CN114089006B - 一种低压窃电分析仪及使用方法 - Google Patents
一种低压窃电分析仪及使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114089006B CN114089006B CN202111374580.7A CN202111374580A CN114089006B CN 114089006 B CN114089006 B CN 114089006B CN 202111374580 A CN202111374580 A CN 202111374580A CN 114089006 B CN114089006 B CN 114089006B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- analyzer
- data
- low
- circuit
- electricity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title claims abstract description 140
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000006854 communication Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000006399 behavior Effects 0.000 claims description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 102100037651 AP-2 complex subunit sigma Human genes 0.000 claims description 4
- 101000806914 Homo sapiens AP-2 complex subunit sigma Proteins 0.000 claims description 4
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 claims description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 abstract description 12
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 abstract description 11
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 101000823089 Equus caballus Alpha-1-antiproteinase 1 Proteins 0.000 description 6
- 101000651211 Homo sapiens Transcription factor PU.1 Proteins 0.000 description 6
- 102100027654 Transcription factor PU.1 Human genes 0.000 description 6
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 102100026396 ADP/ATP translocase 2 Human genes 0.000 description 1
- 101000718417 Homo sapiens ADP/ATP translocase 2 Proteins 0.000 description 1
- 101100007957 Kitasatospora aureofaciens ctcP gene Proteins 0.000 description 1
- 102220640101 MAL-like protein_W25Q_mutation Human genes 0.000 description 1
- 235000015429 Mirabilis expansa Nutrition 0.000 description 1
- 244000294411 Mirabilis expansa Species 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 235000013536 miso Nutrition 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R11/00—Electromechanical arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. of consumption
