第6章-电力窃漏电用户自动识别(1)

《R语言数据分析与挖掘实战》配套PPT更多下载：电力窃漏电用户自动识别张良均2020/11/252内部资料泰迪科技（）据统计，全国每年因窃电造成的损失都在200亿元左右；被查获的窃电案件不足总窃电案件的30%如深圳龙岗工业区一家只有两条生产线的小塑料包装厂，一年窃电折价就30－40万元之多某市06年因窃电损失达4亿元某市2014年以来，共查处窃电案件114起、追补电费和违约金451.8万元，依法追究刑事责任7人。这不仅给国有资产造成巨大的损失，也严重扰乱了供电秩序，威胁到电网安全运行。案例背景3内部资料泰迪科技（）案例背景4内部资料泰迪科技（）游戏开始啦……5内部资料泰迪科技（）窃电就是利用各种手段使电能计量装置电量少计或不计，最常见的是从电能计量的基本原理入手。我们知道，一个电能表计量电量的多少，主要决定于电压、电流、功率因数三要素和时间的乘积，因此，只要想办法改变三要素中的任何一个要素都可以使电表慢走、停走甚至反走，从而达到窃电的目的。窃电分类：硬件窃电软件窃电强磁强电干扰等方式案例背景6内部资料泰迪科技（）案例背景常见硬件窃电种类：失压、断相法失流法移相法电流反极性分流法窃电方式：电能表（接线盒）铅封，直接或加装遥控装置改变误差电表（接线盒）端盖铅封，改变接线方式7内部资料泰迪科技（）常见软件窃电种类：修改电表时钟，使分时计量的尖、峰、平、谷错位。扩差，通过调表软件修调电表精度。窃电方式：开电能表设置铅封，用软件改变参数或精度案例背景8内部资料泰迪科技（）强磁强电干扰静电攻击电能表，物理损坏或数据改变磁场攻击电能表，误差改变或数据改变高频电磁场攻击电能表，误差改变或数据改变直流用电模式，少计电量冲击负荷，需量考核不到跨相用电的问题案例背景9内部资料泰迪科技（）在南网发现的几种窃电种类与预防加装分流电阻加装分流遥控器表内短接案例背景10内部资料泰迪科技（）案例一：中山供电局（加装分流电阻）案例背景11内部资料泰迪科技（）案例二：东莞供电局（加装分流电阻）案例背景12内部资料泰迪科技（）电流采样电路原理图案例背景13内部资料泰迪科技（）添加分流电阻后原理图案例背景14内部资料泰迪科技（）案例三：东莞供电局（加装遥控装置）案例背景15内部资料泰迪科技（）加装遥控分流器案例背景16内部资料泰迪科技（）案例四：东莞供电局（接线盒内加装遥控分流器）案例背景17内部资料泰迪科技（）案例五：清远供电局（电流CT内部被短接）案例背景18内部资料泰迪科技（）软件窃电1.更改电表的相关参数2.此类偷电事件通常为熟悉电表相关知识的人员或业内人士参与，对有分时计量的电表采用更改电表的时钟或电表时段来避开时段的计量。更有甚者用更改电表底度的方法来达到偷电的目的。但此类事件多功能电表均有相关的事件记录，修改时间、时段、清零时间(年月日时分)、清零前总及费率的正向有功电量、正向无功电量、反向有功电量、反相无功等电量均有事件记录。并且清零时的事件记录功能是不能被清除的，同时电表加装有开盖检测功能。强大的事件记录功能就像飞机的黑匣子一样记录了电表的多种事件，方便进行相关查询。案例背景19内部资料泰迪科技（）背景知识电能通过各级变压器、输电线路输送到各个用电用户。一条输入线路上有几个用户总线路及线路上每个用户均有电能表记录用电信息计量终端每15分钟自动采集各电能表的信息并上报监控中心计量终端能实现告警功能并上报电流异常、电压异常······但常有误报、漏报现象20内部资料泰迪科技（）背景知识线损：在输送和分配电能过程中，电力网中各个元件所产生的功率损失和电能损失以及其他损失。它是用供电量与售电量相减计算出来的。线损率：线损电量占供电量的百分比称为线损率，它是用来考核电力系统经济性运行的重要指标。正常情况，一条线路的日线损率的范围一般在3%~15%。线损率公式：%100线路电量线路上各用户电量线路电量线损率21内部资料泰迪科技（）背景知识电力用户分为哪些类型？居民用电：用电不具有营利性质，完全为了居民的生活需求。非居民照明用电范围：机关、部队、医院、幼儿园、福利院、养老院、学校、路灯等用电。商业用电范围：从事商品交换，提供有偿服务等的电力用户的用电一般工业用电范围：中小工业：以电为原动力或以电冶炼、烘焙、熔燃、电解、电化的非工业性生产、试验用电，其总容量在3千瓦及以上的用电（含基建用电）......22内部资料泰迪科技（）背景知识电力用户分为哪些类型大工业用电：以电为原动力，电冶炼、烘焙、熔焊、电解、电化的一切工业生产，受电变压器总容量在315千伏安以上者，以及对外承担生产及修理业务的符合上述容量规定的用电农业生产范围农业排灌范围23内部资料泰迪科技（）思考谁有窃电的动机（什么样的用户最有可能窃电）？窃漏电的重灾区在哪种用户类型中？窃电的用户有哪些特征？（可以从哪些指标来区分窃电和非窃电用户？）不同类型的用电的特征是否相同？如何进行防窃电检查？检查窃漏电也是有成本的，如何使得工作的效费比高？使用数据挖掘来进行窃漏电用户识别，该建立何种模型？24内部资料泰迪科技（）传统的用电检查及反偷查漏工作主要依靠突击检查，存在先天性的缺陷和不足：用电检查工作是按计划开展的，有一定的周期性。