一种基于局部离群点因子的低压窃电用户定位方法技术

本发明专利技术涉及低压台区防窃电技术领域，提出了一种基于局部离群点因子的低压窃电用户定位方法。首先，基于影响台区线损的特征属性搜寻与监测台区最相似的k个台区，即k个最近邻台区；接着，基于k个最近邻台区的线损率分析监测台区线损率是否异常；如果监测台区某段时间线损率异常则计算该监测台区所有用户该段时间负荷曲线之间的离散Fréchet距离；最后，基于用户负荷曲线之间Fréchet距离计算该监测台区每个用户负荷曲线的局部离群点因子，局部离群点因子越大的用户窃电概率越大。该方法输出线损率异常的监测台区所有用户窃电概率的排序，只需要检测排序靠前的用户即可检测出大部分窃电用户，大大提高了反窃电工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于局部离群点因子的低压窃电用户定位方法
本专利技术涉及低压台区防窃电
，尤其涉及一种基于局部离群点因子的低压窃电用户定位方法。技术背景随着社会经济发展和居民生活水平提高，用户用电需求不断增强，用电开支越来越高，窃电现象时有发生，屡查不绝。窃电行为不仅破坏了电力市场的经济秩序和公平性，还会影响电网安全稳定运行。近年来，随着智能电表和用电信息采集系统的全面推广应用，积累了海量的用户用电数据，如何利用这些数据进行更加高效地窃电检测，具有重要的现实意义。专利公开号为CN201410041012.9的专利技术专利，公开了基于负荷曲线的防窃电及用电监察方法，所述方法包括：首先划分电能表的若干种工作状态，再利用电子式电能表所记载的负荷曲线，对这些负荷曲线进行工作状态异常种类的标识，形成负荷曲线标识表，通过对该负荷曲线标识表中存在用电异常的各种状态的分布分析，判定多种窃电方式。该方法不足之处在于电能表电压、电流异常阀值比较敏感，通常情况很难设定。专利公开号为CN201511010522.0的专利技术专利，公开了一种用于中低压混合配电网的窃电检测的控制方法及系统，所述方法包括：在选定的中低压混合配电网络中设置一包括n个待检节点的集合M并选择待检节点Mi，量测并获取中低压混合配电网络的电力指标值，设定量测值的权重，对中低压混合配电网络进行状态估计计算，得到Mi的有功负荷估计值；将Mi的有功负荷估计值与实际量测值进行比较，判断若有功负荷估计值减去实际量测值的绝对值大于等于预设检测阈值，则判定Mi存在窃电行为；在集合M中选择另一个Mj，重复以上操作过程，直至完成对集合M中所有Mj判定是否存在窃电行为后停止流程。该方法不足之处在于对台区拓扑结构和设备阻抗参数准确性要求较高，现阶段低压台区的管理状况参差不齐、线路分布复杂多样，很难推广应用。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种基于局部离群点因子的低压窃电用户定位方法，可有效提高反窃电工作效率，从而有效解决了低压台区反窃电工作效率低下、成本高等技术问题。本专利技术采用了以下技术方案：一种基于局部离群点因子的低压窃电用户定位方法，包括如下步骤：步骤1：确定影响台区线损的属性特征；基于所述属性特征搜寻与监测台区最相似的k个台区，即k个最近邻台区，其中，k为预设值；步骤2：对所述监测台区以及所述k个最近邻台区的线损率进行实时监测，并基于所述k个最近邻台区的所述线损率判断所述监测台区的所述线损率是否异常；步骤3：当所述监测台区某段时间的线损率正常时，返回至所述步骤2；步骤4：当所述监测台区某段时间的线损率异常时，计算所述监测台区内所有用户该段时间负荷曲线之间的离散Fréchet距离；步骤5：基于所述用户负荷曲线之间的离散Fréchet距离计算所述监测台区内所有用户负荷曲线的局部离群点因子；步骤6：根据所述用户负荷曲线的局部离群点因子的大小对所述监测台区所有用户作排序处理，进而判断所述用户窃电的概率；并返回至所述步骤2。优选的，在本专利技术中，在所述步骤1中，影响台区线损的属性特征包括供电半径、低压线路总长度、负载率、居民用电比例、户均用电量；其中，所述供电半径X1(m)，所述X1为所述台区最远负荷点距离供电变压器的线路距离；所述低压线路总长度X2(m)，所述X2为所述台区中所有低压线路长度之和；所述负载率X3(％)，所述X3为所述台区供电量与供电变压器容量的比率；所述居民用电比例X4(％)，所述X4为所述台区居民用户的用电量与台区供电量的比率；所述户均用电量X5(KW·H)，所述X5为所述台区的所述用户的平均用电量。优选的，在本专利技术中，在所述步骤1中，基于所述属性特征搜寻与监测台区最相似的k个台区，采用欧几里得距离度量，并对所述欧几里得距离进行从小到大排序，从而确定所述k个最近邻台区；此时，所述k个最近邻台区的影响线损的属性特征与所述监测台区的影响线损的属性特征最接近。优选的，在本专利技术中，所述欧几里得距离定义为：其中，To＝(Xo1,Xo2,...,Xo5)为所述监测台区影响线损的属性特征向量，Tj＝(Xj1,Xj2,...,Xj5)为所述监测台区所在地区的其它台区影响线损的属性特征向量，j＝1,2,…,m，m为所述监测台区所在地区的其它台区数量。优选的，在本专利技术中，在计算所述欧几里得距离之前，需对每一个所述影响线损的属性特征值v进行规范化，所述规范化计算公式为：其中，v表示为所述影响线损的属性特征向量T中的每一项特征属性值，v′表示为所述特征属性值v进行规范化后的特征属性值，vmin表示同一所述影响线损的特征属性值的最小值，vmax表示同一所述影响线损的特征属性值的最大值。