一種電網(wǎng)竊電用戶的監(jiān)測與定位方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電網(wǎng)竊電用戶的監(jiān)測與定位方法，通過比較電網(wǎng)饋出線的所有負荷節(jié)點處電流值之和與流入電網(wǎng)負荷側(cè)的總電流值的大小，初步判斷是否有異常用電現(xiàn)象，再根據(jù)各個支路的電流誤差比例與預(yù)設(shè)電流誤差比例閾值進行比較，最終確定竊電用戶的位置。同時也公開了基于該方法的系統(tǒng)。本發(fā)明不需要大量的硬件和軟件投入，便于計算機實現(xiàn)。
【專利說明】
一種電網(wǎng)竊電用戶的監(jiān)測與定位方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)竊電用戶的監(jiān)測與定位方法及系統(tǒng)，屬于電力用電領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 電網(wǎng)電量管理中如何能有效地解決竊電問題一直是擺在供電企業(yè)面前的難題。某 些單位或個人不擇手段地采取各種方法試圖逃避電能計量而違法獲利，這種竊電行為一直 嚴重危害著供電企業(yè)的合法權(quán)益和利益，同時擾亂了公平的供用電秩序，還給電力行業(yè)的 穩(wěn)定運行帶來了諸多的安全隱患。所以，研究和探討反竊電技術(shù)意義重大。
[0003] 常見竊電方式，主要有欠壓法、欠流法、移相法、擴差法和無表法。同時提出了相應(yīng) 的防治竊電的技術(shù)措施，主要有利用專用計量箱、封閉變壓器低壓出線端至計量裝置的導(dǎo) 體、采用鉛封技術(shù)、改進電表外部結(jié)構(gòu)來防止竊電行為等，提出的這些措施對防止竊電起到 了一定的遏制作用，然而這些措施由于缺乏實時監(jiān)控，所以有效性較差。而且傳統(tǒng)的竊電用 戶監(jiān)測和定位技術(shù)中，需要投入大量的硬件和軟件，不易于計算機實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電網(wǎng)竊電用戶的監(jiān)測與定位方法及系 統(tǒng)。
[0005] 為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種電網(wǎng)竊電用戶的監(jiān)測與定位方法，包括以下步驟，
[0007] 步驟1，獲取流入電網(wǎng)負荷側(cè)的總電壓和電流值，獲取電網(wǎng)饋出線的每一個負荷節(jié) 點處的電壓和電流值；
[0008] 步驟2,通過比較電網(wǎng)饋出線的所有負荷節(jié)點處電流值之和與流入電網(wǎng)負荷側(cè)的 總電流值的大小，初步判斷是否有異常用電現(xiàn)象，如果出現(xiàn)異常用電現(xiàn)象，則轉(zhuǎn)至步驟3,如 果沒有出現(xiàn)異常用電現(xiàn)象，則判定竊電用戶；
[0009] 步驟3,獲取電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)信息，構(gòu)建電網(wǎng)拓撲的回路阻抗矩陣；
[0010] 步驟4,根據(jù)電網(wǎng)拓撲的回路阻抗矩陣及所有負荷節(jié)點的電壓值，得到各個支路的 電流計算值；
[0011] 步驟5,由電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流測量值與電流計算值進行做差，得到電網(wǎng)拓 撲中各個支路的電流誤差；
[0012] 電流測量值即為電網(wǎng)饋出線的每一個負荷節(jié)點處的電流值；
[0013] 步驟6,計算電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流誤差與電流計算值的比值，并與預(yù)設(shè)電流 誤差比例閾值進行比較，最終確定出竊電用戶的位置。
[0014] 若支路的電流誤差與電流計算值的比值大于預(yù)設(shè)電流誤差比例閾值，則判定該支 路為故障支路，該支路上存在竊電用戶。
[0015] 若兩個故障支路存在共同負荷節(jié)點，則該共同負荷節(jié)點為竊電用戶。
[0016] -種電網(wǎng)竊電用戶的監(jiān)測與定位方法的系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、電能總計量裝置 和若干負荷節(jié)點電能計量裝置;在電網(wǎng)饋出線側(cè)安裝電能總計量裝置，在電網(wǎng)饋出線的每 一個負荷節(jié)點處安裝負荷節(jié)點電能計量裝置，所述電能總計量裝置和負荷節(jié)點電能計量裝 置均與數(shù)據(jù)服務(wù)器連接；
