CN115952445B - 一种按比例窃电用户的识别方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及配电网反窃电技术领域，尤其涉及一种按比例窃电用户的识别方法及系统。步骤如下：S1：按照预设采样频率分别对进线总电表电能和每个出线支路分电表电能进行采样；S2：根据每个采样时刻的所述进线总电表电能和每个所述出线支路分电表电能建立窃电识别模型；S3：判断所述窃电识别模型是否存在唯一解，若存在，则根据所述唯一解识别按比例窃电用户；本发明能够通过每个采样时刻的进线总电表电能和每个出线支路分电表电能建立窃电识别模型，进而将窃电用户的识别转化为窃电识别模型唯一解的计算，仅通过计算模型的唯一解就能够精确找到按比例窃电用户，有效解决按比例窃电用户难以识别的问题。

Description

一种按比例窃电用户的识别方法及系统

技术领域

本发明涉及配电网反窃电技术领域，尤其涉及按比例窃电用户的识别。

背景技术

由于低压配电网网络结构复杂、用户量巨大，使得巡查和运维通常较为困难，为违法窃电行为提供了可乘之机。传统的窃电方法一般通过改变进电表接线或者挂线的方式进行窃电，但这种窃电方法很容易被人工识别和证据锁定；随着窃电技术的不断发展，窃电方法也发生了较大的变化，一种通过改变电表的计量数值来进行按比例窃电的方法逐渐进入人们的视野，这种按比例窃电的新方法即便通过人工检查也很难进行识别和现场窃电证据锁定，为预防窃电现象进一步增加了难度。

目前现有的窃电识别方法，通常需要先查找到待识别的窃电用户，然后根据待识别窃电用户的用电数据是否符合正常指标来确认是否存在窃电情况，亦或者直接在电表箱中加装用电信息采集装置；这些方法不仅消耗人力物力极大，且按比例窃电的情况下指标不容易发生变化，难以有效识别按比例窃电用户。

发明内容

本发明提供一种按比例窃电用户的识别方法，用于解决按比例窃电用户难以有效识别的问题。

本发明提供一种按比例窃电用户的识别方法，包括如下步骤：

S1：按照预设采样频率分别对进线总电表电能和每个出线支路分电表电能进行采样；

S2：根据每个采样时刻的所述进线总电表电能和每个所述出线支路分电表电能建立窃电识别模型；

S3：判断所述窃电识别模型是否存在唯一解，若存在，则根据所述唯一解识别按比例窃电用户。

进一步的，步骤S3还包括：

若所述窃电识别模型不存在唯一解，则触发完全窃电用户的搜索流程，找到所述完全窃电用户。

进一步的，所述根据搜索结果剔除所述完全窃电用户之后，还包括：

剔除所述完全窃电用户的出线支路，重新根据每个采样时刻的所述进线总电表电能和剩余所述出线支路分电表电能建立所述窃电识别模型，并根据所述窃电识别模型的唯一解识别按比例窃电用户。

具体的，在步骤S3中，所述判断所述窃电识别模型是否存在唯一解，具体为：

将所述窃电识别模型转换为窃电识别矩阵方程；

通过计算所述窃电识别矩阵方程中系数矩阵的行列式和系数矩阵的秩，判断所述窃电识别矩阵方程是否存在唯一解。

具体的，在步骤S3中，所述根据所述唯一解识别按比例窃电用户，具体为：

通过计算所述窃电识别矩阵方程，识别按比例窃电用户出线支路和所述按比例窃电用户出线支路的窃电比例。

具体的，在步骤S3中，所述根据所述唯一解识别按比例窃电用户，具体为：

根据所述按比例窃电用户出线支路在窃电动作对应采样时刻的电表电能，和所述按比例窃电用户出线支路的窃电比例计算得到按比例窃电用户的窃电量。

进一步的，在步骤S2之前还包括：

通过判断每个采样时刻的所述进线总电表电能和所述出线支路分电表电能之差是否大于预设阈值，来判断是否存在窃电现象。

本发明还提供一种按比例窃电用户的识别系统，其特征在于，包括：采样模块、模型建立模块、判断模块和执行模块；

所述采样模块用于按照预设采样频率分别对进线总电表电能和每个出线支路分电表电能进行采样；

所述模型建立模块与所述采样模块连接，用于根据每个采样时刻的所述进线总电表电能和每个所述出线支路分电表电能建立窃电识别模型；

所述判断模块与所述模型建立模块连接，用于判断所述窃电识别模型是否存在唯一解；

所述执行模块与所述判断模块连接，用于当所述窃电识别模型存在唯一解时，根据所述唯一解识别按比例窃电用户。

进一步的，所述执行模块还用于，当所述窃电识别模型不存在唯一解时，则触发完全窃电用户的搜索流程，找到所述完全窃电用户。

进一步的，所述模型建立模块还用于，当所述窃电识别矩阵方程存在多个解时，剔除完全窃电用户的出线支路，重新根据每个采样时刻的所述进线总电表电能和剩余所述出线支路分电表电能建立窃电识别模型。

本发明的有益效果在于，本发明实施例提供的按比例窃电用户的识别方法，包括如下步骤：S1：按照预设采样频率分别对进线总电表电能和每个出线支路分电表电能进行采样；S2：根据每个采样时刻的所述进线总电表电能和每个所述出线支路分电表电能建立窃电识别模型；S3：判断所述窃电识别模型是否存在唯一解，若存在，则根据所述唯一解识别按比例窃电用户。

本发明实施例所提供的按比例窃电用户的识别方法，能够通过每个采样时刻的进线总电表电能和每个出线支路分电表电能建立窃电识别模型，进而将窃电用户的识别转化为窃电识别模型唯一解的计算，通过计算模型的唯一解就能够精确找到按比例窃电用户，有效解决按比例窃电用户难以识别的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种按比例窃电用户的识别方法流程图；

图2为虚拟380V配电系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

本发明提供一种按比例窃电用户的识别方法，如图1所示，具体包括如下步骤：

S1：按照预设采样频率分别对进线总电表电能和每个出线支路分电表电能进行采样；

S2：根据每个采样时刻的进线总电表电能和每个出线支路分电表电能建立窃电识别模型如下：

；

式中：

为第n个采样时刻进线总电表与所有出线支路分电表的电能之差，/>

为第n个采样时刻第i条支路电表的电能，/>

第N条支路的窃电比例；

S3：判断窃电识别模型是否存在唯一解，若存在，则根据唯一解识别按比例窃电用户。

在本发明的一个具体的实施例中，在前述实施例的基础上，步骤S2之前还包括：

通过判断每个采样时刻的进线总电表电能和出线支路分电表电能之差是否大于预设阈值，来判断是否存在窃电现象；

可以理解的是，在本发明中，预设阈值可以根据实际情况任意设定。

在本发明的一个具体的实施例中，在前述实施例的基础上，步骤S3还包括：

若窃电识别模型不存在唯一解，则触发完全窃电用户的搜索流程，找到完全窃电用户。

需要说明的是，在本实施例中，完全窃电用户的搜索流程可以是通过工作人员现场进行排查，找出完全窃电用户。

在本发明的一个具体的实施例中，在前述实施例的基础上，根据搜索结果剔除完全窃电用户之后，还包括：

剔除完全窃电用户的出线支路，重新根据每个采样时刻的进线总电表电能和剩余出线支路分电表电能建立窃电识别模型，并根据窃电识别模型的唯一解识别按比例窃电用户。

在本发明的一个具体的实施例中，在前述实施例的基础上，将窃电识别模型转换为窃电识别矩阵方程如下：

；

其中，系数矩阵A为：

；

未知数矩阵X为：

；

常数矩阵b为：

；

通过计算窃电识别矩阵方程中系数矩阵的行列式

和系数矩阵的秩/>

，判断窃电识别矩阵方程的解的个数；

当窃电识别矩阵方程存在唯一解时，则通过计算窃电识别矩阵方程的唯一解找到按比例窃电用户的出线支路；

在本发明的一个具体的实施例中，在前述实施例的基础上，根据按比例窃电用户出线支路在窃电动作对应采样时刻的电表电能，和按比例窃电用户出线支路的窃电比例计算得到按比例窃电用户的窃电量，公式如下：

；

其中，

为第n个采样时刻第/>

条支路电表的电能，/>

第/>

条支路的窃电比例。

可以理解的是，当每个采样时刻的进线总电表电能和出线支路分电表电能之差大于预设阈值时，该电能之差则判断为窃电用户的窃电量。

在本发明的一个具体的实施例中，在前述实施例的基础上，通过计算窃电识别矩阵方程中系数矩阵的行列式和系数矩阵的秩，判断窃电识别矩阵方程的解的个数，具体为：

当系数矩阵的行列式

或者系数矩阵的秩/>

时，确定窃电识别矩阵方程存在唯一解；

则：将矩阵方程两端同时与系数矩阵A的逆矩阵

相乘可得：

；

即：

；

式中：

是系数矩阵/>

的伴随矩阵；

如果系数矩阵的行列式

，且系数矩阵的秩/>

时，说明该待识别区域内有/>

个完全窃电用户。/>

一个具体的实施例中，本发明所展示的应用场景如图2，图2为虚拟380V配电系统的示意图；

该虚拟配电系统包括进线1回，出线支路5回，假设在支路3和支路4上出现按比例窃电用户，将电表上分别设置电能的采样系数为0.8和0.7，其他未窃电用户支路采样系数均为1；

假设在预设的第1到第5采样时刻，每条支路的分电表电能如下：

表1：

。

假设在预设的第1到第5采样时刻，进线总电表电能分别为：

20.65kw·h、41.58kw·h、64.05kw·h、91.09kw·h、119.43kw·h

因此，进线总电表与所有出线支路分电表的电能之差分别为：

2.65kw·h、4.58kw·h、8.05kw·h、11.09kw·h、14.38kw·h；

为实施过程方便理解与展示，省略建立窃电识别模型的过程，直接建立窃电识别矩阵方程如下：

；

将数据代入得：

；

；

计算可得系数矩阵的秩

，说明矩阵方程/>

有唯一解；

计算得出窃电识别矩阵方程的唯一解如下：

；

由此可得：窃电识别时刻支路3用户和支路4用户的窃电量分别为7.5kw·h和6.88kw·h。

本发明另一方面还提供一种按比例窃电用户的识别系统，包括：采样模块、模型建立模块、判断模块和执行模块；

所述采样模块用于按照预设采样频率分别对进线总电表电能和每个出线支路分电表电能进行采样；

所述模型建立模块与所述采样模块连接，用于根据每个采样时刻的所述进线总电表电能和每个所述出线支路分电表电能建立窃电识别模型；

所述判断模块与所述模型建立模块连接，用于判断所述窃电识别模型是否存在唯一解；

所述执行模块与所述判断模块连接，用于当所述窃电识别模型存在唯一解时，根据所述唯一解识别按比例窃电用户。

在本发明的一个具体的实施例中，在前述实施例的基础上，执行模块还用于，当所述窃电识别模型不存在唯一解时，则触发完全窃电用户的搜索流程，找到所述完全窃电用户。

在本发明的一个具体的实施例中，在前述实施例的基础上，模型建立模块还用于，当所述窃电识别矩阵方程存在多个解时，剔除完全窃电用户的出线支路，重新根据每个采样时刻的所述进线总电表电能和剩余所述出线支路分电表电能建立窃电识别模型。

本申请的说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个（项）”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项（个）或复数项（个）的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项（个），可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

Claims (6)

1.一种按比例窃电用户的识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：按照预设采样频率分别对进线总电表电能和每个出线支路分电表电能进行采样；

S2：根据每个采样时刻的所述进线总电表电能和每个所述出线支路分电表电能建立窃电识别模型如下：

式中：

为第n个采样时刻进线总电表与所有出线支路分电表的电能之差，/>

为第n个采样时刻第i条支路电表的电能，/>

为第N条支路的窃电比例；

S3：判断所述窃电识别模型是否存在唯一解，若存在，则根据所述唯一解识别按比例窃电用户；

若所述窃电识别模型不存在唯一解，则触发完全窃电用户的搜索流程，根据所述完全窃电用户的搜索流程找到所述完全窃电用户；

剔除所述完全窃电用户的出线支路，重新根据每个采样时刻的所述进线总电表电能和剩余所述出线支路分电表电能建立所述窃电识别模型，并根据所述窃电识别模型的唯一解识别按比例窃电用户。

2.根据权利要求1所述的一种按比例窃电用户的识别方法，其特征在于，在步骤S3中，所述判断所述窃电识别模型是否存在唯一解，具体为：

将所述窃电识别模型转换为窃电识别矩阵方程；

通过计算所述窃电识别矩阵方程中系数矩阵的行列式和系数矩阵的秩，判断所述窃电识别矩阵方程是否存在唯一解。

3.根据权利要求2所述的一种按比例窃电用户的识别方法，其特征在于，在步骤S3中，所述根据所述唯一解识别按比例窃电用户，具体为：

通过计算所述窃电识别矩阵方程，识别按比例窃电用户出线支路和所述按比例窃电用户出线支路的窃电比例。

4.根据权利要求3所述的一种按比例窃电用户的识别方法，其特征在于，在步骤S3中，所述根据所述唯一解识别按比例窃电用户，具体为：

根据所述按比例窃电用户出线支路在窃电动作对应采样时刻的电表电能，和所述按比例窃电用户出线支路的窃电比例计算得到按比例窃电用户的窃电量。

5.根据权利要求1所述的一种按比例窃电用户的识别方法，其特征在于，在步骤S2之前还包括：

通过判断每个采样时刻的所述进线总电表电能和所述出线支路分电表电能之差是否大于预设阈值，来判断是否存在窃电现象。

6.一种按比例窃电用户的识别系统，其特征在于，包括：采样模块、模型建立模块、判断模块和执行模块；

所述采样模块用于按照预设采样频率分别对进线总电表电能和每个出线支路分电表电能进行采样；

所述模型建立模块与所述采样模块连接，用于根据每个采样时刻的所述进线总电表电能和每个所述出线支路分电表电能建立窃电识别模型如下：

式中：

为第n个采样时刻进线总电表与所有出线支路分电表的电能之差，/>

为第n个采样时刻第i条支路电表的电能，/>

为第N条支路的窃电比例；

所述判断模块与所述模型建立模块连接，用于判断所述窃电识别模型是否存在唯一解；

所述执行模块与所述判断模块连接，用于当所述窃电识别模型存在唯一解时，根据所述唯一解识别按比例窃电用户，还用于当所述窃电识别模型不存在唯一解时，则触发完全窃电用户的搜索流程，找到所述完全窃电用户；

剔除完全窃电用户的出线支路，重新根据每个采样时刻的所述进线总电表电能和剩余所述出线支路分电表电能建立窃电识别模型。

Images