秦宇宸

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司泰州市姜堰區(qū)供電分公司，江蘇 泰州 225500

0 引言

當前大數(shù)據(jù)快速發(fā)展，成為各行業(yè)共同關(guān)注的內(nèi)容，但對于大數(shù)據(jù)的概念卻一直沒有明確的說法。維基百科將大數(shù)據(jù)定義為“大數(shù)據(jù)是指無法在可承受的時間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合”?；诖硕x，人們常常還將采集這些數(shù)據(jù)的平臺工具、研究體系也歸類為“大數(shù)據(jù)”之中。

大數(shù)據(jù)技術(shù)作為一項應(yīng)用功能強大的新技術(shù)，為許多領(lǐng)域提供的高質(zhì)量的技術(shù)幫助。其技術(shù)構(gòu)成較為多樣，集中了包括人工智能技術(shù)、自動化技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等在內(nèi)的多種現(xiàn)代化技術(shù)手段。傳統(tǒng)的反竊電技術(shù)主要是依靠人工檢測的方式對電力系統(tǒng)的有關(guān)數(shù)據(jù)進行核對與檢查，這種檢測方式的效率低下，并且準確性較低，因而效果并不理想。在現(xiàn)代化技術(shù)手段的加持之下，我國反竊電技術(shù)不斷更新。將大數(shù)據(jù)技術(shù)與反竊電系統(tǒng)結(jié)合，是提高反竊電技術(shù)效率和反竊電技術(shù)水平的重要舉措，對于優(yōu)化反竊電工作流程也有著重要的意義。

1 我國主要的反竊電技術(shù)手段

當前我國主要的反竊電技術(shù)手段可以分為管理手段和技術(shù)手段兩個方面，通過管理手段與技術(shù)手段的結(jié)合來實現(xiàn)反竊電綜合能力的提升。下面將分別對管理手段和技術(shù)手段進行介紹。

1.1 管理手段

管理手段主要指的是對相關(guān)技術(shù)人員和監(jiān)測人員的管理，通過較為明晰的獎懲機制來調(diào)動相關(guān)工作人員的積極性，鼓勵技術(shù)人員和監(jiān)測人員在使用監(jiān)控技術(shù)時更加注重數(shù)據(jù)測量的細節(jié)以及波動，從而提升反竊電系統(tǒng)運行的質(zhì)量。通過對技術(shù)人員進行有效的管理可以使得技術(shù)人員之間的配合更加默契，進而快速地發(fā)現(xiàn)竊電點，提升檢測的速度與質(zhì)量。但是管理手段對于用電量較大的用戶來說，檢查效果較差，難以對用電數(shù)據(jù)進行精確地評估，因而也難以定義竊電問題，所以還需要運用一定的方法來改進管理手段。

1.2 技術(shù)手段

一般的技術(shù)系統(tǒng)和對應(yīng)的軟件以及硬件設(shè)備無法捕捉大數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)的獲取受時間、空間影響。大數(shù)據(jù)一般具有多樣性、準確性、時效性等特點。目前大數(shù)據(jù)運用于電力行業(yè)中，特別是在反竊電技術(shù)這個領(lǐng)域更是得到了廣泛運用。

技術(shù)手段主要是通過相關(guān)的儀表硬件設(shè)備來實現(xiàn)反竊電的目的。通過分析計量柜的數(shù)據(jù)來觀察數(shù)據(jù)是否存在異常，發(fā)現(xiàn)異常后及時進行相應(yīng)的分析與研究，發(fā)現(xiàn)竊電點，再對竊電點進行維修與處理。尤其是當計量柜中的數(shù)據(jù)出現(xiàn)失壓、失流、電流不平衡等問題時，要重點對相應(yīng)的電量運輸和流通用戶進行檢測。但是計量柜這一技術(shù)手段不適用于大面積的排查工作，因為其不僅容易對用戶的電力使用造成困擾，而且檢測的準確性也難以保障。增加了反竊電技術(shù)的檢測成本，在現(xiàn)有的條件下不是最優(yōu)的選擇。

2 電力大數(shù)據(jù)的基本特征

電力大數(shù)據(jù)的基本特征十分明顯，主要可以概括為類型多、體量大、速度快、價值密度高。（1）類型多。主要是指生產(chǎn)和營銷的日常工作數(shù)據(jù)多種多樣，報表的種類繁多，不僅包括傳統(tǒng)的統(tǒng)計報表，還包括環(huán)境參數(shù)和音頻，以及半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，等等[1]。（2）體量大。由于我國的電力用戶多，具有巨大的需求市場和用戶支撐，對于用戶的信息采集已經(jīng)集中為每15 min 采集一次，充分體現(xiàn)了我國用電數(shù)據(jù)體量大的特征。（3）速度快。在現(xiàn)代化和信息化數(shù)據(jù)處理方式的加持下，處理數(shù)據(jù)的速度非?？?，在很大程度上提升了電力大數(shù)據(jù)的使用效率。（4）價值密度高。由于大數(shù)據(jù)系統(tǒng)在運行的過程中可以通過快速的數(shù)據(jù)讀取與處理來顯著提升系統(tǒng)運行的效率，因而電力大數(shù)據(jù)技術(shù)的價值密度很高。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于反竊電領(lǐng)域的基礎(chǔ)算法

