本發(fā)明涉及一種竊電檢測方法，具體講涉及一種基于AMI數(shù)據(jù)的低壓配電網(wǎng)竊電檢測方法。
背景技術(shù)：
：隨著經(jīng)濟發(fā)展和社會用電量的增加，竊電問題變得越來越突出，竊電方法也越來越繁多。竊電方式主要包括旁路竊電(私接外線、繞越表計)和竄改表計兩大類。而大部分竊電現(xiàn)象發(fā)生在低壓配網(wǎng)中。受限于高密度量測數(shù)據(jù)的獲得，對于針對低壓配網(wǎng)中普通用戶的竊電檢測，特別是旁路竊電及其竊電功率估計方面的研究較少，通常主要是靠人工檢查的方式來實現(xiàn)。人工檢查的方式即耗費人力物力，也不能及時發(fā)現(xiàn)竊電行為，進而不能及時制止竊電行為，這樣無形中就使得電網(wǎng)中電量的損失?，F(xiàn)有技術(shù)中引進電子式電能表，其能檢測出許多竊電行為，如欠(失)壓法竊電、欠(失)流法竊電、移相法竊電等；而且，在相線零線電流不平衡時，電子式電能表采用大的一路進行計量；在電流反向時，采用功率絕對值計量；在主電壓移除時，采用固定的電壓值代替電壓采樣值進行計量；在發(fā)現(xiàn)電壓電流之間相差很大，功率因數(shù)偏小時，采用懲罰性計量，由此來避免竊電所帶來的損失。但是，電子式電能表仍然不能有效解決低壓配電網(wǎng)中存在的旁路竊電問題，因此，迫切需要一種低壓配電網(wǎng)竊電檢測方法，用于解決低壓配電網(wǎng)中存在的旁路竊電問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，本發(fā)明提供一種基于AMI數(shù)據(jù)的低壓配電網(wǎng)竊電檢測方法。所述方法包括如下步驟：(1)計算公共點對應(yīng)的相電壓；(2)判斷屬于所述公共點對應(yīng)的相的用戶是否存在竊電。優(yōu)選的，所述步驟(1)的公共點包括：與用戶節(jié)點連接的公共點和非用戶節(jié)點上游的公共點。優(yōu)選的，所述與用戶節(jié)點連接的公共點對應(yīng)的相電壓Upcj如下式所示：UPCj＝Uj+Z·Ij(1)式中：j：與某一用戶相關(guān)聯(lián)的電表編號；Ij：在設(shè)定的時間間隔內(nèi)智能電表記錄的用戶的平均電流；Uj：在所述設(shè)定的時間間隔內(nèi)的平均電壓；Z：與j號電表相關(guān)聯(lián)的用戶所在線路的阻抗。優(yōu)選的，所述非用戶節(jié)點上游公共點對應(yīng)的相電壓UPCk3如下式所示：UPCk3＝Uk3+Zmat·Ik3(2)式中，k：下游中間節(jié)點的編號；Ik3：是k號節(jié)點所在線路的三相電流向量；Uk3：k號節(jié)點的三相電壓向量；Zmat：是k號節(jié)點所在供電線路的3×3阻抗矩陣。優(yōu)選的，所述步驟(2)的公共點對應(yīng)的相包括：用戶節(jié)點相和非用戶節(jié)點相；所述非用戶節(jié)點相包括：非用戶節(jié)點下游的用戶節(jié)點相；優(yōu)選的，所述用戶節(jié)點相竊電的判斷包括：根據(jù)所述用戶節(jié)點相的電壓與所述用戶節(jié)點相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓兩者的比值是否小于閾值來判斷所述用戶是否存在竊電。優(yōu)選的，所述非用戶節(jié)點下游的用戶數(shù)目大于1時，竊電的判斷包括：與非用戶節(jié)點連接的用戶相電壓與所述用戶相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓兩者的比值是否小于閾值來判斷用戶是否存在竊電。優(yōu)選的，所述標(biāo)準(zhǔn)電壓的確定包括：將節(jié)點的相電壓集中數(shù)據(jù)最大值作為所述標(biāo)準(zhǔn)電壓。優(yōu)選的，所述非用戶節(jié)點下游用戶數(shù)目為1時，竊電的判斷包括：自非用戶節(jié)點上游至下游得到用戶節(jié)點的相電壓，與標(biāo)準(zhǔn)電壓進行比較，判斷差值是否超過閾值來確定此用戶是否存在竊電。優(yōu)選的，所述標(biāo)準(zhǔn)電壓的確定包括：將非用戶節(jié)點的上級的再上一級非用戶節(jié)點電壓作為標(biāo)準(zhǔn)電壓。