CN110568238A - 基于用电行为特性的路灯专变窃电检测分析方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于用电行为特性的路灯专变窃电检测分析方法，该方法通过获取各路灯专变连续多日的用电量数据，递推地计算出每日连续6小时累积用电量，将路灯专变每日连续6小时累积用电量中的最小值所对应时段定义为昼间无路灯负荷较小时段，计算昼间无路灯负荷较小时段用电量的纹波系数值，并计算各路灯专变连续多日纹波系数平均值，当该纹波系数平均值超过0.4时，则判定该路灯专变的用电发生异常。如此，通过本方法能定位发现用电情况存在异常的路灯专变，及时进行针对性稽查以减小由用户用电异常带来的损失。

Description

基于用电行为特性的路灯专变窃电检测分析方法
技术领域
本发明涉及电网窃电检测领域，具体涉及一种基于用电行为特性的路灯专变窃电检测分析方法。
背景技术
作为衡量和考核供电企业的综合性经济指标，线损率是表征供电企业生产技术与经营管理水平的关键指标。线损直接造成供电企业盈利流失，在连续大幅下调工商业电价严重冲击电网运营收益的背景下，降低线损特别是非技术性线损，是提高供电企业收益的重要手段。
电网供带的电力负荷中，路灯是一种极为特殊的负荷，一般采用专变供电，为控制供电半径和配电线损，路灯专变容量一般为90-150kW的小型变压器，供带的主要有路灯、市政亮化工程、红绿灯和隧道照明负荷。除隧道负荷外，路灯专变供带负荷具有的共性特征主要有：1)负荷曲线平滑，变化区间相对固定；2)昼夜负荷差值大且固定，无交通灯负荷路灯专变昼间几乎无负荷；带交通灯负荷专变昼间负荷一般也在20kW以下。因一般地区少有隧道，以上所述负荷特征可有效刻画路灯用电行为特性。
由于窃电用户私自搭接的隐蔽窃电接头难以发现，有的用户甚至长期盗用路灯供电，严重威胁周边行人人身安全和公共利益。与普通用户不同的是，路灯负荷仅进行专变供电量计量而没有所供带路灯的用电计量，因此，营销管理部门无法像一般配电台区一样考核路灯专变的台区线损，并根据台区线损排查高危窃电台区，因而，路灯负荷成为了城市供电管理中的盲区。此外，路灯为单相负荷，也难以根据三相负荷失衡识别窃电异常，由于缺乏行之有效的窃电检测技术手段，路灯窃电是城市电网中难以解决的痼疾。
发明内容
本发明的目的是，针对上述问题，提供一种基于用电行为特性的路灯专变窃电检测分析方法。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于用电行为特性的路灯专变窃电检测分析方法，该方法步骤如下：
步骤1：获取各路灯专变连续多日15min时间间隔的用电量数据，并根据该用电量数据按每次向后递进1小时的规律递推地计算各路灯专变每日连续6小时的累积用电量Xi＝{X1，X2，…X19}；
上述提及的各路灯专变连数多日的具体天数根据各路灯专变实际使用情况而定，如，连续20-30天。
上述提及的累积用电量Xi的计算公式为其中i＝1，2，…，19，；而按每次向后递进1小时的规律递推地计算每日连续6小时的累积用电量的方法为：一天从0点开始、到24点结束，按照递推地连续6小时间隔算，则有19个时间段，分别为0-6点、1-7点、……18-24点。
步骤2：选取前述各路灯专变每日连续6小时累积用电量Xi＝{X1，X2，…X19}中的最小值min(X)，将该最小值对应的时段定义为昼间无路灯负荷较小时段；
根据某些大中城市路灯的开启与关闭时间，夏季晚上7：00开灯，次日早上6：30关灯，冬季晚上5：00开灯，次日早上7：15关灯，选择计算所获取用电量数据每6小时累积用电量，能够有效描述昼间与夜间路灯专变供带负荷的用电情况。
由于夜间可能关停市政照明负荷或关停部分路灯负荷，造成负荷的大幅波动，但是，昼间负荷无明显波动，将连续6小时用电量最小的时段作为昼间无路灯负荷较小时段，再通过检验昼间负荷的波动特性检测窃电。
步骤3：计算各路灯专变每日昼间无路灯负荷较小时段的纹波系数，并根据计算出的每日昼间无路灯负荷较小时段的纹波系数计算各路灯专变该连续多日昼间无路灯负荷较小时段的纹波系数平均值；
步骤4：判断各路灯专变纹波系数平均值是否大于阈值0.4，当纹波系数平均值＞0.4时，则表示该路灯专变的用电发生异常，存在窃电行为；若纹波系数平均值≤0.4，则该路灯专变用电正常。
纹波系数一般用于衡量叠加在直流稳定量上的交流分量，同样可以将其运用在评判用电量曲线波动大小上。本发明选用纹波系数作为判定路灯专变供带负荷是否出现异常用电情况的依据，是由于路灯专变在昼间所带负荷较少甚至没有负荷，用电量曲线平滑，若用电量曲线在昼间出现异常波动，则根据曲线的纹波系数是否超过0.4来判断路灯专变供带负荷是否存在窃电行为。
本发明选择通过计算路灯专变供带负荷昼间用电曲线的纹波系数，当纹波系数大于0.4时，则认为该路灯专变供带负荷存在异常，与传统对于路灯专变进行现场稽查的方法相比，能够直接给出关于用电曲线的异常波动定量分析，该方法将窃电稽查的范围缩小，为城市供电管理中的盲区，路灯专变，提供了供电检测的新路径，同时节约了窃电稽查的时间与人力、物力成本。
附图说明
图1为正常路灯专变负荷与异常路灯专变负荷用电曲线图。
具体实施方式
结合参见图1，本发明为一种基于用电行为特性的路灯专变窃电检测分析方法，该方法具体步骤如下：
步骤1：获取各路灯专变连续多日15min时间间隔的用电量数据，并根据该用电量数据按每次向后递进1小时的规律递推地计算各路灯专变每日连续6小时的累积用电量Xi＝{X1，X2，…X19}；
步骤2：选取前述各路灯专变每日连续6小时累积用电量Xi＝{X1，X2，…X19}中的最小值min(X)，将该最小值对应的时段定义为昼间无路灯负荷较小时段；
步骤3：计算各路灯专变每日昼间无路灯负荷较小时段的纹波系数，并计算各路灯专变该连续多日昼间无路灯负荷较小时段的纹波系数平均值；
步骤4：判断各路灯专变纹波系数平均值是否大于阈值0.4，当纹波系数平均值＞0.4时，则判断该路灯专变的用电发生异常，存在窃电行为；若纹波系数平均值≤0.4，则该路灯专变用电正常。
在计算直流电压的纹波系数krip时，计算公式为Krip＝Urip/Unom，其中Urip＝max(Uac)-min(Uac)为交流分量的最大波动幅度,Unom为直流额定电压，其值与平均整流电压值相同，即Unom＝Uavg。对于一个时间序列而言，纹波系数可以通过序列最大波动幅度/序列平均值进行计算，波动幅度的计算可以选择由最大值与最小值的差值(峰峰值)求得。
若有序列A＝{a1，a2，…，an}，则该序列的纹波系数计算公式为
实施例1
以某地区6个路灯专变台区5月1日至5月20日的供带负荷的用电量为例。为充分验证路灯专变台区的用电正常与否，获取各个台区5月1日至5月20日的用电量数据，按本方法计算各路灯专变台区昼间无路灯负荷较小时段的纹波系数，每个台区可以得到20个纹波系数值，通过计算各个台区20个纹波系数值的平均值，最终确定存在异常用电行为的路灯台区，结合参见图1。
表1 6个路灯专变台区20日纹波系数计算结果表
路灯专变1 路灯专变2 路灯专变3 路灯专变4 路灯专变5 路灯专变6
5月1日 0.0205 0 0 0.3161 0.0860 0.8133
5月2日 0.0248 0 0 0.3445 0.0870 0.6768
5月3日 0.0631 0 0 0.2505 0.0860 0.9326
5月4日 0.0228 0 0 0.4113 0.0870 0.8126
5月5日 0.0738 0 0 0.1587 0.0851 0.8234
5月6日 0.0538 0 0 0.2233 0.0879 0.7329
5月7日 0.0522 0 0 0.3979 0.0870 0.8836
5月8日 0.0610 0 0 0.3164 0.0889 0.8915
5月9日 0.0400 0 0 0.2211 0.0000 0.8370
5月10日 0.0443 0 0 0.3797 0.0851 0.7977
5月11日 0.0606 0 0 0.2201 0.0571 0.7871
5月12日 0.0540 0 0 0.2504 0.0842 1.3647
5月13日 0.0600 0 0 0.2491 0.0870 0.9290
5月14日 0.0979 0 0 0.1456 0.0842 0.9111
5月15日 0.0376 0 0 0.2208 0.0000 0.8780
5月16日 0.0461 0 0 0.1903 0.0860 1.0029
5月17日 0.0571 0 0 0.3486 0.0889 0.7924
5月18日 0.0648 0 0 0.2822 0.0870 0.8731
5月19日 0.0242 0 0 0.4355 0.0860 0.9201
5月20日 0.0403 0 0 0.2523 0.0870 0.6482
均值 0.0499 0 0 0.3561 0.0764 0.8654
由表1中的计算结果可以看出，路灯专变1-5的该20日的纹波系数平均值均小于0.4，在正常范围内，路灯专变2和路灯专变3的纹波系数平均值为0，说明这两个路灯专变的供带负荷仅为路灯负荷，昼间负荷为0；路灯专变1、4、5由于昼间带有交通灯负荷，相较于没有供带交通灯负荷的路灯专变，路灯专变1、4、5在昼间用电量会有小幅度的波动，但均在合理范围内。路灯专变6在该20日内的纹波系数值高达0.8654，严重超出所设定的纹波系数阈值范围，故将路灯专变6判定为异常台区，存在窃电情况，在窃电检测时应重点稽查。