[0017] 所述電能總計量裝置，用以測量并發(fā)送流入電網(wǎng)負荷側(cè)的總電壓和電流值；
[0018] 所述負荷節(jié)點電能計量裝置，用以測量并發(fā)送電網(wǎng)饋出線的每一個負荷節(jié)點處的 電壓和電流值；
[0019] 所述數(shù)據(jù)服務(wù)器包括依次連接的電量信息獲取模塊、異常用電初步判斷模塊、電 網(wǎng)拓撲信息獲取模塊、支路電流計算模塊、支路電流誤差計算模塊和竊電用戶確定模塊；
[0020] 電量信息獲取模塊，用以獲取流入電網(wǎng)負荷側(cè)的總電壓和電流值，獲取電網(wǎng)饋出 線的每一個負荷節(jié)點處的電壓和電流值；
[0021] 異常用電初步判斷模塊，用以通過比較電網(wǎng)饋出線的所有負荷節(jié)點處電流值之和 與流入電網(wǎng)負荷側(cè)的總電流值的大小，初步判斷是否有異常用電現(xiàn)象；
[0022] 電網(wǎng)拓撲信息獲取模塊，用以當出現(xiàn)異常用電現(xiàn)象時，獲取電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)信息，構(gòu) 建電網(wǎng)拓撲的回路阻抗矩陣；
[0023]支路電流計算模塊，用以根據(jù)電網(wǎng)拓撲的回路阻抗矩陣及所有負荷節(jié)點的電壓 值，得到各個支路的電流計算值；
[0024] 支路電流誤差計算模塊，用以由電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流測量值與電流計算值 進行做差，得到電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流誤差；
[0025] 竊電用戶確定模塊，用以計算電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流誤差與電流計算值的比 值，并與預(yù)設(shè)電流誤差比例閾值進行比較，最終確定出竊電用戶的位置。
[0026]所述竊電用戶確定模塊包括，
[0027]支路電流誤差比例計算模塊，用以計算電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流誤差與電流計 算值的比值，得到各支路的電流誤差比例；
[0028] 故障支路確定模塊，用以將各支路的電流誤差比例與預(yù)設(shè)電流誤差比例閾值進行 比較，若后者小于前者，則判斷相應(yīng)支路中存在竊電用戶，相應(yīng)支路確定為故障支路。
[0029] 所述竊電用戶確定模塊還包括竊電用戶定位模塊，用以當兩個故障支路存在共同 負荷節(jié)點，確定該共同負荷節(jié)點為竊電用戶。
[0030] 本發(fā)明所達到的有益效果:本發(fā)明通過比較電網(wǎng)饋出線的所有負荷節(jié)點處電流值 之和與流入電網(wǎng)負荷側(cè)的總電流值的大小，初步判斷是否有異常用電現(xiàn)象，再根據(jù)各個支 路的電流誤差比例與預(yù)設(shè)電流誤差比例閾值進行比較，最終確定竊電用戶的位置，不需要 大量的硬件和軟件投入，便于計算機實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發(fā)明方法的流程圖。
[0032]圖2為安裝有智能電表的電力網(wǎng)絡(luò)示意圖。
[0033]圖3為本發(fā)明中數(shù)據(jù)服務(wù)器的框圖。
[0034]圖4為是實際電力網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0035] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明 的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0036] 如圖1所示，一種電網(wǎng)竊電用戶的監(jiān)測與定位方法，包括以下步驟：
[0037]步驟1，獲取流入電網(wǎng)負荷側(cè)的總電壓和電流值，獲取電網(wǎng)饋出線的每一個負荷節(jié) 點處的電壓和電流值。
[0038] 步驟2,通過比較電網(wǎng)饋出線的所有負荷節(jié)點處電流值之和與流入電網(wǎng)負荷側(cè)的 總電流值的大小，初步判斷是否有異常用電現(xiàn)象，如果出現(xiàn)異常用電現(xiàn)象，則轉(zhuǎn)至步驟3,如 果沒有出現(xiàn)異常用電現(xiàn)象，則判定竊電用戶。
[0039] 步驟3,獲取電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)信息，構(gòu)建電網(wǎng)拓撲的回路阻抗矩陣。
[0040] 步驟4,根據(jù)電網(wǎng)拓撲的回路阻抗矩陣及所有負荷節(jié)點的電壓值，得到各個支路的 電流計算值。
[0041] 步驟5,由電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流測量值與電流計算值進行做差，得到電網(wǎng)拓 撲中各個支路的電流誤差;電流測量值即為電網(wǎng)饋出線的每一個負荷節(jié)點處的電流值c。
[0042] 步驟6,計算電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流誤差與電流計算值的比值，并與預(yù)設(shè)電流 誤差比例閾值進行比較，最終確定出竊電用戶的位置。
[0043] 若支路的電流誤差與電流計算值的比值大于預(yù)設(shè)電流誤差比例閾值，則判定該支 路為故障支路，該支路上存在竊電用戶。若兩個故障支路存在共同負荷節(jié)點，則該共同負荷 節(jié)點為竊電用戶。
[0044] -種電網(wǎng)竊電用戶的監(jiān)測與定位方法的系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、電能總計量裝置 和若干負荷節(jié)點電能計量裝置。電能總計量裝置和負荷節(jié)點電能計量裝置均與數(shù)據(jù)服務(wù)器 連接。
[0045] 如圖2所示，在電網(wǎng)饋出線側(cè)安裝電能總計量裝置(這里采用總電表），用以測量并 發(fā)送流入電網(wǎng)負荷側(cè)的總電壓和電流值;在電網(wǎng)饋出線的每一個負荷節(jié)點處安裝負荷節(jié)點 電能計量裝置(這里采用負荷電表），用以測量并發(fā)送電網(wǎng)饋出線的每一個負荷節(jié)點處的電 壓和電流值。
[0046] 如圖3所示，數(shù)據(jù)服務(wù)器包括依次連接的電量信息獲取模塊、異常用電初步判斷模 塊、電網(wǎng)拓撲信息獲取模塊、支路電流計算模塊、支路電流誤差計算模塊和竊電用戶確定模 塊。
[0047] 電量信息獲取模塊，用以獲取流入電網(wǎng)負荷側(cè)的總電壓和電流值，獲取電網(wǎng)饋出 線的每一個負荷節(jié)點處的電壓和電流值。
[0048] 異常用電初步判斷模塊，用以通過比較電網(wǎng)饋出線的所有負荷節(jié)點處電流值之和 與流入電網(wǎng)負荷側(cè)的總電流值的大小，初步判斷是否有異常用電現(xiàn)象。
[0049] 電網(wǎng)拓撲信息獲取模塊，用以當出現(xiàn)異常用電現(xiàn)象時，獲取電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)信息，構(gòu) 建電網(wǎng)拓撲的回路阻抗矩陣。
[0050] 由于電網(wǎng)中電力符合眾多，為了能夠方便管理和準確定位竊電用戶，可以對電網(wǎng) 中的每一個用戶進行編號，由于關(guān)聯(lián)矩陣與電網(wǎng)用戶節(jié)點之間的對應(yīng)關(guān)系比較簡單，所以 利用關(guān)聯(lián)矩陣表示電網(wǎng)用戶。
[0051 ]與圖2相對應(yīng)的電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)圖如圖4所示，由于負荷阻抗在圖中采用一個點來代 表，這樣所有的負荷阻抗和電能供應(yīng)點間就構(gòu)成了一條回路，所以可以利用回路矩陣來準 確描述各個負荷節(jié)點和它所在的回路之間的對應(yīng)關(guān)系。
[0052]這種回路矩陣是拓撲矩陣的一種，有m個負荷（即m個回路)和e條支路(即e條邊)的 負荷支路關(guān)聯(lián)矩陣。相應(yīng)的支路阻抗矩陣可以按所有的各個支路阻抗的先后順序與負荷支 路關(guān)聯(lián)矩陣中各個支路阻抗的順序保持一致。從圖4可知，依據(jù)關(guān)聯(lián)矩陣建立規(guī)則，形成如 下的電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)相關(guān)的關(guān)聯(lián)矩陣A，
[0054] 矩陣中的元素，當于相應(yīng)的頂點與邊關(guān)聯(lián)時為1或-1，不關(guān)聯(lián)時為0。
[0055] 為了計算和分析更加方便，根據(jù)矩陣的線性相關(guān)性質(zhì)，可以得到簡化的矩陣，即相 應(yīng)的回路矩陣為Ba，