- G01R11/02—Constructional details
- G01R11/24—Arrangements for avoiding or indicating fraudulent use
Abstract
本发明涉及一种低压窃电分析仪及使用方法，属于供电技术领域。本发明的技术方案是：实时时钟电路（2）、电源电路（3）、FLASH存储器电路（4）、蓝牙模块电路（7）和4G通信模块电路（8）分别与嵌入式微控制器（1）连接，嵌入式微控制器通过RS‑232接口电路（5）和RS‑485接口电路（6）与集中器连接。本发明具有检查电能表开盖记录、检查电能表失流、检查电能表进出线电流异常和检查时钟超差四个主要功能，采用贝塞尔和别捷尔斯算法计算标准差的方法来判定数据异常，相比于逐户检查大大减轻了工作人员的日常工作量，并且能够及时发现台区用户电能表运行中的问题并及时的进行处理，有效地降低了线损，规范了合法用电环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种低压窃电分析仪及使用方法，属于供电技术领域。
背景技术
电力资源以其便捷性和清洁性被当今社会广泛使用，然而随着社会经济发展和用电量的增加，窃电问题也越来越突出，据保守估算，全国每年因电能被盗损失达数亿元。窃电行为大幅增加了台区线损率，扰乱了正常的用电秩序，这不单困扰着供电企业的发展，严重影响了国家的经济建设和社会的稳定，同时也给安全用电带来了严重威胁。更为严重的是，随着窃电技术的不断升级，窃电现象不但没有得到遏制，反而有愈演愈烈的势头，其主要表现为采用高科技手段窃电、窃电方法越来越隐蔽、数量越来越大，这给电力企业造成巨大的经济损失。
如何有效的预防窃电并能及时发现窃电是当前供电企业急需攻克的一个课题。根据我国防窃电领域的现状和窃电对国家、企业的危害，使用高科技设备建立简单、可行的智能防窃电体系，通过提升防窃电技术水平并最终实现有效打击和防范窃电，成为当前供电部门防窃电技术工作必须解决的问题。
目前，已知的窃电方法几乎都要直接接触、改变电能计量装置，或改变计量、用电线路，才能达到窃电的目的。最常用的方法就是绕过计量装置，从公共用电设施上窃电。电力部门对窃电行为的发现主要依靠抄表员对用户用电负荷的分析判断及对表箱、表计等的监视检查，因此查窃电对人力资源的耗费十分巨大，相对于数量庞大的潜在窃电点，抄表员队伍远远不够。再者如果用户从入住时就存在窃电行为，负荷曲线比较平稳，那么依靠人力分析很难发现窃电行为。
目前国内使用过用电监控器用于发现零火对调、偷火借零问题，当发现回路中火线(相线)和零线中流过的电流不一致时，发出警报；三相防窃电器，通过在计量回路增加一组比较用互感器，用于监控计量用电流互感器，当双方不一致时，发出警报。还有部分供电单位，使用过计量回路电流电压监测系统，都没有取得良好的效果。
在国外，欧洲以及美国、日本等发达国家和地区，用户窃电发生现象比较少，对防窃电领域研究也比较少，一般都是采用AMI(高级测量系统)进行反窃电，效果也不尽人意。在东南亚、非洲等不发达地区，窃电现象也非常普遍，这些地区一般都采用我国上个世纪八九十年代的反窃电和现场检查方法，没有更好的反窃电措施。
发明内容
本发明目的是提供一种低压窃电分析仪及使用方法，通过采用嵌入式微控制器作为低压窃电分析仪的核心单元，具有检查电能表开盖记录、检查电能表失流、检查电能表进出线电流异常和检查时钟超差四个主要功能，采用贝塞尔和别捷尔斯算法计算标准差的方法来判定数据异常，相比于逐户检查大大减轻了工作人员的日常工作量，并且能够及时发现台区用户电能表运行中的问题并及时的进行处理，有效地降低了线损，规范了合法用电环境，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：一种低压窃电分析仪，包含嵌入式微控制器、实时时钟电路、电源电路、FLASH存储器电路、RS-232接口电路、RS-485接口电路、蓝牙模块电路和4G通信模块电路，所述实时时钟电路、电源电路、FLASH存储器电路、蓝牙模块电路和4G通信模块电路分别与嵌入式微控制器连接，嵌入式微控制器通过RS-232接口电路和RS-485接口电路与集中器连接。
所述嵌入式微控制器的型号为STM32L476VG，引出的信号包括与实时时钟电路通信的一组I2C1信号，与FLASH存储器电路通信的一组SPI1信号，与RS-232接口电路连接的一组UART4信号，与RS-485接口电路连接的一组UART2信号，与蓝牙模块电路通信的一组LPUART1信号和与4G通信模块电路连接的一组通用输入输出信号。