优选的，在本专利技术中，在所述步骤2中，所述监测台区以及它的k个最近邻台区的所述线损率计算公式如下：当所述监测台区的所述线损率超出所述k个最近邻台区的所述线损率均值的10％时，判定所述监测台区所述线损率异常。优选的，在本专利技术中，所述步骤6中，根据所述用户负荷曲线的局部离群点因子的大小对所述监测台区所有用户作降序处理，用户负荷曲线的局部离群点因子值大于1的用户窃电概率大，而且局部离群点因子值越大的用户窃电的概率越大。本专利技术的有益效果是：本专利技术所提出的方法输出线损率异常台区所有用户窃电概率排序，只需要检测排序靠前用户即可检测出大部分窃电用户，大大提高了反窃电工作效率，从而有效解决了低压台区反窃电工作效率低下、成本高等技术问题。附图说明图1为本专利技术一实施例的台区用户负荷曲线相似性分布；图2为本专利技术一实施例的流程图；图3为本专利技术一实施例的局部离群点因子示意图；图4为本专利技术一具体实施例的监测台区及其最近邻台区线损率；图5为本专利技术一具体实施例的监测台区部分用户负荷曲线具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。同一台区下相同类型用户(例如城镇居民生活用电)负荷曲线波动通常情况比较相似；不同类型用户(例如商业用电、城镇居民生活用电)负荷曲线通常情况下差异比较明显。如何有效度量某个用户的负荷曲线与同类型其它用户负荷曲线之间的差异，成为准确定位窃电用户关键。某台区用户负荷曲线相似性分布如图1所示，其中各对象之间距离代表它们负荷曲线相似性大小，距离越大两个用户负荷曲线相似性越低。C1和C2是两种不同类型用户簇，U1和U2是两个窃电用户。从图可以看出，C1和C2簇内用户负荷曲线差异较小，不同簇用户负荷曲线差异明显；U1、U2两个用户负荷曲线与C1、C2两个簇用户负荷曲线差异都比较大。该台区窃电用户定位问题，主要是从该台区所有用户中准确地识别出U1、U2两个用户，本质上是一种局部离群点检测问题。数据分析挖掘领域中基于距离(相似性)度量的局部离群点检测技术可以很好地解决低压台区窃电用户定位问题。图2为本专利技术一实施例的流程图，具体方法流程如下：一种基于局部离群点因子的低压窃电用户定位方法，包括如下步骤：步骤1：确定影响台区线损的属性特征；基于所述属性特征搜寻与监测台区最相似的k个台本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于局部离群点因子的低压窃电用户定位方法，包括如下步骤：步骤1：确定影响台区线损的属性特征；基于所述属性特征搜寻与监测台区最相似的k个台区，即k个最近邻台区，其中k为预设值；步骤2：对所述监测台区以及所述k个最近邻台区的线损率进行实时监测，并基于所述k个最近邻台区的所述线损率判断所述监测台区的所述线损率是否异常；步骤3：在某段时间内，当所述监测台区的所述线损率正常时，返回至所述步骤2；步骤4：在某段时间内，当所述监测台区的所述线损率异常时，计算所述监测台区内所有用户该段时间负荷曲线之间的离散Fréchet距离；步骤5：基于所述用户负荷曲线之间的离散Fréchet距离计算所述监测台区内所有用户负荷曲线的局部离群点因子；步骤6：根据所述用户负荷曲线的局部离群点因子的大小对所述监测台区所有用户作排序处理，进而判断所述用户窃电的概率；并返回至所述步骤2。

【技术特征摘要】
1.一种基于局部离群点因子的低压窃电用户定位方法，包括如下步骤：步骤1：确定影响台区线损的属性特征；基于所述属性特征搜寻与监测台区最相似的k个台区，即k个最近邻台区，其中k为预设值；步骤2：对所述监测台区以及所述k个最近邻台区的线损率进行实时监测，并基于所述k个最近邻台区的所述线损率判断所述监测台区的所述线损率是否异常；步骤3：在某段时间内，当所述监测台区的所述线损率正常时，返回至所述步骤2；步骤4：在某段时间内，当所述监测台区的所述线损率异常时，计算所述监测台区内所有用户该段时间负荷曲线之间的离散Fréchet距离；步骤5：基于所述用户负荷曲线之间的离散Fréchet距离计算所述监测台区内所有用户负荷曲线的局部离群点因子；步骤6：根据所述用户负荷曲线的局部离群点因子的大小对所述监测台区所有用户作排序处理，进而判断所述用户窃电的概率；并返回至所述步骤2。2.根据权利要求1所述一种基于局部离群点因子的低压窃电用户定位方法，其特征在于：在所述步骤1中，影响台区线损的属性特征包括供电半径、低压线路总长度、负载率、居民用电比例、户均用电量；其中，所述供电半径X1(m)，所述X1为所述台区最远负荷点距离供电变压器的线路距离；所述低压线路总长度X2(m)，所述X2为所述台区中所有低压线路长度之和；所述负载率X3(％)，所述X3为所述台区供电量与供电变压器容量的比率；所述居民用电比例X4(％)，所述X4为所述台区居民用户的用电量与台区供电量的比率；所述户均用电量X5(KW·H)，所述X5为所述台区的所述用户的平均用电量。3.根据权利要求1所述一种基于局部离群点因子的低压窃电用户定位方法，其特征在于：在所述步骤1中，基于所述属性特征搜寻与监测台区最相似的...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿俊成，郭志民，张小斐，吴博，马文栋，万迪明，袁少光，杨磊，于杰华，任俊霞，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，国网河南省电力公司，河南恩湃高科集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南,41