與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)異效果：本發(fā)明提出了一種基于AMI量測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析方法，能夠有效檢測低壓配電網(wǎng)中存在竊電行為的用戶位置、竊電用戶的竊電時段并估計竊電量的大小，進而可以針對性的解決低壓配電網(wǎng)中竊電問題。附圖說明圖1為本發(fā)明的低壓配電網(wǎng)局部拓?fù)涫疽鈭D；圖2為本發(fā)明的低壓配電網(wǎng)拓?fù)鋱D；圖3為本發(fā)明的某一公共點相電壓全天24個時段估計值；其中，1-公共點、2-主干線路、3-用戶線路、4-用戶節(jié)點。具體實施方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合說明書附圖和實例對本發(fā)明的內(nèi)容做進一步的說明。本發(fā)明提供一種基于AMI數(shù)據(jù)的低壓配電網(wǎng)竊電檢測方法，所述方法包括如下步驟：(1)計算公共點對應(yīng)的相電壓；(2)判斷屬于所述公共點對應(yīng)的相的用戶是否存在竊電。所述步驟(1)的公共點包括：與用戶節(jié)點連接的公共點和非用戶節(jié)點上游的公共點。所述與用戶節(jié)點連接的公共點對應(yīng)的相電壓Upcj如下式所示：UPCj＝Uj+Z·Ij(1)式中：j：與某一用戶相關(guān)聯(lián)的電表編號；Ij：在設(shè)定的時間間隔內(nèi)智能電表記錄的用戶的平均電流；Uj：在所述設(shè)定的時間間隔內(nèi)的平均電壓；Z：與j號電表相關(guān)聯(lián)的用戶所在線路的阻抗。所述非用戶節(jié)點上游公共點對應(yīng)的相電壓UPCk3如下式所示：UPCk3＝Uk3+Zmat·Ik3(2)式中，k：下游中間節(jié)點的編號；Ik3：是k號節(jié)點所在線路的三相電流向量；Uk3：k號節(jié)點的三相電壓向量；Zmat：是k號節(jié)點所在供電線路的3×3阻抗矩陣。所述步驟(2)的公共點對應(yīng)的相包括：用戶節(jié)點相和非用戶節(jié)點相；所述非用戶節(jié)點相包括：非用戶節(jié)點下游的用戶節(jié)點相；所述用戶節(jié)點相竊電的判斷包括：根據(jù)所述用戶節(jié)點相的電壓與所述用戶節(jié)點相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓兩者的比值是否小于閾值來判斷所述用戶是否存在竊電。所述非用戶節(jié)點下游的用戶數(shù)目大于1時，竊電的判斷包括：與非用戶節(jié)點連接的用戶相電壓與所述用戶相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓兩者的比值是否小于閾值來判斷用戶是否存在竊電。所述標(biāo)準(zhǔn)電壓的確定包括：將節(jié)點的相電壓集中數(shù)據(jù)最大值作為所述標(biāo)準(zhǔn)電壓。所述非用戶節(jié)點下游用戶數(shù)目為1時，竊電的判斷包括：自非用戶節(jié)點上游至下游得到用戶節(jié)點的相電壓，與標(biāo)準(zhǔn)電壓進行比較，判斷差值是否超過閾值來確定此用戶是否存在竊電。所述標(biāo)準(zhǔn)電壓的確定包括：將非用戶節(jié)點的上級的再上一級非用戶節(jié)點電壓作為標(biāo)準(zhǔn)電壓。具體實施例：設(shè)N為所研究的低壓配電網(wǎng)節(jié)點數(shù)。arr為通過自下而上，先用戶節(jié)點后非用戶節(jié)點排列的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑判蚝蟮墓?jié)點編號數(shù)組。up為上級節(jié)點編號數(shù)組。采用電壓差方法進行低壓配電網(wǎng)竊電檢測的基本流程如下：(1)對用戶節(jié)點的處理；1)每次從arr數(shù)組中按順序選出一個用戶節(jié)點，其編號設(shè)為k；通過up數(shù)組得到節(jié)點k的上級節(jié)點編號m。2)得到用戶節(jié)點k的所屬相W(W∈{A,B,C})。3)通過節(jié)點k計算節(jié)點m的W相電壓Upc。4)將UPC存入節(jié)點m的W相電壓存儲矩陣中。5)將節(jié)點k的電流累加到節(jié)點m的W相電流中。附圖1為一種典型低壓配電網(wǎng)的局部拓?fù)鋱D，其中用戶均為單相用戶。用戶節(jié)點旁的標(biāo)號表示其在圖中的編號及其所屬相位(比如“2a”表示該單相用戶編號為2，所屬相為A相)。公共結(jié)合點(pointofcoupling，PC)，簡稱公共點，在本發(fā)明中指非葉節(jié)點(中間節(jié)點或根節(jié)點)，也即非用戶節(jié)點。對于用戶節(jié)點(單相節(jié)點)，利用智能電表量測數(shù)據(jù)與用戶段線路參數(shù)可以將公共點對應(yīng)相的電壓計算出來(比如從節(jié)點1到節(jié)點P1的A相的計算)。根據(jù)歐姆定律：UPCj＝Uj+Z·Ij(1)式中：j是與某一用戶相關(guān)聯(lián)的電表編號；Ij是智能電表在設(shè)定時間間隔(比如1h)內(nèi)記錄的用戶平均電流；Uj為在設(shè)定時間間隔內(nèi)的平均電壓；Z是與j號電表連接的用戶線路的阻抗；UPCj是與j號電表連接的用戶節(jié)點的公共點對應(yīng)相的電路電壓。(2)檢測非用戶節(jié)點下游相有多個用戶時的竊電情況；1)每次從arr(節(jié)點編號數(shù)組)數(shù)組中按順序選出一個非用戶節(jié)點，其編號設(shè)為k；若節(jié)點k不是根節(jié)點，通過up(上級節(jié)點編號數(shù)組)數(shù)組得到該節(jié)點的上級節(jié)點編號m。2)對節(jié)點k的每一相，從該相電壓存儲矩陣中選出該相電壓標(biāo)準(zhǔn)值Ustd。3)對節(jié)點k的每一相，通過該相Ustd與該相電壓存儲矩陣中來自用戶節(jié)點的UPC進行比較，判斷差值是否超過閾值來確定對應(yīng)的用戶是否在相應(yīng)時刻可能存在竊電。標(biāo)記滿足竊電判定條件的用戶并計算其竊電功率。4)通過節(jié)點k計算節(jié)點m的三相電壓Upc3，其中節(jié)點k的各相電壓來自節(jié)點k相應(yīng)相的Ustd。5)將Upc3的各相數(shù)據(jù)存入節(jié)點m的相應(yīng)相電壓存儲矩陣中。將節(jié)點k的各相電流累加到節(jié)點m的相應(yīng)相電流中。中間節(jié)點(三相節(jié)點)的情況與之類似，考慮到線路間可能存在互感，采用三相一起向上計算的方式(比如從節(jié)點P2到節(jié)點P1的計算)：UPCk3＝Uk3+Zmat·Ik3(2)式中：k為下游中間節(jié)點的編號；Ik3是該段線路的三相電流向量；Uk3為節(jié)點k的三相電壓向量；Zmat是該段供電線路的3×3阻抗矩陣；UPCk3是從節(jié)點k向上計算得到的上游直接相連的公共點處三相電壓向量。為了獲取公共點處的“標(biāo)準(zhǔn)電壓”，本文為每個公共點的每一相都設(shè)置了一個電壓比較集合。比較集合中存儲著上傳到該公共點某一相的Upc。以附圖1為例，表格1為圖1中公共點P1的比較集合。A相1號值：221.3A相2號值：221.4A相P2值：221.5A相P3值：221.3B相P2值：221.7C相P2值：221.5表11號和2號用戶節(jié)點求出Upc后上傳到節(jié)點P1的A相比較集合中。設(shè)節(jié)點P2已取得下方所有節(jié)點的Upc數(shù)據(jù)，由它計算得到三相的Upc數(shù)據(jù)上傳到節(jié)點P1。節(jié)點P3同理。當(dāng)節(jié)點P1下方直接相連的節(jié)點均已將計算得到的Upc上傳到節(jié)點P1相應(yīng)相的電壓比較集合后，就開始選出節(jié)點P1各相的標(biāo)準(zhǔn)電壓以及檢測該節(jié)點下游直接相連的用戶節(jié)點的竊電情況。以節(jié)點P1的A相為例，選出A相比較集合中數(shù)據(jù)(兩個來自用戶節(jié)點，兩個來自非用戶節(jié)點的A相計算數(shù)據(jù))的最大值作為該相的標(biāo)準(zhǔn)電壓，然后通過A相標(biāo)準(zhǔn)電壓來檢測A相比較集合中上傳的用戶數(shù)據(jù)對應(yīng)的下游用戶竊電情況了。竊電的存在常反映在對應(yīng)點電壓低于其正常用電時理應(yīng)表現(xiàn)出的電壓值。