CN113267699A - 供电线路窃电判断方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种供电线路窃电判断方法及其应用，所述方法包括如下步骤：首先，在同一台区内，计算总电表的用电量减去各分电表用电量之和的差值，得到电量总损耗值；然后，根据该台区内输电线的相关参数计算输电线的理论长度；最后，计算输电线的理论长度与实际长度的差值，并判断长度的差值是否符合误差范围，若是则判断为无窃电，若否则判断为有窃电。本发明根据电量损耗，计算理论线长，再将理论线长与实际线长进行对比，判断是否在正常范围内，可以简单快速地确定是否存在窃电的情形。

Description

供电线路窃电判断方法及其应用

技术领域

本发明涉及智能电网技术领域，尤其涉及一种供电线路窃电判断方法及其应用。

背景技术

在台区的供电线路中，除去用户正常用电外，电量的主要损耗还包括输电线路的正常损耗、各种电表的电量不正常损耗以及不正常的电量流失，而供电线路系统相对庞杂，通过现场观察的方式进行不正常的电量流失排查相对来说会非常困难，耗时耗力，而现有的理论计算相对局限，例如对线损的计算通常是根据距离、线型进行理论值计算，电表损耗采用经验值，这样的计算结果更多的会依赖于经验值，计算结果不够精确，对于外界环境变化带来的影响没有进行全面考虑，无法判断是否有不正常的电量流失，因此也难以判断是否有供电线路窃电的情况，台区供电线路相对局限，容易进行环境信息的收集，因此在具有准确环境信息的前提下，能够对供电线路的所有用电量进行准确计算，从而降低误差，进行更加准确的电量计算对比，为判断台区供电是否有窃电情况提供可能。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种供电线路窃电判断方法及其应用，通过该方法可以相对准确地进行判断在台区内是否存在供电线路的窃电情况，从而可以进行针对性地排查，降低损失。

本发明的技术方案是这样实现的，本发明提供了一种供电线路窃电判断方法，方法采用如下步骤进行：

S100、在同一台区内，首先根据抄表时间差，获取输电线总线上总电表的用电量数据，再计算各支线分电表的用电量数据之和，通过差值计算得到线路上的电路总损耗值，所述总电表安装在对应台区变压器的输出端，所述分电表安装在该台区内的各分支线路中；

S200、根据该台区内输电线的相关参数计算输电线的理论长度；

S300、计算输电线的理论长度和实际长度的差值，判断该差值是否符合误差范围，若是则判断为无窃电，若否则判断为有窃电。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S200中，输电线的理论长度计算方法包括：根据输电线电阻的计算公式进行计算，其中输电线的电阻R =(ρ•L) / A =△U/I，其中I表示输电线路中的电流值，A表述输电线的横截面积，ρ表示输电线的电阻率，在本方案中，电阻率为25℃下的电阻率，△U表示输电线两端的电压差，根据以上获得参数即可计算输电线的理论长度L。

在以上技术方案的基础上，优选的，由于随着环境温度的变化，输电线的电阻率可能会随之改变，从而导致电阻变化，影响理论线长的计算结果，为了进一步保证计算结果的准确性，本申请对输电下的理论电阻值进行修正，并获得如下计算公式，R=R₂₅+ R_a + R_b，其中R₂₅为输电线在25℃时的电阻值，R₂₅=(ρ•L) / A，R_a为温度附加电阻值，R_a =a•(T_p-25) •R₂₅，R_b为负载电流附加电阻值，R_b = R₂₅，其中所述a为输电线的温度系数，T_p为平均环境温度，因此可以得到理论长度L=△U•A /[ρ•I•(2+a•T_p-25 •a)]。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤S300还包括，当理论长度与实际长度的差值在实际长度的±10%范围内时继续判断理论线损与实际线损的差值是否在实际线损的±10%范围内，若是则判断为无窃电，若否则判断为有窃电。

更进一步优选的，所述理论线损为E，E=I²•R•t，所述t为两次抄表时间差，实际线损为S100中计算得到的电量总损耗值。

在以上技术方案的基础上，优选的，当输电线的材质为铜或铝时，a=0.005。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S300中，所述输电线的实际长度计算方法包括，预先在输电线上沿长度阵列安装若干定位模块，计算相邻定位模块之间的距离之和得到输电线的实际长度。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述S100中，所述电量总损耗值为总电表的用电量减去各分电表用电量之和的差值再减去所有电表的用电量之和得到的差值。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述电表的用电量之和Q_m=Q_on+Q_off，其中Q_m为电表总耗电量，Q_on为电表在用户用电状态下的耗电量，Q_off为电表在用户非用电状态下的耗电量，所述Q_on=b•t₁，所述Q_off=c•t₂，所述b为用户用电状态下的电量消耗速率，所述c为用户非用电状态下的电量消耗速率，t₁为用户用电状态的时长，t₂为用户非用电状态的时长。