所述电源电路为双电源供电电路，包含LT8609IMSE芯片和NCP551SN33芯片，外部接入电压先经LT8609IMSE芯片降压到5V，再经NCP551SN33芯片降压到3.3V。
一种低压窃电分析仪的使用方法，包含以下步骤：
①选择安装地点，将低压窃电分析仪现场安装，与集中器实际接线，通过RS-232接口电路和RS-485接口电路与集中器连接；
②操作手机经蓝牙模块电路连接低压窃电分析仪，设置检查时间，命令低压窃电分析仪拨号上网并连接到远程数据平台，命令低压窃电分析仪采集集中器数据并存储到FLASH存储器电路，命令分析仪从FLASH存储器电路读取数据并经4G通信模块电路发送给远程数据平台；
③进行窃电判定，对用户用电的历史数据进行整合处理，在存在窃电行为和正常用电情况下，电流和电压计量数据存在显著差异，选取一定时间段内的计量数据，分别按照贝塞尔和别捷尔斯两种方法计算n个计量数据的标准差，记为σ1和σ2，若(σ2-σ1)/2σ1的值大于n-1的平方根的倒数，则判定为用电异常，向电能表发出中止供电指令，并自动生成打印“异常用电中止供电通知书”，否则判定为用电正常。
所述步骤③中，考察(σ2-σ1)/2σ1的值与n-1的平方根的倒数之间的比例值，通过建立大数据样本的统计分析，将比例值与窃电嫌疑程度联系在一起。
本发明的有益效果是：通过采用嵌入式微控制器作为低压窃电分析仪的核心单元，具有检查电能表开盖记录、检查电能表失流、检查电能表进出线电流异常和检查时钟超差四个主要功能，采用贝塞尔和别捷尔斯算法计算标准差的方法来判定数据异常，相比于逐户检查大大减轻了工作人员的日常工作量，并且能够及时发现台区用户电能表运行中的问题并及时的进行处理，有效地降低了线损，规范了合法用电环境。
附图说明
图1为本发明的硬件连接结构示意图；
图2为本发明Linux操作系统软件层次图；
图3为本发明低压窃电分析仪的安装地点图；
图4为本发明低压窃电分析仪的现场安装图；
图5为本发明低压窃电分析仪与集中器实际接线图；
图6为本发明低压窃电分析仪的电路板成品图；
图7为本发明低压窃电分析仪的外观图；
图8为本发明表1中实验步骤1实验结果示意图；
图9为本发明表1中实验步骤2实验结果示意图；
图10为本发明表3中实验步骤1实验结果示意图；
图中：嵌入式微控制器1、实时时钟电路2、电源电路3、FLASH存储器电路4、RS-232接口电路5、RS-485接口电路6、蓝牙模块电路7、4G通信模块电路8。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明技术方案作进一步详细的说明，这是本发明的较佳实施例。应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
一种低压窃电分析仪，包含嵌入式微控制器1、实时时钟电路2、电源电路3、FLASH存储器电路4、RS-232接口电路5、RS-485接口电路6、蓝牙模块电路7和4G通信模块电路8，所述实时时钟电路2、电源电路3、FLASH存储器电路4、蓝牙模块电路7和4G通信模块电路8分别与嵌入式微控制器1连接，嵌入式微控制器1通过RS-232接口电路5和RS-485接口电路6与集中器连接。
所述嵌入式微控制器1的型号为STM32L476VG，引出的信号包括与实时时钟电路2通信的一组I2C1信号，与FLASH存储器电路4通信的一组SPI1信号，与RS-232接口电路5连接的一组UART4信号，与RS-485接口电路6连接的一组UART2信号，与蓝牙模块电路7通信的一组LPUART1信号和与4G通信模块电路8连接的一组通用输入输出信号。
所述电源电路3为双电源供电电路，包含LT8609IMSE芯片和NCP551SN33芯片，外部接入电压先经LT8609IMSE芯片降压到5V，再经NCP551SN33芯片降压到3.3V。
一种低压窃电分析仪的使用方法，包含以下步骤：
①选择安装地点，将低压窃电分析仪现场安装，与集中器实际接线，通过RS-232接口电路和RS-485接口电路与集中器连接；
②操作手机经蓝牙模块电路连接低压窃电分析仪，设置检查时间，命令低压窃电分析仪拨号上网并连接到远程数据平台，命令低压窃电分析仪采集集中器数据并存储到FLASH存储器电路，命令分析仪从FLASH存储器电路读取数据并经4G通信模块电路发送给远程数据平台；
