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基于数据挖掘技术的反窃电方法研究何伟明

发表时间：2020/8/4 来源：《电力设备》2020年第8期作者：何伟明卢宝利

[导读] 摘要：当今的窃电技术水平越来越高，传统的窃电检查方式已经无法满足目前的反窃电要求，随着违法分子自身的思维警觉性的提高，供电企业在反窃电管理上面临极大的挑战。

        （国网新疆电力有限公司阿克苏供电公司新疆阿克苏 843000）
        摘要：当今的窃电技术水平越来越高，传统的窃电检查方式已经无法满足目前的反窃电要求，随着违法分子自身的思维警觉性的提高，供电企业在反窃电管理上面临极大的挑战。因此，必须要提高对电力营销大数据技术在反窃电方面的合理应用，切实提高供电企业反窃电的水平和能力。
        关键词：数据挖掘技术、反窃电、方法、研究
        1窃电方法及反窃电手段
        1.1窃电方法
        窃电问题已经给供电公司带来严重的经济损失，严重影响供电公司的正常发展。目前，不法分子窃电的方法多种多样，但窃电的本质方法归纳起来共有六类，包括：在供电企业的供电设施上，擅自接线用电；绕越供电企业用电计量装置用电；伪造或者开启供电企业加封的用电计量装置封印用电；故意损坏供电企业用电计量装置；故意使供电企业计量装置不准或失效；采用其他方法窃电。
        1.2反窃电手段
        为了防止不法电力用户窃电，供电公司也在不断加强反窃电技术的研究，从而保护企业自身的电力资源。目前使用的反窃电手段也是多样化的，能满足不同条件下的传统窃电需求，主要包括反窃电组织措施和技术措施两种。其中，组织措施包括：(1)建立完善的内部稽查制度，从内部堵住漏洞，减少或者杜绝窃电的可能性；(2)建立警电联动常态运行机制；(3)开展反窃电专项活动；(4)开展营业抄核收管理效能监察活动；(5)严格执行绩效考核和奖惩制度；(6)加强计量装置的基础管理工作；(7)建立一套完整的反窃电工作体系和反窃电专业队伍。反窃电技术措施包括：(1)推广使用反窃电专用电能计量装置；(2)加强对转变用户的电能计量装置改造与更新；(3)改进电能表内部结构提高其自身反窃电的能力；(4)按照工艺要求规范电能计量装置的安装接线；(5)广泛使用防窃电电能表和电子式多功能电能表；(6)合理选择计量装置安装位置。
        2窃电现状
        随着科学技术的发展，不法分子窃电手段也呈现出现代化、多元化、智能化等特点[2]。科技水平的提高为不法窃电分子提供了现代化的科技设备，通过这些现代化设备改变电能表内部电路板接线方式或内部电子器件结构来实现电能表停转或慢转，通过调整智能电能表的编程器，调整不同费用用电阶段的用电比例，最终达到窃电的目的。窃电设备多样、窃电手段多样，通过不同的窃电方式达到相同的窃电目的。有些窃电设备通过改变智能电能表内部电路板或者器件的结构来降低表计转动速率，有些窃电设备通过电磁干扰来影响电能表脉冲的闪动速率，有些窃电设备通过虚接电压引线达到少计电量的目的。智能电表频率干扰仪、智能电表磁扰器、智能电能表现场分析仪等先进的智能化设备，为不法分子进行窃电提供了多种多样的选择。
        3基于数据挖掘技术的反窃电方法研究
        3.1设计方案
        目前我国用电信息采集系统服务器收集到的数据都是利用移动公网或者数据专网进行信息传输，然后这样得到的复核数据，通过数据接口应输到营销业务系统当中。而反窃电管理系统可以对每一个独立系统的数据进行抽取，且它还能对得到的数据进行转换，清洗和加载，最后形成可视化的形式呈现给工作人员。
        3.2数据抽取、转换、清洗与加载
        3.2.1数据抽取。要想获得各种类型的数据，我们需要从不同的初始业务系统进行读取，当然读取的过程必须要经过数据接口，读取数据完成之后可以将其储存至中间库进行备用。但如果仅仅是进行数据抽取，我们得到的数据将会呈现出无序，分散，异构等特点。
        3.2.2数据转换。为了能够将无序分散，異构的数据整合成统一格式的数据，我们需要按照预先设计好的规则将不同数据进行转换。