以上技术方案的基础上，优选的，所述b和c为电表出厂时就存在的自身属性，根据电表的规格不同，b和c 的取值也不同，需要根据具体电表的选择进行确定，b和c为经验值。

本发明的供电线路窃电判断方法可以应用于台区供电线路中进行窃电判断。

本发明的供电线路窃电判断方法相对于现有技术具有以下有益效果：

（1）现有技术中，对电量的统计通常会根据电表数据以及一些经验值进行计算，实际用电量和电表统计用电量的差值一般会归结为线损，而线损是否在合理范围内也仅仅是通过经验进行判断，因此是否存在窃电的情况是很难合理推断的，本申请通过计算理论线长与实际线长进行对比，从而判断是否存在窃电可能，由于窃电的过程必然会存在额外的线路接入到输电线中，因此其用电量会增加，这样一来判断更加准确可靠；

（2）为了进一步提高判断的准确性，避免过程中一些外部环境因素的变化导致的用电量无法准确判断的问题，本申请还对输电线的电阻计算方式进行优化，将温度影响和负载电流影响均纳入考虑，进一步提高了判断的准确性；

更进一步的，除了判断线长以外，本申请还将实际电量损耗与线损之间的差值进行误差判断，进一步降低了误判的可能，同时本申请中将电表用电量纳入了损耗考虑范围内，避免台区内电表过多时，电表对结果影响较大的问题。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

作为具体的实施方式，本发明包括如下步骤：

S100、在同一台区内，获取前后两次抄表中，输电线路中总电表的电量差、输电线路中各分电表的电量差之和，根据总电表的用电量以及分电表的总用电量之差，计算得到实际电量总损耗值，在本实施例中，该实际电量总损耗值认为是实际线损，所述总电表安装在对应台区变压器的输出端，所述分电表安装在该台区内的各分支线路中；

S200、根据该台区内输电线的相关参数，计算输电线的理论长度，该计算结果除了包含真实的输电线长度外，还会包括窃电线路产生的理论线长，若包括窃电情况时，计算得到的理论线长将会超出输电线的实际线长；

S300、计算输电线的理论线长与实际长度之间的差值，判断差值是否在一个合理的范围内，若是则判断为无窃电，若否则判断为有窃电，实际上，输电线在连接的过程中，连接点位置处可能会产生一些少量的负载，多个连接点最终会导致一些不必要的电量损耗，根据实际电量损耗计算得到的结果一般都会大于实际的线长，根据实际情况可以给出一个合理的误差范围，判断结果是否在误差范围内即可合理判断是否存在除了线损以外的其他损耗，即窃电。

根据上述方法进行判断时，理论线长的计算是通过电阻计算公式进行，输电线的电阻为R，R =(ρ•L) / A =△U/I，其中输电线的电阻率ρ根据输电线的材料可以直接获得，输电线两端的电压差△U通过设备可以直接测量得到，输电线路中的电流值I也可以通过设备直接测量得到，输电线的横截面积A根据输电线的具体规格可以直接计算得到，基于上述电阻的计算公式，可以直接获得输电线的理论线长计算，将理论线长与实际线长进行对比，即可判断是否存在窃电的可能。

在具体实施方式中，电阻的理论计算在实际输电线中会存在误差，电阻是会受到环境及负载电流而影响的，因此为了纠正误差，提高理论线长的计算准确度，对输电线的电阻计算进行优化，得到电阻计算公式：R=R₂₅+ R_a + R_b，其中R₂₅为输电线在25℃时的电阻值，R₂₅=(ρ•L) / A，R_a为温度附加电阻值，R_a =a•(T_p-25) •R₂₅，R_b为负载电流附加电阻值，R_b =R₂₅，其中所述a为输电线的温度系数，T_p为平均环境温度，因此可以得到理论长度L=△U•A /[ρ•I•(2+a•T_p-25•a)]。

实际上输电线的电阻值主要会受到温度变化而影响，以上实施方式将25℃时输电线的电阻值作为一个基准参考值，R_a为温度变化引起的电阻值变量，同时当温度变化时，不仅输电线本身的电阻值会发生变化，同时通过输电线的负载电流也会发生变化，最终导致输电线自身产热，从而进一步改变输电线的电阻值，因此以上实施方式中还加入了一个负载电流产生的电阻值R_b，进一步提高了电阻计算的精确度，从而使最终的理论线长计算更加贴近实际结果。

