，所述存储装置存储计算机程序，该计算机程序包括当所述程序由设备的处理器来执行时用于由该设备实现根据权利要求1至10中的任一项的方法的指令。
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