3.1 二階聚類

二階聚類是對BRICH 算法功能進行改進之后而產(chǎn)生的一種算法，通過對所輸入的數(shù)據(jù)進行分層和分類處理來實現(xiàn)有效的信息處理和信息分析的作用。主要可以分為兩個步驟：（1）將輸入的數(shù)據(jù)進行預聚類并構(gòu)建相應(yīng)的結(jié)構(gòu)樹，并形成多個子類；（2）將之前所完成的預聚類數(shù)據(jù)進行輸入，使用分層聚類的方式對上述的數(shù)據(jù)進行再一次的聚類分解。在這兩步處理結(jié)束之后，對這些經(jīng)過處理之后的數(shù)據(jù)進行比較，將距離最小的數(shù)據(jù)聚集成一個集群，再不斷重復上述過程，直到所有的集群都被合并成功為止。

3.2 CHAID 決策樹

CHAID 決策樹是典型的卡方自動交互檢測方式。首先對因變量進行分類計算，之后再對計算出來的卡方值進行比較和分析，得到他們的顯著性，即P 值。最后，再對P 值進行對比，比較顯著程度的大小，選出最為顯著的數(shù)值進行卡方分割，進而構(gòu)建決策樹。針對在數(shù)據(jù)分析的過程中所出現(xiàn)的異常值，要采取具有針對性的異常數(shù)據(jù)處理方法對原因進行分析。檢測的數(shù)據(jù)主要可以分為最大值、最小值、四分位數(shù)、中位數(shù)等，通過這些數(shù)值可以大概看出數(shù)據(jù)的離散程度，并將其作為異常數(shù)據(jù)的信息支撐[2]。

4 基于大數(shù)據(jù)反竊電系統(tǒng)的基本構(gòu)成

4.1 高精度時鐘集成電路

時鐘集成電路主要就是指在用戶所使用的用電量計量設(shè)備上插入時鐘芯片，時鐘芯片的作用在于可以使得用戶的電表量和檢測中心的電量保持一致，即使有微弱的誤差，一般也不會超過5 s，這就基本滿足了電量監(jiān)測的要求。與此同時，還要把用戶數(shù)據(jù)的刷新時間也設(shè)定為5 s 一次，這樣就可以最大限度地降低數(shù)據(jù)監(jiān)測的誤差，保障用電量監(jiān)測的穩(wěn)定性。利用高精度的時鐘進行監(jiān)測是獲取數(shù)據(jù)的關(guān)鍵步驟，也是運用大數(shù)據(jù)進行反竊電檢測的基礎(chǔ)。因而需要使用精度較高的設(shè)備來保障數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和設(shè)備的順利運行。

4.2 電流互感器

電流互感器是構(gòu)成大數(shù)據(jù)反竊電系統(tǒng)的重要設(shè)備，電流互感器的使用可以在很大程度上提升電流檢測的效率。主要原因是由于電流互感器在工作過程中可以將一側(cè)大電流轉(zhuǎn)化為雙側(cè)的小電流，這樣的測量方式會使得電流測量的效率大大提升，還會提高電表監(jiān)測電流數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性[3]。開口式的互感器能夠有效地提升電流設(shè)備工作的穩(wěn)定性，并且具有靈敏的檢測功能。除此之外，開口式互感器的體積比較小、隱蔽性較高、不容易被用戶發(fā)現(xiàn)，因而在進行大數(shù)據(jù)系統(tǒng)反竊電操作時具有很大的優(yōu)勢。

4.3 智能電能表

智能電能表在大數(shù)據(jù)反竊電監(jiān)測系統(tǒng)中占據(jù)核心的監(jiān)控和提示的地位，主要是由于智能電能表的功能強大，應(yīng)用簡便，極大地提升了大數(shù)據(jù)監(jiān)測的工作效率。智能電能表的功能主要可以概括為以下幾個方面。（1）計量和保存用戶近12 個月以來的用電量數(shù)據(jù)，并與監(jiān)管部門的數(shù)據(jù)庫相連接，為有關(guān)部門提供數(shù)據(jù)。（2）對用戶電費進行監(jiān)測和提醒，一旦用戶的電費余額不足時，智能電能表系統(tǒng)就會提醒用戶充值電費。如果用戶沒有在規(guī)定的期限內(nèi)進行充值，智能電表就會對用戶發(fā)出警告，并將其并入監(jiān)測名單進行重點監(jiān)測。（3）對用戶的數(shù)據(jù)進行檢測來保障用戶的安全，凍結(jié)電量，保障用電安全，整點凍結(jié)[4]。