③进行窃电判定，对用户用电的历史数据进行整合处理，在存在窃电行为和正常用电情况下，电流和电压计量数据存在显著差异，选取一定时间段内的计量数据，分别按照贝塞尔和别捷尔斯两种方法计算n个计量数据的标准差，记为σ1和σ2，若(σ2-σ1)/2σ1的值大于n-1的平方根的倒数，则判定为用电异常，向电能表发出中止供电指令，并自动生成打印“异常用电中止供电通知书”，否则判定为用电正常。
所述步骤③中，考察(σ2-σ1)/2σ1的值与n-1的平方根的倒数之间的比例值，通过建立大数据样本的统计分析，将比例值与窃电嫌疑程度联系在一起。
现有低压窃电分析装置的采集率无法满足检测要求，本发明低压窃电分析仪的核心算法参考论文《贝塞尔公式计算实验标准差的探讨》，通过贝塞尔和别捷尔斯算法计算标准差的方法来判定数据异常。
贝塞尔和别捷尔斯算法用于计算实验数据标准差有很高的准确性，针对目前低压分析装置算法精度不高的问题，可以借鉴其高准确度的特点，研制新的基于该算法的低压窃电分析仪。
一、硬件连接结构
本发明具有检查电能表开盖记录、检查电能表失流、检查电能表进出线电流异常和检查时钟超差四个主要功能。硬件连接结构如图1，嵌入式微控制器1作为核心单元，一方面提供了与各单元的硬件接口，另一方面负责对取自集中器的数据进行分析；电源电路3为整个分析仪供电；FLASH存储器电路4用于存储历史数据；RS232接口电路5和RS485接口电路6用于连接集中器；实时时钟电路2用于同步电能表时间；蓝牙模块电路7用于工作人员在现场设置参数和获取数据；4G通信模块电路8用于连接到互联网。以上技术已经成熟，能够完成窃电检测任务。
(1)嵌入式微控制器
微控制器又被称为单片机，是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机，应用遍及各个领域，如工业控制与自动化、家电、消费类电子、电话、汽车等等。选用意法半导体公司的STM32L476VG作为电能表低压窃电分析仪的嵌入式微控制器。
STM32L476VG是基于高性能32位RISC内核的超低功耗MCU，工作频率高达80MHz，100DMIPS性能，Cortex-M4内核具有浮点单源单精度，支持多有ARM单精度数据处理指令和数据类型，嵌入高速存储器，并集成了USB OTG FS、LCD、模拟和音频功能，工作电压1.71V-3.6V。STM32L476VG引出信号及外围电路。
引出的信号包括与蓝牙芯片通信的一组LPUART1信号，与RS232芯片连接的一组UART4信号，与RS485芯片连接的一组UART2信号，与实时时钟芯片通信的一组I2C1信号，与FLASH存储器通信的一组SPI1信号，与4G模块连接的一组通用输入输出信号。除此以外，还有单片机晶振、上电复位、电池供电、片上时钟电路以及仿真接口和电容滤波电路。
通过编程测试，各项数据测试正常，程序能够成功运行，编程测试应用程序。
(2)实时时钟电路
电能表有一种时钟异常，为了提高时钟的可靠性，除了使用嵌入式微控制器片内时钟外，特别选用PHILIPS公司的PCF8563芯片设计外部实时时钟电路。该时钟芯片是一款工业级内含I2C总线接口功能的具有极低功耗的多功能时钟/日历芯片，提供多种报警功能、定时器功能、时钟输出功能以及中断输出功能，被广泛用于电表、水表、气表、电话、传真机、便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域。
I2C总线是一种简单、双向二线制同步串行总线，只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息。使用的时钟线和数据线分别为I2C1_SCL和I2C1_SDA，嵌入式微控制器是主器件，PCF8563是从器件。
嵌入式微控制器要发送数据给PCF8563，则嵌入式微控制器首先寻址PCF8563(写地址为0xA2)，然后主动发送数据至PCF8563，最后由嵌入式微控制器终止数据传送；如果嵌入式微控制器要接收PCF8563的数据，首先由嵌入式微控制器寻址PCF8563(读地址为0xA3)，然后嵌入式微控制器接收PCF8563发送的数据，最后由嵌入式微控制器终止接收过程。PCF8563总共有16个寄存器，主要访问的是时、分、秒、年、月、日以及日闹钟、时闹钟、分闹钟这9个寄存器。外部选用32768Hz晶振，经15分频(即215)后得到1Hz的频率，正好对应1秒钟时间。实验过程如表1。
表1实验过程表
(3)电源电路
任何电路的运行都脱离不了电源的作用，因此对系统电源的相关设计是整个系统能否实现期望功能的重点。本发明的4G通信模块电路需使用5v电压供电，而其它功能模块需要3.3v电源供电，因此设计了双电源供电。
双电源供电的整个硬件系统的电源入口接外部12V电池或稳压电源，先经凌力尔特的LT8609IMSE芯片降压到5V，再经安森美半导体公司的NCP551SN33芯片降压到3.3V。