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比如，在电量的数据表示方面，有些数据用kw•h表示，有数据会用千瓦时表示，也有数据用度表示;在时间的数据表示方面，有些数据会用某年某月某日表示，有些数据用xxxx-xx-xx表示。是为了保持数据形式的一致性，我们需要进行数据转换。
        3.2.3数据清洗。某些数据在进行储存时会出现数据噪音的现象，为了能够清除掉数据中的噪音，我们可以利用切比雪夫原理设定一个区间进行判定和检测，最后清除。对数据进行清除之后，有可能会出现某个区间的值不能达到固定数值的情况，这时我们可以利用历史平均数据进行填补。
        3.2.4数据加载。进行完以上步骤之后，我们将得到的数据导入数据库中预留，作为建立数据挖掘模型的基础。数据加载步骤也需要将数据导入到固定模型体系结构当中。
        3.3反窃电数据挖掘模型的建立
        3.3.1实时线损计算分析模型。该模型的建立是根据在线路或者台区归属的电表当中提取到的实时电量进行统计，再根据线路或者台区的线路损耗能量进行计算，最后绘制出周期线损曲线，进而得到分析模型。当然利用该模型计算得到的理论线损与实际线损存在一定的差距，如果这两个数值的差距超出正常范围，那么可认为该线路和台区的线损出现问题。
        3.3.2用户用电异常对比分析模型。如果某用电用户出现窃电行为，那么它的电量属性将会与他历史用电属性特征值存在一定的差异，历史用电属性特征值是指在历史同期是用电量的具体情况。将用户某一时期的电量属性与历史特征值进行比较，这两个数据之间的差异称为定义电量差异度，如果猜疑度较大，那么可判断该用户为确定嫌疑用户。
        3.3.3用户负荷曲线实时显示模型。用电信息采集系统已经可以完成分钟级的数据采集任务，系统可以根据采集到的数据绘制出用户负荷曲线。
        3.3.4数据挖掘技术与反窃电模型的组合。反窃电管理系统可以将数据挖掘技术与反窃电模型进行有效结合，其中数据挖掘技术可以分为数据聚类与数据分类，利用这两种差别对用户的用电情况进行筛选，进而分析出用户的用电行为属于正常用电的还是非正常用电。
        3.4系统的实现技术及主要特点
        3.4.1构建反窃电信息平台。为了满足电力企业的需求，根据目前反窃电管理业务的情况，我们可以建立起反窃电信息平台。该平台必须要制定出统一的模型标准，操作规范以及操作流程标准。为了实现数据挖掘，信息集成和业务整合这几个任务，工作人员还需要开发出基本的公共语义接口，最后才能为使用对象提供一个完整的数据应用平台。
        3.4.2基于构建耦合法分成设计构建模型库。构建耦合法中的构件可以分为数据库构件，数据处理构件和数据包装构件。其中数据库构件可以去到数据储存的作用，数据处理构件可以完成数据提取，转换器洗以及加载等过程，最后，数据包装构件可以将数据处理成用户需要的形式。将一上这几种构件进行完美地整合，并设计成一个构建模型库，最后才能使整个系统的运行更加顺畅。
        3.4.3实现信息系统用户交互层次的访问规则。为了能让结果更加清晰直观，工作人员可以根据用户具体的用电情况，利用反窃电管理系统将得到的信息整合成动态报表，饼状图，折线图等形式。当然，系统除了可以进行报表制作等简单操作之外，还可以进行导入导出的功能，这样不仅方便工作人员的查询、统计，也进一步支持了反窃电决策的实施。
        结束语
        目前窃电种类繁多、手段隐蔽不易发现，这些窃电行为给供电企业造成严重的经济损失，严重影响供电企业的社会效益。本文通过对窃电方法和反窃电手段进行阐述，对窃电现状进行详细分析，研究出一种基于大数据挖掘的反窃电技术，以此来提升供电企业反窃电的能力、效率和质量，提高电力企业的经济效益，促进供电企业安全稳定的发展。
        参考文献
        [1]言宇.基于数据挖掘技术的反窃电方法研究[J].江西电力,2020,44(04):20-23.
        [2]刘盛,朱翠艳.应用数据挖掘技术构建反窃电管理系统的研究[J].中国电力,2017,50(10):181-184.