4.4 無線數(shù)據(jù)傳送模塊

無線數(shù)據(jù)傳送與維護是維護大數(shù)據(jù)系統(tǒng)防竊電功能的關(guān)鍵，也是按時傳送與準確執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送指令的重要內(nèi)容。通過對數(shù)據(jù)的動態(tài)監(jiān)控，實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)與指令的傳送，借助可執(zhí)行的基站對數(shù)據(jù)進行進一步的維護。通過無線電來傳送指令，外置增高天線來保障指令的順利運行，確保用電信息的高速、有效的。無限數(shù)據(jù)傳送模塊為我國的大數(shù)據(jù)傳送基站提供了強有力的技術(shù)支撐，提高了信息傳遞的效率，并且為防竊電處理系統(tǒng)提供了強有力的技術(shù)保障。

5 大數(shù)據(jù)技術(shù)在反竊電中的應(yīng)用

5.1 計算數(shù)據(jù)

基于大數(shù)據(jù)的用電信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)計算是通過兩種方式完成，一種方式為實時計算，另一種為離線計算。實時計算主要是以Storm 流為計算框架，離線計算則是以Hadoop 為計算框架。傳統(tǒng)用電信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)計算方式如下：首先將所收集的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫程序中，在需要時再進行搜索。雖然這種處理方式較為有效，但是其處理結(jié)構(gòu)較緊密，在處理過程中極浪費時間[5]。應(yīng)用了大數(shù)據(jù)技術(shù)的用電信息采集系統(tǒng)則采用的流計算方式，在接收數(shù)據(jù)的同時就完成了數(shù)據(jù)分析和處理，真正地做到了實時計算。Hadoop是一個更易運行和開發(fā)的大規(guī)模數(shù)據(jù)處理平臺，具有運行率高、成本低、擴容性強、性能穩(wěn)定、可靠性高等優(yōu)點。這不僅是對信息技術(shù)的優(yōu)質(zhì)應(yīng)用，也是對技術(shù)手段的創(chuàng)新以及在技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮有效措施的基本方式，通過對計算數(shù)據(jù)的靈活應(yīng)用，使得大數(shù)據(jù)技術(shù)不斷創(chuàng)新，為反竊電技術(shù)的發(fā)展提供了更多的方向與可能性。

5.2 深度挖掘數(shù)據(jù)

用電信息采集系統(tǒng)所接收和處理的數(shù)據(jù)量龐大，如南京用電信息采集系統(tǒng)每年接收數(shù)據(jù)量5 TB。通過高效數(shù)據(jù)處理維護，運用電預測與反預測的技術(shù)手段加強技術(shù)應(yīng)用，強化反竊電處理。用戶數(shù)據(jù)價值需不斷挖掘、研究，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)挖掘數(shù)據(jù)間的深度聯(lián)系，對其進一步應(yīng)用，創(chuàng)造更多社會和經(jīng)濟價值。因此應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)是進行反竊電研究和用戶使用調(diào)查的重要手段。

6 大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于反竊電技術(shù)的現(xiàn)實案例

當前大數(shù)據(jù)技術(shù)在反竊電領(lǐng)域的運用十分廣泛，并且取得了較好使用效果。文章選擇某個擁有較大線損率線路實施大數(shù)據(jù)模式。這一線路擁有60 個用戶，分別標記為B1～B60。

首先根據(jù)用戶用電量大小對用戶進行分類，其中10 戶是高負荷用戶，40 戶為重負荷用戶，10 戶為低負荷用戶。計算評價值流程為輸入數(shù)據(jù)、計算均值、數(shù)據(jù)分類、均一化處理、評價函數(shù)值計算、結(jié)果輸出[6]。

通過分析可知，用戶評價值越高會產(chǎn)生越大竊電可能，可單獨列出嫌疑用戶。嫌疑用戶確定后為有效縮小目標范圍，提升準確性，應(yīng)逐一排查其月度用電指標，具體對非常住戶、電表計量問題、客觀條件變化等情況進行排除。橫向比較嫌疑用戶，即比較臨近月用電量數(shù)。通過進一步排查后就可確定多名用戶嫌疑，聯(lián)系生產(chǎn)技術(shù)部門對配電線路進行分析與探究，對該地區(qū)用戶進一步規(guī)范與調(diào)查，實現(xiàn)反竊電全面監(jiān)控[7-8]。

7 結(jié)束語

綜上所述，我國的反竊電事業(yè)是關(guān)乎人民和國家財產(chǎn)安全的重要內(nèi)容，是有關(guān)部門的工作重點。隨著近年來高新技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得對反竊電技術(shù)進入新發(fā)展階段。只有結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)才能夠更加高效地提升反竊電系統(tǒng)的運行效率，并且在此基礎(chǔ)之上維護技術(shù)安全和用戶的隱私，不斷為我國的反竊電事業(yè)貢獻力量。加強反竊電的重視，為人們提供更加公平公正的社會環(huán)境，創(chuàng)造更加幸福的生活環(huán)境，保障人民的生命財產(chǎn)安全。不斷突破技術(shù)發(fā)展的瓶頸，為未來的技術(shù)發(fā)展與技術(shù)結(jié)合提供更加多元化的選擇。