通过测试电源电路稳定输出5.1V和3.3V左右电压，如表2，能够满足芯片需求电压。
表2电源电路检测数据
| 测试电压 | LT8609IMSE | NCP551SN33 |
| 1 | 5.15V | 3.22V |
| 2 | 5.10V | 3.25V |
| 3 | 5.21V | 3.20V |
| 4 | 5.11V | 3.33V |
| 5 | 5.15V | 3.30V |
(4)FLASH存储器电路
FLASH存储器电路需要存储从集中器获取的数据和分析结果，以备工作人员查询。FLASH存储器是一种非易失性存储器，即掉电后里面存储的数据不会丢失，在低压窃电分析仪中存储从集中器获取的数据和分析结果，以备工作人员查询。选用华邦电子公司的W25Q32芯片，该芯片能存储32M位(4M字节，即222个字节)的数据，采用标准的SPI接口。SPI是一种高速、全双工(可同时接收和发送数据)、同步通信总线，占用四根信号线。使用了串行时钟线SPI1_SCK、主机输入/从机输出数据线SP1_MISO、主机输出/从机输入数据线SPI1_MOSI和低电平有效的从机选择线SPI1_NSS，另有一条W25Q32的写保护线F_WP。
表3实验数据表
(5)RS-232接口电路和RS-485接口电路
RS232接口电路和RS-485接口电路是低压窃电分析仪和集中器连接的必备通信接口，低压窃电分析仪需要通过该两个接口电路向集中器索取数据，从而进行窃电判断。RS232和RS-485都是电子工业协会制定的异步传输标准接口，是连接智能仪表的常用接口。
RS232接口电路为全双工通信，即可以同时接收和发送数据；RS-485接口电路为半双工通信，即接收和发送数据不能同时进行，需要有额外的信号控制数据流动的方向。嵌入式微控制器共含有6个UART(通用异步收发器)，使用UART4实现RS232接口、UART2实现RS485接口，RS485接口电路和RS232接口电路芯片分别选用美信公司的低功耗MAX3222和MAX3485。
对于RS232接口电路，RXD4和TXD4为一组收发数据信号，CTS4和RTS4分别为允许发送和请求发送信号，COM4_EN为MAX3222芯片的控制使能信号，J2为9针插座。对于RS485接口电路，RXD2和TXD2为一组收发数据信号，RE2和DE2分别为接收数据使能和发送数据使能信号，J3为2口插座。
如表4，通过实验，RS-485接口能够与目标设备正常通信。
表4实验数据表
(6)蓝牙模块电路
参数设置通信模块主要用于低压窃电分析仪与移动设备进行数据交互，便于工作人员现场管理维护和核查取证。蓝牙模块电路选用德州仪器公司的CC2540蓝牙芯片。蓝牙可以在较小的范围内，建立无线、安全、低成本、低功耗的网络互联，实现在各种数字设备之间的数据通信，当数据业务量减小或停止时，蓝牙设备可进入低功耗工作模式。
德州仪器公司的CC2540蓝牙芯片是一个超低消耗功率的单晶片系统，内部整合了一个工业标准的加强型8051微控制器、主机端及应用程序。CC2540的数据信号与STM32L476VG的LPUART1信号相连，其它状态信号、控制信号与STM32L476VG的通用输入输出口相连。
通过实验，蓝牙通信模块能够实现设备配对和收发数据。
(7)4G通信模块电路
为避免工作人员到达现场维护低压窃电分析仪和提高数据上报的自动化程度，引入4G通信模块电路，以支持低压窃电分析仪定时或者在远方主站问询命令下向主站报送数据。选用的是华为公司的ME909s-821的4G模块，华为公司的ME909s-821模块全网通，具有USB2.0(高速)和8线制高速UART两种硬件通信接口，低压窃电分析仪采用USB作为嵌入式微控制器与4G通信模块电路间的接口。
U10为SIM卡插槽，ANT2为天线插座。4G通信模块电路的USB_DM和USB_DP是USB的两个数据信号，分别连接到嵌入式微控制器的OTG_FS_N和OTG_FS_P信号；POWER_ON_OFF和RESIN_IN是上电控制信号和复位信号，连接到嵌入式微控制器的输出引脚；其余信号为状态输出信号或者控制输入信号，连接到嵌入式微控制器相应的输入或输出口即可。
使用移动手机卡，依次运行AT指令，全部正常才能认为测试通过：
1.AT+CPIN？
如果返回“+CPIN：READY OK”则表示卡插好，否则存在错误。
2.AT+CGDCONT＝1,”IP”,”cmnet”
如果返回“OK”则表示初始化网络正常，否则存在错误。
3.AT+CGREG？
如果返回“1”则表示注册网络正常，“0”表示不正常。
4.AT^NDISDUP＝1,1
如果返回类似“^NDISSTAT:1,,,IPV4”字样表示上网拨号正常，否则存在错误。
二、设备软件部分