[0057] 回路矩陣匕與關(guān)聯(lián)矩陣A有如下關(guān)系：
[0058] Ba=(A-Y
[0059] 由于電力用戶比較多，為了進一步簡化計算，負荷支路關(guān)聯(lián)矩陣即為把不含負荷 阻抗的回路的行劃去所形成回路矩陣。
[0060] 圖4中邊ei~e4分別對應(yīng)支路Z1~Z4,所以可以得到以下相應(yīng)的回路阻抗矩陣：（這 里用Z表示）
[0062]按照負荷的編號，得到如下相應(yīng)的回路阻抗矩陣：
[0_ zK"
[0064] 式中，為負荷點電流的計算值，為測量點電壓的準確值。
[0065] 支路電流計算模塊，用以根據(jù)電網(wǎng)拓撲的回路阻抗矩陣及所有負荷節(jié)點的電壓 值，得到各個支路的電流計算值。
[0066] 支路電流誤差計算模塊，用以由電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流測量值與電流計算值 進行做差，得到電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流誤差。
[0067] 竊電用戶確定模塊，用以計算電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流誤差與電流計算值的比 值，并與預(yù)設(shè)電流誤差比例閾值進行比較，最終確定出竊電用戶的位置。
[0068]竊電用戶確定模塊包括，
[0069] 支路電流誤差比例計算模塊，用以計算電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流誤差與電流計 算值的比值，得到各支路的電流誤差比例；
[0070] 故障支路確定模塊，用以將各支路的電流誤差比例與預(yù)設(shè)電流誤差比例閾值進行 比較，若后者小于前者，則判斷相應(yīng)支路中存在竊電用戶，相應(yīng)支路確定為故障支路。
[0071 ]竊電用戶定位模塊，用以當兩個故障支路存在共同負荷節(jié)點，確定該共同負荷節(jié) 點為竊電用戶。
[0072] 本發(fā)明通過比較電網(wǎng)饋出線的所有負荷節(jié)點處電流值之和與流入電網(wǎng)負荷側(cè)的 總電流值的大小，初步判斷是否有異常用電現(xiàn)象，再根據(jù)各個支路的電流誤差比例與預(yù)設(shè) 電流誤差比例閾值進行比較，最終確定竊電用戶的位置；同時本發(fā)明不需要在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中 增加特別裝置，只需要安裝電能計量裝置來分別檢測流入電網(wǎng)負荷側(cè)的總電量信息以及每 一個負荷節(jié)點處的電量信息，并輸入數(shù)據(jù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器中算法簡單，便于計算機實 現(xiàn)。
[0073] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種電網(wǎng)竊電用戶的監(jiān)測與定位方法，其特征在于:包括以下步驟， 步驟1，獲取流入電網(wǎng)負荷側(cè)的總電壓和電流值，獲取電網(wǎng)饋出線的每一個負荷節(jié)點處 的電壓和電流值； 步驟2,通過比較電網(wǎng)饋出線的所有負荷節(jié)點處電流值之和與流入電網(wǎng)負荷側(cè)的總電 流值的大小，初步判斷是否有異常用電現(xiàn)象，如果出現(xiàn)異常用電現(xiàn)象，則轉(zhuǎn)至步驟3,如果沒 有出現(xiàn)異常用電現(xiàn)象，則判定竊電用戶； 步驟3,獲取電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)信息，構(gòu)建電網(wǎng)拓撲的回路阻抗矩陣； 步驟4,根據(jù)電網(wǎng)拓撲的回路阻抗矩陣及所有負荷節(jié)點的電壓值，得到各個支路的電流 計算值； 步驟5,由電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流測量值與電流計算值進行做差，得到電網(wǎng)拓撲中 各個支路的電流誤差； 電流測量值即為電網(wǎng)饋出線的每一個負荷節(jié)點處的電流值； 步驟6,計算電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流誤差與電流計算值的比值，并與預(yù)設(shè)電流誤差 比例閾值進行比較，最終確定出竊電用戶的位置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)竊電用戶的監(jiān)測與定位方法，其特征在于:若支路的 電流誤差與電流計算值的比值大于預(yù)設(shè)電流誤差比例閾值，則判定該支路為故障支路，該 支路上存在竊電用戶。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電網(wǎng)竊電用戶的監(jiān)測與定位方法，其特征在于:若兩個故 障支路存在共同負荷節(jié)點，則該共同負荷節(jié)點為竊電用戶。4. 基于權(quán)利要求1所述的一種電網(wǎng)竊電用戶的監(jiān)測與定位方法的系統(tǒng)，其特征在于:包 括數(shù)據(jù)服務(wù)器、電能總計量裝置和若干負荷節(jié)點電能計量裝置;在電網(wǎng)饋出線側(cè)安裝電能 總計量裝置，在電網(wǎng)饋出線的每一個負荷節(jié)點處安裝負荷節(jié)點電能計量裝置，所述電能總 計量裝置和負荷節(jié)點電能計量裝置均與數(shù)據(jù)服務(wù)器連接； 所述電能總計量裝置，用以測量并發(fā)送流入電網(wǎng)負荷側(cè)的總電壓和電流值； 所述負荷節(jié)點電能計量裝置，用以測量并發(fā)送電網(wǎng)饋出線的每一個負荷節(jié)點處的電壓 和電流值； 所述數(shù)據(jù)服務(wù)器包括依次連接的電量信息獲取模塊、異常用電初步判斷模塊、電網(wǎng)拓 撲信息獲取模塊、支路電流計算模塊、支路電流誤差計算模塊和竊電用戶確定模塊； 電量信息獲取模塊，用以獲取流入電網(wǎng)負荷側(cè)的總電壓和電流值，獲取電網(wǎng)饋出線的 每一個負荷節(jié)點處的電壓和電流值； 異常用電初步判斷模塊，用以通過比較電網(wǎng)饋出線的所有負荷節(jié)點處電流值之和與流 入電網(wǎng)負荷側(cè)的總電流值的大小，初步判斷是否有異常用電現(xiàn)象； 電網(wǎng)拓撲信息獲取模塊，用以當出現(xiàn)異常用電現(xiàn)象時，獲取電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)信息，構(gòu)建電 網(wǎng)拓撲的回路阻抗矩陣； 支路電流計算模塊，用以根據(jù)電網(wǎng)拓撲的回路阻抗矩陣及所有負荷節(jié)點的電壓值，得 到各個支路的電流計算值； 支路電流誤差計算模塊，用以由電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流測量值與電流計算值進行 做差，得到電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流誤差； 竊電用戶確定模塊，用以計算電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流誤差與電流計算值的比值， 并與預(yù)設(shè)電流誤差比例閾值進行比較，最終確定出竊電用戶的位置。5. 基于權(quán)利要求4所述的一種電網(wǎng)竊電用戶的監(jiān)測與定位方法的系統(tǒng)，其特征在于:所 述竊電用戶確定模塊包括， 支路電流誤差比例計算模塊，用以計算電網(wǎng)拓撲中各個支路的電流誤差與電流計算值 的比值，得到各支路的電流誤差比例； 故障支路確定模塊，用以將各支路的電流誤差比例與預(yù)設(shè)電流誤差比例閾值進行比 較，若后者小于前者，則判斷相應(yīng)支路中存在竊電用戶，相應(yīng)支路確定為故障支路。6. 基于權(quán)利要求5所述的一種電網(wǎng)竊電用戶的監(jiān)測與定位方法的系統(tǒng)，其特征在于:所 述竊電用戶確定模塊還包括竊電用戶定位模塊，用以當兩個故障支路存在共同負荷節(jié)點， 確定該共同負荷節(jié)點為竊電用戶。
【文檔編號】G01R31/08GK106093704SQ201610424104
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月15日 公開號201610424104.4, CN 106093704 A, CN 106093704A, CN 201610424104, CN-A-106093704, CN106093704 A, CN106093704A, CN201610424104, CN201610424104.4
【發(fā)明人】范潔, 鄭愛霞, 沈秋英, 周玉, 陳霄, 金萍, 易永仙, 郭興昕, 崔高穎, 陳宇沁, 李緯, 姜明順
【申請人】國網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司