Claims (3)

1.一种基于用电行为特性的路灯专变窃电检测分析方法，其特征在于，该方法步骤如下：
步骤1：获取各路灯专变连续多日15min时间间隔的用电量数据，并根据该用电量数据按每次向后递进1小时的规律递推地计算各路灯专变每日连续6小时的累积用电量Xi＝{X1，X2，…X19}；
步骤2：选取前述各路灯专变每日连续6小时累积用电量Xi＝{X1，X2，…X19}中的最小值min(X)，将该最小值对应的时段定义为昼间无路灯负荷较小时段；
步骤3：计算各路灯专变每日昼间无路灯负荷较小时段的纹波系数，并计算各路灯专变该连续多日昼间无路灯负荷较小时段的纹波系数平均值；
步骤4：判断各路灯专变的纹波系数平均值是否大于阈值0.4，当纹波系数平均值＞0.4时，则表示该路灯专变的用电发生异常，存在窃电；若纹波系数平均值≤0.4，则该路灯专变用电正常。
2.如权利要求1所述的基于用电行为特性的路灯专变窃电检测分析方法，其特征在于，所述步骤1中各路灯专变连数多日的天数根据各路灯专变实际使用情况而定。
3.如权利要求1所述的基于用电行为特性的路灯专变窃电检测分析方法，其特征在于，所述步骤1中每日连续6小时的累积用电量Xi的计算公式为其中i＝1，2，…，19。
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