为了更好地管理各种功能、方便软件开发，系统软件采用Linux操作系统。在Linux操作系统下的软件设计中，设备驱动程序的编写占有极其重要的地位，微处理器、内存、串口等部分的驱动可以直接通过系统定制实现，不需要从零开始设计。
应用程序的开发采用多进程方式，分为串口通信进程、4G通信进程、窃电判定进程等，多进程可以同时并行运行多个任务，各自使用独立的内存空间，不容易产生冲突而出错。窃电判定进程对用户用电的历史数据进行整合处理，以寻找窃电嫌疑为目标。在存在窃电行为和正常用电情况下，电流、电压等计量数据存在显著差异，选取一定时间段内的计量数据，分别按照贝塞尔和别捷尔斯两种方法计算n个计量数据的标准差，记为σ1和σ2，若(σ2-σ1)/2σ1的值大于n-1的平方根的倒数，则判定为用电异常，向电能表发出中止供电指令，并自动生成打印“异常用电中止供电通知书”，否则判定为用电正常。为了提高判定的准确率，还可以考察(σ2-σ1)/2σ1的值与n-1的平方根的倒数之间的比例值，通过建立大数据样本的统计分析，将比例值与窃电嫌疑程度联系在一起，例如，比例值在区间A内认为无窃电嫌疑，在区间B内认为存在一般窃电嫌疑，在区间C内认为存在重大窃电嫌疑。
三、低压窃电分析仪的安装和使用
为保证低压窃电分析仪正常运行，避免因环境条件恶劣造成人身和设备伤害，应注意以下几个方面：避免靠近易燃易爆环境、避免高温高湿环境、远离高能量电磁环境、保证良好的电气环境、保证安装位置的机械强度。
1、插入手机卡、连接通信线缆和电源，上电，运行低压窃电分析仪主控程序；通过印刷电路板进行焊接，进行整体调试，制作装置外壳。
2、操作手机经蓝牙连接低压窃电分析仪，设置检查时间，命令低压窃电分析仪拨号上网并连接到远程数据平台，命令低压窃电分析仪采集集中器数据并存储到FLASH存储器电路，命令低压窃电分析仪从FLASH存储器电路读取数据并经4G通信模块电路发送给远程数据平台；
3、测试软件，查错。
低压窃电分析仪APP使用安卓和IOS版系统的移动设备的蓝牙与低压窃电分析仪进行连接通信。使用蓝牙打开APP软件主页，搜索蓝牙，低压窃电分析仪蓝牙名称显示终端地址时表示低压窃电分析仪已与集中器建立通讯，实现低压窃电分析仪与工作手机的蓝牙配对。点击蓝牙名称即可进入低压窃电分析仪APP异常情况统计界面，能够利用配对手机对低压窃电分析仪进行运行参数设置，能够将用电信息经蓝牙传输至配对手机。
在低压窃电分析仪APP异常情况统计界面的主界面中有疑似窃电、错接线和运行异常的统计数据，工作人员可以点击对应数字查看异常数据详情，同时主界面包含相应通信参数设置、信道验证和基本信息等设置选项，方便工作人员灵活运用。
四、低压窃电分析仪的使用效果
经过在唐山某供电所台区9天的初步使用，该台区总户数650户的信息采集率为100％，发现疑似窃电情况7户，分别为零火线电流异常3户、开表盖4户；错误接线情况2户，均为电流反向；运行异常18户，其中时钟超差11户、失流7户。通过检查和处理，此台区线损由原来的13％下降到6％，供电所面向居民开展大规模的反窃电宣传，使窃电者受到了震慑。同时，通过使用低压窃电分析仪对辖区内的用户电能表逐台区进行检测，相比于逐户检查大大减轻了工作人员的日常工作量，并且能够及时发现台区用户电能表运行中的问题并及时的进行处理。有效地降低了线损，规范了合法用电环境，为公司挽回了经济损失。通过与2019年查获窃电行为进行对比，如表5，效果远优于以前。
表5窃电查获成果对比
| 时间 | 检查方式 | 发现窃电行为数量 | 追缴电费 |
| 2019年全年 | 传统方式 | 30起 | 15万元 |
| 2020年上半年 | 低压窃电分析仪 | 36起 | 18万元 |
通过使用低压窃电分析仪对几个重点高损台区的监控，有效打击了窃电行为，经过几个月的努力，低压0.4kV线损由个别时段反复波动，连续两个月的异常升高的24.05％降至3.88％，完成公司的7％低压线损指标，每月减少电量损失40万kWh，挽回经济损失21万元。
Claims (2)
1.一种低压窃电分析仪的使用方法，其特征在于包含以下步骤：
①选择安装地点，将低压窃电分析仪现场安装，与集中器实际接线，通过RS-232接口电路和RS-485接口电路与集中器连接；
②操作手机经蓝牙模块电路连接低压窃电分析仪，设置检查时间，命令低压窃电分析仪拨号上网并连接到远程数据平台，命令低压窃电分析仪采集集中器数据并存储到FLASH存储器电路，命令分析仪从FLASH存储器电路读取数据并经4G通信模块电路发送给远程数据平台；
③进行窃电判定，对用户用电的历史数据进行整合处理，在存在窃电行为和正常用电情况下，电流和电压计量数据存在显著差异，选取一定时间段内的计量数据，分别按照贝塞尔和别捷尔斯两种方法计算n个计量数据的标准差，记为σ1和σ2，若(σ2-σ1)/2σ1的值大于n-1的平方根的倒数，则判定为用电异常，向电能表发出中止供电指令，并自动生成打印异常用电中止供电通知书，否则判定为用电正常。