而從各支路計算到公共點的電壓值理應(yīng)相等，所以只要某一公共點的某相電壓有了“標(biāo)準(zhǔn)值Ustd”，就可以和下游計算上來的Upc進行比較，當(dāng)Upc/Ustd小于閾值，且上傳Upc的支路對應(yīng)的下游節(jié)點為用戶節(jié)點時即標(biāo)記該用戶可能存在竊電；在總采樣時段內(nèi)竊電標(biāo)記數(shù)達到閾值的用戶被判定存在竊電，竊電功率的計算公式為：Ptheft＝real[U·(Ustd-UPC)/Z](3)式中：U為智能電表采集的用戶電壓量測；Z為該段用戶線路的阻抗；real(·)表示對結(jié)果取實部。(3)檢測非用戶節(jié)點下游相僅有一個用戶時的竊電情況。1)自上而下計算所有非用戶節(jié)點的電壓。2)每次選取一個用戶節(jié)點，其編號設(shè)為k；通過up數(shù)組得到節(jié)點k的上級節(jié)點編號m和節(jié)點m的上級節(jié)點編號l。3)得到用戶節(jié)點k的所屬相W(W∈{A,B,C})。4)若節(jié)點m下游W相僅有一個用戶k，向下執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)到步驟7)。5)通過節(jié)點k經(jīng)過節(jié)點m計算節(jié)點l的W相電壓Upc。6)將自上而下計算得到的節(jié)點l的W相電壓作為該相Ustd與Upc進行比較，判斷差值是否超過閾值來確定節(jié)點k是否在相應(yīng)時刻可能存在竊電。標(biāo)記滿足竊電判定條件的用戶并計算其竊電功率。若還有其他用戶節(jié)點未被選取，轉(zhuǎn)到步驟2)，否則結(jié)束。若非用戶節(jié)點下游某相直接相連的用戶僅有一個(比如節(jié)點P3下游相連的A相用戶只有6號)，為檢測該用戶的竊電情況，采用如下方法：首先，自上而下計算非用戶節(jié)點的電壓；然后，對非用戶節(jié)點下游某相僅有一個用戶的情況，通過此用戶的電壓計算得到其上級的再上一級非用戶節(jié)點電壓(比如從6號節(jié)點計算至節(jié)點P3)；最后將此計算電壓與通過自上而下計算得到的同一非用戶節(jié)點電壓(后者作為電壓標(biāo)準(zhǔn)值)進行比較，判斷差值是否超過閾值來確定此用戶是否在相應(yīng)時刻可能存在竊電。在總采樣時段內(nèi)竊電標(biāo)記數(shù)達到閾值的用戶被判定存在竊電。對于竊電用戶，有竊電標(biāo)記的采樣時段均屬于竊電時段。具體實施例：實施例介紹了利用本方法檢測某低壓配電網(wǎng)中的旁路竊電情況。如附圖2所示，該低壓配電網(wǎng)共有23個節(jié)點，包含15個用戶節(jié)點和8個非用戶節(jié)點以及7條三相供電線路。各圖形符號含義與附圖1相同?？疾鞎r段一整天，采集時間間隔1小時。以20號公共點B相為例考察與之相連的B相用戶節(jié)點的竊電情況。在18-19時段：17號中間節(jié)點向上計算到20號節(jié)點B相的UPC結(jié)果U1＝220.29；10號用戶節(jié)點量測得到的視在功率(666.74+j333.37)W，向上計算到20號節(jié)點B相的UPC結(jié)果U2＝220.26；11號用戶節(jié)點量測得到的視在功率(60-j40)W，向上計算到20號節(jié)點B相的UPC結(jié)果U3＝219.90；竊電檢測門限設(shè)為0.9985。標(biāo)準(zhǔn)電壓Ustd＝U1＝220.29，U2/Ustd＝0.9999>0.9985，U3/Ustd＝0.9982<0.9985，因此在該時刻為11號用戶節(jié)點加上竊電標(biāo)志。根據(jù)式(3)和線路參數(shù)，估計其竊電功率為(1436+j636)W。全天24個時段20號公共點B相的歸一化UPC監(jiān)測結(jié)果如附圖3所示。三個數(shù)據(jù)源Upc1、Upc2和Upc3分別來自17號中間節(jié)點、10號用戶節(jié)點和11號用戶節(jié)點向上計算的數(shù)據(jù)。附圖3中，門限Threshold用紅色虛線表示。從圖上可以看出，11號用戶可能存在竊電的時段為0點至2點以及15點至23點。以上僅為本發(fā)明的實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均包含在申請待批的本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3