基于动态网格离群点的用电行为反窃电诊断方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于动态网格离群点的用电行为反窃电诊断方法和装置。方法包括：从用电信息采集系统的计量装置获取当前时刻的a、b、c三相电压值的采样信息，基于上述采样信息构建数据观测矩阵，并计算采样新息、新息方差实测值和新息方差理论值；根据采样新息、新息方差实测值和新息方差理论值构建基于残差检验的第一检验函数和基于新息方差检验的第二检验函数，分别计算第一检测值和第二检测值；在第一检测值大于第一预设阈值且第二检测值大于第二预设阈值的情况下，确定用户用电异常。本发明专利技术解决了现有技术中电力监察部门依靠用户每月电量的变化或台区线损统计确定窃电嫌疑用户等方法带来的实时性差、现场排查效率低的技术问题。

Method and device for diagnosing electric power stealing based on dynamic grid outlier

The invention discloses a method and a device for diagnosing an electric larceny based on the dynamic grid outlier. The method includes: obtaining the current time information of a, B, C three-phase sampling voltage value from the metering device of the electric energy data acquisition system, the information construction of data based on sampling observation matrix, and calculate the new information, new sampling variance measured values and new income variance theory of value; based on the first test function is constructed according to the residual test based on second test functions and innovation variance in new information, new sampling variance measured values and the innovation variance theory value, calculates a first detection value and second detection values respectively; in the first test value is greater than the first threshold and the second detection values greater than second preset threshold, determining the user electric anomaly. The invention solves the technical problems of real-time power supervision departments in the prior art depends on change or power users monthly line loss statistics determined user guarding methods such as low efficiency, poor site investigation.

【技术实现步骤摘要】
基于动态网格离群点的用电行为反窃电诊断方法和装置
本专利技术涉及数据挖掘领域，具体而言，涉及一种基于动态网格离群点的用电行为反窃电诊断方法和装置。
技术介绍
离群点数据挖掘是解决电力市场的窃电行为诊断的主要方法。针对用电过程中电压或电流越限及异常、飞走和突变、电能表停走等异常窃电行为，获取现场采集装置的各类负荷，电压电流或电能指示值信息，利用离群点算法对异常或故障可快速诊断。目前，基于离群点算法的主要方法有基于统计分布、基于深度、基于聚类、基于距离和基于密度等五类方法。每种方法应用于不同的领域，存在不同程度的局限。基于统计分布的方法要求数据服从特定的概率和模型；基于深度的离群点挖掘算法的计算复杂度高，对于三维以上的数据处理效果是理想；基于聚类的方法对依赖选择的族，效率低下；基于距离的挖掘方法对参数选择难以确定，并且基于距离的离群挖掘针对的只是全局概念的离群点挖掘，对于局部离群点无能为力；基于密度的离群点挖掘方法给每个点都赋予了一个离群因子，多关注局部离群点。针对电力用户正常用电过程中三相电压/电流表现为一定范围的波动过程，各用户的用电情况难以用特定的分布特性描述，在实施窃电行为后体现出来的电压电流为异常的离群点，迫切需要利用滑动窗的动态网格离群点检测方法应用于准实时窃电行为的判定和算法实现。基于此，研究一种实时准确的反窃电诊断方法，成为了行业发展的方向。针对上述现有技术中电力监察部门依靠用户每月电量的变化或台区线损统计确定窃电嫌疑用户等方法带来的实时性差、现场排查效率低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种基于动态网格离群点的用电行为反窃电诊断方法和装置，以至少解决现有技术中电力监察部门依靠用户每月电量的变化或台区线损统计确定窃电嫌疑用户等方法带来的实时性差、现场排查效率低的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种基于动态网格离群点的用电行为反窃电诊断方法，包括：从用电信息采集系统的计量装置获取当前时刻的a、b、c三相电压值的采样信息；基于动态网格滑动窗根据所述a、b、c三相电压值构建数据观测矩阵；根据所述数据观测矩阵计算采样新息、新息方差实测值和新息方差理论值；根据所述采样新息和所述新息方差实测值构建基于残差检验的第一检验函数，以及根据所述新息方差实测值和所述新息方差理论值的比值构建基于新息方差检验的第二检验函数，分别计算第一检测值和第二检测值；在所述第一检测值大于第一预设阈值且所述第二检测值大于第二预设阈值的情况下，确定用户用电异常，否则，确定用户用电正常。根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种基于动态网格离群点的用电行为反窃电诊断装置，包括：获取模块，用于从用电信息采集系统的计量装置获取当前时刻的a、b、c三相电压值的采样信息；构建模块，用于基于动态网格滑动窗根据所述a、b、c三相电压值构建数据观测矩阵；第一计算模块，用于根据所述数据观测矩阵计算采样新息、新息方差实测值和新息方差理论值；第二计算模块，用于根据所述采样新息和所述新息方差实测值构建基于残差检验的第一检验函数，以及根据所述新息方差实测值和所述新息方差理论值的比值构建基于新息方差检验的第二检验函数，分别计算第一检测值和第二检测值；确定模块，用于在所述第一检测值大于第一预设阈值且所述第二检测值大于第二预设阈值的情况下，确定用户用电异常，否则，确定用户用电正常。在本专利技术实施例中，通过从用电信息采集系统的计量装置获取当前时刻的a、b、c三相电压值的采样信息；基于动态网格滑动窗根据所述a、b、c三相电压值构建数据观测矩阵；根据所述数据观测矩阵计算采样新息、新息方差实测值和新息方差理论值；根据所述采样新息和所述新息方差实测值构建基于残差检验的第一检验函数，以及根据所述新息方差实测值和所述新息方差理论值的比值构建基于新息方差检验的第二检验函数，分别计算第一检测值和第二检测值；在所述第一检测值大于第一预设阈值且所述第二检测值大于第二预设阈值的情况下，确定用户用电异常，本专利技术采用考虑残差检验和新息方差检验相结合，效率高、准确性强，并且采用动态网格滑动窗方法，可以减小观测数据量和计算量，实现实时诊断，并且容易实现，进而解决了现有技术中电力监察部门依靠用户每月电量的变化或台区线损统计确定窃电嫌疑用户等方法带来的实时性差、现场排查效率低的技术问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术实施例1的一种基于动态网格离群点的用电行为反窃电诊断方法的流程图；图2是根据本专利技术实施例1的一种基于动态网格离群点的用电行为反窃电诊断方法的流程图；以及图3是根据本专利技术实施例2的一种基于动态网格离群点的用电行为反窃电诊断装置的结构图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等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，以便这里描述的本专利技术的实施例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。实施例1根据本专利技术实施例，提供了一种基于动态网格离群点的用电行为反窃电诊断方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。图1是根据本专利技术实施例的基于动态网格离群点的用电行为反窃电诊断方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：步骤S102，从用电信息采集系统的计量装置获取当前时刻的a、b、c三相电压值的采样信息。步骤S104，基于动态网格滑动窗根据所述a、b、c三相电压值构建数据观测矩阵。具体的，本专利技术在建立数据观测矩阵时，可将用电信息计量装置采集到电压电流和功率因数等元素扩充到数据观测矩阵中，可判断电压电流和功率因数异常和故障等现象，较好的适应性。步骤S106，根据所述数据观测矩阵计算采样新息、新息方差实测值和新息方差理论值。步骤S108，根据所述采样新息和所述新息方差实测值构建基于残差检验的第一检验函数，以及根据所述新息方差实测值和所述新息方差理论值的比值构建基于新息方差检验的第二检验函数，分别计算第一检测值和第二检测值。步骤S110，在所述第一检测值大于第一预设阈值且所述第二检测值大于第二预设阈值的情况下，确定用户用电异常，否则，确定用户用电正常。在本专利技术实施例中，通过从用电信息采集系统的计量装置获本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于动态网格离群点的用电行为反窃电诊断方法，其特征在于，包括：从用电信息采集系统的计量装置获取当前时刻的a、b、c三相电压值的采样信息；基于动态网格滑动窗根据所述a、b、c三相电压值构建数据观测矩阵；根据所述数据观测矩阵计算采样新息、新息方差实测值和新息方差理论值；根据所述采样新息和所述新息方差实测值构建基于残差检验的第一检验函数，以及根据所述新息方差实测值和所述新息方差理论值的比值构建基于新息方差检验的第二检验函数，分别计算第一检测值和第二检测值；在所述第一检测值大于第一预设阈值且所述第二检测值大于第二预设阈值的情况下，确定用户用电异常，否则，确定用户用电正常。