在两次检查之间客户存在的安全用电隐患、计量装置故障及窃电行为等不容易发现。没有针对性，在进行用电检查时，按既定计划先后到现场进行，面对几万专变用户不能及时发现计量故障及窃电行为。用电检查人员在开展工作时，缺乏客户负荷情况和用电情况的信息。现场检查掌握的也只是客户当时的情况。如果客户存在不定期的窃电行为，将难以发现。窃漏电检测（传统方法）25内部资料泰迪科技（）硬件改造：通过电能表硬件方面的改造，加强电表的铅封管理，增加对电能表动手脚窃电的难度电能表的改造面临以下问题与挑战：耗资大周期长更改范围太大只能限制针对电能表改造的窃电行为，对表前窃电无能为力窃电手段日新月异，无法一劳永逸窃漏电检测（传统方法）26内部资料泰迪科技（）软件方面：基于指标加权的用电异常分析模型，根据报警事件发生前后计量点有关的电流、电压、负荷数据，构建基于指标加权的用户异常分析模型虽然能获得用电异常的某些信息，但存在以下缺陷：终端误报或漏报过多，无法快速精确定位窃漏电嫌疑用户的目的模型各输入指标权重需要用专家的知识和经验，具有很大的主观性，存在明显的缺陷，所以实施效果往往不尽如人意。窃漏电检测（传统方法）27内部资料泰迪科技（）系统资料背景计量自动化系统数据数据项数据内容数据粒度瞬时量A/B/C相电压/电流、功率、负荷、功率因数等15分钟告警信息表计、终端等设备异常告警信息实时线损统计信息日线损统计信息日电量用户表计与终端的日冻结电量信息日表码用户表计与终端的表码信息15分钟28内部资料泰迪科技（）系统资料背景数据项数据内容数据粒度档案表电价表信息最新客户计费点信息最新行业类别信息最新表计档案信息最新10KV馈线线路信息最新变电站信息最新终端档案信息最新电源点档案表信息最新单位组织机构信息最新电表与终端关系表信息最新运行表计表信息最新运行变压器表信息最新工单表历史窃电工单信息随时追加线损异常工单信息随时追加换表工单信息随时追加电量退补工单信息随时追加计量故障工单信息随时追加改类工单信息随时追加增容工单信息随时追加线损统计信息月线损统计信息(线路、片区、台区)月线变户档案线变户档案及拓扑关系（专变、公变）最新电量电费用户表计月冻结电量电费信息表月冻结表码用户表计月冻结表码信息表月营销系统数据29内部资料泰迪科技（）思考有没有一种防窃漏电方法：耗资少实时监测准确定位30内部资料泰迪科技（）挖掘目标1.归纳出窃漏电用户的关键特征，构建窃漏电用户的识别模型；2.利用实时监测数据，调用窃漏电用户识别模型实现实时诊断。31内部资料泰迪科技（）上机实验32分析方法与过程4背景与挖掘目标1拓展思考目录32内部资料泰迪科技（）分析方法与过程确定挖掘目标数据抽取数据探索与预处理挖掘建模模型应用33内部资料泰迪科技（）思考窃漏电用户自动识别模型属于哪类模型？现有哪些数据？需要什么样的数据？需要多长时间的数据？34内部资料泰迪科技（）思考计量电量↓•硬件窃电•软件窃电•强磁强电干扰•各种窃电方法线损率↑35内部资料泰迪科技（）数据抽取36内部资料泰迪科技（）数据抽取计量自动化系统数据数据项数据内容来源系统收集/更新频度瞬时量A/B/C相电压/电流、功率、负荷、功率因数等计量自动化系统小时告警信息经过辨别后的设备异常告警信息计量自动化系统日37内部资料泰迪科技（）数据项数据内容来源系统收集/更新频度档案表电价表信息营销管理系统日客户计费点信息营销管理系统日行业类别信息营销管理系统日表计档案信息营销管理系统日10KV馈线线路信息营销管理系统日终端档案信息营销管理系统日电源点档案表信息营销管理系统日电表与终端关系表信息营销管理系统日工单表历史窃电工单信息营销管理系统日线损异常工单信息营销管理系统日换表工单信息营销管理系统日电量退补工单信息营销管理系统日计量故障工单信息营销管理系统日改类工单信息营销管理系统日增容工单信息营销管理系统日线变户档案线变户档案及拓扑关系（专变、公变）营销管理系统月营销系统数据数据抽取38内部资料泰迪科技（）分析方法与过程与窃漏电相关的原始数据主要有用电负荷数据、终端报警数据、违约窃电处罚信息以及用户档案资料等。从营销系统抽取的数据主要有：用户基本信息：用户名称、用户编号、用电地址、用电类别、报装容量、计量方式、电流互感器变比、电压互感器变比；违约、窃电处理记录；计量方法及依据。从计量自动化系统采集的数据属性主要有：实时负荷：时间点、计量点、总有功功率、A/B/C相有功功率、A/B/C相电流、A/B/C相电压、A/B/C相功率因数；终端报警。第1步：数据抽取39内部资料泰迪科技（）原始数据情况0501001502002500:000:150:300:451:001:151:301:452:002:152:302:453:00有功总时间用电负荷数据，采集时间间隔为15分钟，可进一步计算该用户的用电量。40内部资料泰迪科技（）原始数据情况终端报警数据，其中与窃漏电相关的报警能较好的识别用户的窃漏电行为用户名称时间计量点ID报警编号报警名称某企业大用户2010/4/10:010319001000045110001135最大需量复零某企业大用户2010/4/218:44