2.根据权利要求1所述的一种低压窃电分析仪的使用方法，其特征在于：所述步骤③中，考察(σ2-σ1)/2σ1的值与n-1的平方根的倒数之间的比例值，通过建立大数据样本的统计分析，将比例值与窃电嫌疑程度联系在一起。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111374580.7A CN114089006B (zh) | 2021-11-19 | 2021-11-19 | 一种低压窃电分析仪及使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111374580.7A CN114089006B (zh) | 2021-11-19 | 2021-11-19 | 一种低压窃电分析仪及使用方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114089006A CN114089006A (zh) | 2022-02-25 |
| CN114089006B true CN114089006B (zh) | 2023-12-05 |
Family
ID=80302138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111374580.7A Active CN114089006B (zh) | 2021-11-19 | 2021-11-19 | 一种低压窃电分析仪及使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114089006B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2716844Y (zh) * | 2004-03-18 | 2005-08-10 | 刘建国 | 多功能防窃电电力监测装置 |
| CN201689120U (zh) * | 2010-04-29 | 2010-12-29 | 光一科技股份有限公司 | 智能用电信息发布防窃电表箱 |
| CN107817395A (zh) * | 2017-09-05 | 2018-03-20 | 天津市电力科技发展有限公司 | 一种基于电网线路运行误差远程校准的窃电排查方法 |
| CN110082645A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-02 | 广东电网有限责任公司 | 一种台区窃电用户排查系统 |
| WO2019237492A1 (zh) * | 2018-06-13 | 2019-12-19 | 山东科技大学 | 一种基于半监督学习的异常用电用户检测方法 |
| CN210109167U (zh) * | 2019-06-11 | 2020-02-21 | 国网重庆市电力公司璧山供电分公司 | 用电信息采集器与窃电监测系统 |
| CN211207137U (zh) * | 2019-12-20 | 2020-08-07 | 国网甘肃省电力公司临夏供电公司 | 一种台区智能管理单元 |
| CN112305287A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-02 | 许继集团有限公司 | 设置于集中器端尾的反窃电管理系统及反窃电管理方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8970393B2 (en) * | 2006-03-31 | 2015-03-03 | Itron, Inc. | Data analysis system, such as a theft scenario analysis system for automated utility metering |
-
2021
- 2021-11-19 CN CN202111374580.7A patent/CN114089006B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2716844Y (zh) * | 2004-03-18 | 2005-08-10 | 刘建国 | 多功能防窃电电力监测装置 |
| CN201689120U (zh) * | 2010-04-29 | 2010-12-29 | 光一科技股份有限公司 | 智能用电信息发布防窃电表箱 |