在具体实施方式中，对步骤S300中，除了理论线长的计算对比判断以外，本申请为了避免实际线长的计算也存在误差，从而导致最终的线长对比不准确，还引入了实际线损的误差对比过程，通过在判断理论线长与实际线长的差值是否在实际线长的±10%范围内，若是，进一步判断理论线损与实际线损的差值是否在实际线损的±10%范围内，若是则判断为无窃电，若否则判断为有窃电，以上范围数值只要在单个台区内时才能有效使用，若在更大的输电线路中时，该范围无法进行准确判断。

以上实施方式中，线长的对比过程可能会因为一些无法规避的客观原因而出现误判断，若刚好存在窃电而线长的误差范围刚好又在要求范围内时，通过进一步的线损差值判断则可以有效规避该问题，理论线损通过计算即可得到，实际线损为步骤S100中获得的电量总损耗值。

在具体实施方式中，理论线损为E，E=I²•R•t，所述t为两次抄表时间差，实际线损为S100中计算得到的电量总损耗值，该实际线损包含有理论线损以及其他原因导致的电量损耗。

在具体实施方式中，当输电线的材质为铜或铝时，a=0.005，a为经验值，根据材质不同而不同。

在具体实施方式中，步骤S300中，输电线实际长度的计算方法为：预先在输电线上沿长度方向阵列安装若干定位模块，根据定位模块之间的距离之和计算得到输电线的实际长度。

以上实施方式中，输电线上安装的定位模块为GPS/BD双模定位模块，根据定位计算两点之间的线段长度即可得到距离。

在另一具体实施方式中，步骤S300中，输电线的实际长度可以通过预先测量统计的方式直接获取。

在具体实施方式中，步骤S100中，电量总损耗值为总电表的用电量减去各分电表用电量之和的差值再减去所有电表的用电量之和得到的差值。

以上实施方式中，常规计算中，电表的数量较小，而且电表带来的电量损耗相对较低，因此通常没有计算在线损内，而当台区内的电表的数量相对较多时，电表的损耗不能直接忽略，因此需要将电表自身产生的损耗剔除掉，所得差值定义为实际线损则更加准确，电表的电量损耗通常是一个定值，因此在统计电表的数量后可以直接计算得到。

在具体实施方式中，电表的用电量计算方法采用如下公式：Q_m=Q_on+Q_off，其中Q_m为电表总耗电量，Q_on为电表在用户用电状态下的耗电量，Q_off为电表在用户非用电状态下的耗电量，所述Q_on=b•t₁，所述Q_off=c•t₂，所述b为用户用电状态下的电量消耗速率，所述c为用户非用电状态下的电量消耗速率，t₁为用户用电状态的时长，t₂为用户非用电状态的时长，t=t₁+t₂。

以上实施方式中，电表作为计量用电量的工具，其自身其实也是一种电器，电器在不同的工作状态下必然会存在功率差异，为了保证对电表用电量统计的准确性，对电表在不同工作状态进行分开统计，根据不同状态下的工作时长，计算其对应的耗电量，根据不同状态下耗电量之和即得到总的用电量，一般来说电表存在两种用电状态，一种是用户有用电，一种是用户没有用电，对应的b和c分别是两种状态下电表用电量的速率，为经验值，不同的电表会有不同的用电量速率，在电表出厂时就已经确定，t₁与t₂之和为本方法中计算电表电量的两次时间差，通过上述计算方法可以准确计算得到电表的总用电量。

实施例1

以武汉某台区的供电线路用电量进行统计对比：

收集2020年12月6日12时-2021年1月5日12时的用电量数据，该台区内总表统计的用电量为16428kWh，各分电表的抄表用电量之和为15844kWh，通过测量得到△U=5.2V，I=135A，输电线为铜线，输电线的截面积A=100mm²，a=0.005，输电线25℃的电导率为0.0175Ωmm²/m，平均环境温度为6℃，根据L=△U•A /[ρ•I•(2+a•T_p-25•a)]，计算得到L=115.5m，该台区线路铺设时的长度为120m，因此长度差值为4.5m，在±50m的误差范围内，初步判断为没有窃电的情况，根据电量之差计算可知，实际线损为584kWh，理论线损计算可知E=I²Rt，计算得到E=524.9kWh，电量差值为59.1kWh，在实际线损的±10%的范围之外，因此可能存在窃电，但是经过实地排查，未发现窃电。

经过统计，该台区有50户，经过精确用电时长统计，每户平均用电状态时长为24.5天，非用电时长为5.5天，所用电表的用电状态耗电速率为2W/h，非用电状态耗电速率为0.8W/h，经过计算，电表的用电量之和Q_m=（2*24.5*24+0.8*5.5*24）*51=65.3616 kWh，将电表用电量计入理论线损后，得到E=589.3616 kWh，与实际线损的差值在实际线损的±10%的范围之内，判断为无窃电。

实施例2

作为对比，在实施例1的基础上，在输电总线上并联一能耗负载，能耗负载的功率为300W/h，收集2021年2月6日12时-2021年3月5日12时的用电量数据，该台区内总表统计的用电量为18597kWh，各分电表的抄表用电量之和为17779kWh，通过测量得到△U=5.4V，I=135A，输电线为铜线，输电线的截面积A=100mm²，a=0.005，输电线25℃的电导率为0.0175Ωmm²/m，平均环境温度为6.5℃，根据L=△U•A /[ρ•I•(2+a•T_p-25•a)]，计算得到L=119.8m，该台区线路铺设时的长度为120m，因此长度差值为0.2m，在±10%的误差范围内，初步判断为没有窃电的情况，根据电量之差计算可知，实际线损为818kWh，理论线损计算可知E=I²Rt，计算得到E=525.6 kWh，电量差值为292.4 kWh，在实际线损的±10%的范围之外，因此可能存在窃电。

经过统计，该台区有50户，经过精确用电时长统计，每户平均用电状态时长为28天，非用电时长为2天，所用电表的用电状态耗电速率为2W/h，非用电状态耗电速率为0.8W/h，经过计算，电表的用电量之和Q_m=（2*28*24+0.8*2*24）*51=70.5024kWh，将电表用电量计入理论线损后，得到E=596.1024 kWh，与实际线损的差值为221.8976 kWh，仍然在实际线损±10 kWh的范围之外，判断为有窃电，计算得到，窃电损耗为0.3*24*30=216 kWh，将窃电损耗除去后，得到修正后的差值为5.8976 kWh，在实际线损±10%的范围之内。

因此经过上述计算统计，本发明的供电线路窃电判断方法在小范围台区内进行窃电判断相对比较准确，能够快速有效地判断出是否有窃电的情况发生。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种供电线路窃电判断方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100、在同一台区内，计算总电表的用电量减去各分电表用电量之和的差值，得到电量总损耗值，所述总电表安装在对应台区变压器的输出端，所述分电表安装在该台区内的各分支线路上；

S200、根据该台区内输电线的相关参数计算输电线的理论长度；

S300、计算输电线的理论长度与实际长度的差值，并判断长度的差值是否符合误差范围，若是则判断为无窃电，若否则判断为有窃电。

2.如权利要求1所述的供电线路窃电判断方法，其特征在于，所述S200中输电线的理论长度计算方法包括：获取输电线路中的电流值I、输电线的横截面积A，输电线的电阻率ρ，输电线两端的电压差△U，根据电阻计算公式R =(ρ•L) / A =△U/I，计算输电线的理论长度L，所述R为输电线的电阻。

3.如权利要求2所述的供电线路窃电判断方法，其特征在于，所述输电线的电阻R=R₂₅+R_a+R_b，其中R₂₅=(ρ•L) / A，R₂₅为输电线在25℃时的电阻值，R_a =a• (T_p-25) •R₂₅，R_a为温度附加电阻值，R_b为负载电流附加电阻值，R_b = R₂₅，其中所述a为输电线的温度系数，T_p为平均环境温度，得到理论长度L=△U•A /[ρ•I• (2+a•T_p-25•a)]。

4.如权利要求3所述的供电线路窃电判断方法，其特征在于，所述S300还包括，当理论长度与实际长度的差值在实际长度的±10%范围内时，继续判断理论线损与实际线损的差值是否在实际线损的±10%范围内，若是则判断为无窃电，若否则判断为有窃电。

5.如权利要求4所述的供电线路窃电判断方法，其特征在于，所述理论线损为E，E=I²•R•t，所述t为两次抄表时间差，实际线损为S100中计算得到的电量总损耗值。

6.如权利要求3所述的供电线路窃电判断方法，其特征在于，当输电线的材质为铜或铝时，a=0.005。

7.如权利要求1所述的供电线路窃电判断方法，其特征在于，所述S300中，所述输电线的实际长度计算方法包括，预先在输电线上沿长度阵列安装若干定位模块，计算相邻定位模块之间的距离之和得到输电线的实际长度。

8.如权利要求1所述的供电线路窃电判断方法，其特征在于，所述S100中，所述电量总损耗值为总电表的用电量减去各分电表用电量之和的差值再减去所有电表的用电量之和得到的差值。

9.如权利要求8所述的供电线路窃电判断方法，其特征在于，所述电表的用电量之和Q_m=Q_on+Q_off，其中Q_m为电表总耗电量，Q_on为电表在用户用电状态下的耗电量，Q_off为电表在用户非用电状态下的耗电量，所述Q_on=b•t₁，所述Q_off=c•t₂，所述b为用户用电状态下的电量消耗速率，所述c为用户非用电状态下的电量消耗速率，t₁为用户用电状态的时长，t₂为用户非用电状态的时长。

10.如权利要求1-9中任一所述的供电线路窃电判断方法在台区供电窃电判断中的应用。