【技术特征摘要】
1.一种基于动态网格离群点的用电行为反窃电诊断方法，其特征在于，包括：从用电信息采集系统的计量装置获取当前时刻的a、b、c三相电压值的采样信息；基于动态网格滑动窗根据所述a、b、c三相电压值构建数据观测矩阵；根据所述数据观测矩阵计算采样新息、新息方差实测值和新息方差理论值；根据所述采样新息和所述新息方差实测值构建基于残差检验的第一检验函数，以及根据所述新息方差实测值和所述新息方差理论值的比值构建基于新息方差检验的第二检验函数，分别计算第一检测值和第二检测值；在所述第一检测值大于第一预设阈值且所述第二检测值大于第二预设阈值的情况下，确定用户用电异常，否则，确定用户用电正常。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据观测矩阵的公式如下：其中，表示所述用电信息采集系统在时刻n的数据观测矩阵，n表示所述用电信息采集系统的采样数目，M表示动态网格滑动窗口的长度，其中x(k)＝[xa(k)xb(k)xc(k)]T表示所述用电信息采集系统在k时刻采集的a、b、c三相电压值，并且k＝1，2，…，n。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采样新息的计算公式为：其中，其中，zr(n+1)表示n+1时刻的采样新息，表示所述用电信息采集系统在n时刻的数据观测矩阵和在n+1时刻的数据观测矩阵构成的公共数据观测矩阵，且iM-1＝[1，1，…1]。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述新息方差实测值的计算公式为：当n＞M时，当n≤M时，其中，Cr表示所述新息方差实测值，zr(i)表示i时刻的采样新息，i＝1，2，…，n。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述新息方差理论值的计算公式为：

【专利技术属性】
技术研发人员：李蕊，韩柳，羡慧竹，杨宝琳，迟源，宋玮琼，邹战明，秦伟，季明明，薛大龙，王猛，史集猛，
申请(专利权)人：国网北京市电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11