| CN107817395A (zh) * | 2017-09-05 | 2018-03-20 | 天津市电力科技发展有限公司 | 一种基于电网线路运行误差远程校准的窃电排查方法 |
| WO2019237492A1 (zh) * | 2018-06-13 | 2019-12-19 | 山东科技大学 | 一种基于半监督学习的异常用电用户检测方法 |
| CN110082645A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-02 | 广东电网有限责任公司 | 一种台区窃电用户排查系统 |
| CN210109167U (zh) * | 2019-06-11 | 2020-02-21 | 国网重庆市电力公司璧山供电分公司 | 用电信息采集器与窃电监测系统 |
| CN211207137U (zh) * | 2019-12-20 | 2020-08-07 | 国网甘肃省电力公司临夏供电公司 | 一种台区智能管理单元 |
| CN112305287A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-02-02 | 许继集团有限公司 | 设置于集中器端尾的反窃电管理系统及反窃电管理方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 差压式流量计的标定及其误差分析;李武华;申龙涉;李虎;郭土;孙蕾;何洋;李亮;;辽宁石油化工大学学报(01);62-66 * |
| 线损防窃电仪;扬州豪泰电力科技有限公司;《https://www.chem17.com/st305566/product_31586402.html》;1-2 * |
| 误差理论与数据处理（复习记录）;佚名;知乎;1-14 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114089006A (zh) | 2022-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100495041C (zh) | 远程自动集控监测抄表系统 | |
| CN100385874C (zh) | 数字化社区一体化智能系统 | |
| CN202794497U (zh) | 电能信息采集终端现场综合检测设备 | |
| CN205942334U (zh) | 一种功耗检测装置与系统 | |
| CN101661276A (zh) | 一种通用数据采集装置及其数据采集方法 | |
| CN100397431C (zh) | 一种无线分体式计量表装置 | |
| Ma et al. | Sensors state monitoring based on labview and wireless nodes | |
| CN103313365A (zh) | 远程控制计量系统 | |
| CN204904026U (zh) | 一种环保数据采集装置 | |
| CN201017447Y (zh) | Gsm远程数据传递控制装置 | |
| CN102185747A (zh) | 一种远程自动抄表系统 | |
| CN114089006B (zh) | 一种低压窃电分析仪及使用方法 | |
| CN101916464A (zh) | 基于Zigbee技术的门禁管理方法及装置 | |
| CN205123760U (zh) | 一种基于智能传控终端的通信管理系统 | |
| CN205787003U (zh) | 一种pcb智能检测装置 | |
| CN102073313A (zh) | 太阳能光伏电站远程管理测控系统 | |
| CN202799180U (zh) | 农业环境信息无线采集终端 | |
| CN202120433U (zh) | 抄表系统 | |
| CN202057736U (zh) | 手持式电力负控设备故障检测仪 | |
| CN102506932A (zh) | 一种热工型能效数据采集终端 | |
| CN202304874U (zh) | 一种热工型能效数据采集终端 | |
| CN206657208U (zh) | 环境监控或监测数据采集传输仪 | |
| CN201518045U (zh) | Rs485智能电表 | |
| CN109471043A (zh) | 一种基于lte通讯技术的变电站蓄电池组在线监测装置 | |
| CN205788519U (zh) | 一种基于单片机的自助加油系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |