史琳， 劉豐威

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司， 廣東， 廣州 510000)

0 引言

近年來,由于我國(guó)城市化進(jìn)程的逐漸推進(jìn)，人們對(duì)用電量的需求也不斷增加，電力企業(yè)應(yīng)加快城市配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。電力營(yíng)銷稽查管理對(duì)電力營(yíng)銷的關(guān)鍵指標(biāo)和工作質(zhì)量集中監(jiān)控，快速明確電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)場(chǎng)景中存在的異?，F(xiàn)象，減少營(yíng)銷事故的發(fā)生[1]。當(dāng)前的電力營(yíng)銷系統(tǒng)中監(jiān)管力度不大，企業(yè)缺乏對(duì)終端用戶數(shù)據(jù)的分析和研究，存在電力營(yíng)銷工作效率不高的問題[2]。

針對(duì)上述存在的問題，文獻(xiàn)[3]構(gòu)建電力營(yíng)銷稽查管理和評(píng)價(jià)體系，利用層次分析法對(duì)影響電力營(yíng)銷稽查的各種因素進(jìn)行分析，對(duì)電力營(yíng)銷進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。但管理體系的細(xì)化程度不夠，具體指標(biāo)和子指標(biāo)有待進(jìn)一步完善，評(píng)價(jià)體系不夠精確。文獻(xiàn)[4]應(yīng)用電力營(yíng)銷稽查監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)場(chǎng)景，深度分析問題的根源，相關(guān)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行排查并解決問題。但系統(tǒng)僅停留在人員配置和數(shù)據(jù)監(jiān)控方面，沒有將系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)融合，對(duì)電力營(yíng)銷稽查的判斷不夠智能和精準(zhǔn)。

針對(duì)上述研究中存在的不足，本研究構(gòu)建了多元系統(tǒng)一體的電力營(yíng)銷稽查智能管理系統(tǒng)，聯(lián)合營(yíng)銷自動(dòng)化系統(tǒng)、電能采集系統(tǒng)和費(fèi)控管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的更新和共享，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，確定電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)中的異常情況，進(jìn)行稽查處理，完善了稽查管理系統(tǒng)。

1 電力營(yíng)銷稽查的信息化智能管理系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

電力營(yíng)銷稽查的信息化智能管理系統(tǒng)充分考慮了系統(tǒng)的電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)功能，改善了電力營(yíng)銷稽查業(yè)務(wù)的缺陷。在業(yè)務(wù)層面上加入了系統(tǒng)業(yè)務(wù)展示功能，能夠清晰地了解到電力營(yíng)銷的總體情況，擴(kuò)展了電力營(yíng)銷稽查主體，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控電力營(yíng)銷的全部業(yè)務(wù)功能?；闃I(yè)務(wù)管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)派發(fā)多個(gè)業(yè)務(wù)，長(zhǎng)期沒有發(fā)生業(yè)務(wù)問題的用戶加入白名單管理，避免系統(tǒng)重復(fù)篩選，提高了系統(tǒng)的工作效率[5]。圖1為系統(tǒng)模型框架圖。

圖1 系統(tǒng)模型框架圖

本研究系統(tǒng)對(duì)營(yíng)銷關(guān)鍵指標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在電力營(yíng)銷全過程實(shí)時(shí)防范電力營(yíng)銷風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)，提高電力營(yíng)銷稽查效率。電力營(yíng)銷稽查控制中心與各級(jí)營(yíng)銷業(yè)務(wù)部門之間業(yè)務(wù)互聯(lián)，通過互聯(lián)網(wǎng)獲取到下級(jí)電力公司營(yíng)銷業(yè)務(wù)過程，在線監(jiān)測(cè)電力業(yè)務(wù)關(guān)鍵指標(biāo)的數(shù)據(jù)?；楸O(jiān)控中心對(duì)監(jiān)控到的異常電力業(yè)務(wù)和異常數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行處理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并定位具體環(huán)節(jié)，給出處理建議并對(duì)處理問題過程進(jìn)行跟蹤，下級(jí)電力公司對(duì)發(fā)現(xiàn)的異常情況進(jìn)行核實(shí)整改[6]。電力營(yíng)銷稽查系統(tǒng)將網(wǎng)省公司、地市公司和縣級(jí)公司之間互聯(lián)，形成三級(jí)電力營(yíng)銷稽查監(jiān)控體系，對(duì)整個(gè)營(yíng)銷業(yè)務(wù)進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)發(fā)現(xiàn)的異常情況發(fā)起稽查任務(wù)，稽查工作人員進(jìn)行處理并反饋，形成閉環(huán)管理[7]。表1為電力營(yíng)銷稽查業(yè)務(wù)監(jiān)控主題。

表1 電力營(yíng)銷稽查業(yè)務(wù)監(jiān)控主題

稽查管理基于現(xiàn)有的稽查主題，制定稽查任務(wù)，將任務(wù)派發(fā)到下層系統(tǒng)中，工作人員對(duì)業(yè)務(wù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)處理，提交審核結(jié)果，審核通過后稽查任務(wù)歸檔。系統(tǒng)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析能力，能夠幫助稽查人員更準(zhǔn)確地找到問題點(diǎn)，更精準(zhǔn)完成稽查工作，形成高效科學(xué)的工作模式[8]。

1.2 數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊

稽查任務(wù)的進(jìn)行必須依靠穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊，電力企業(yè)整合系統(tǒng)內(nèi)部所有的電力數(shù)據(jù)資源，對(duì)電力營(yíng)銷中各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行梳理，采集可用信息到數(shù)據(jù)系統(tǒng)中。表2為數(shù)據(jù)監(jiān)控主題分類。

表2 電力營(yíng)銷稽查業(yè)務(wù)監(jiān)控主題

數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊對(duì)業(yè)務(wù)場(chǎng)景的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，設(shè)置閾值和營(yíng)銷業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集的頻度和監(jiān)控例日。監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)置的規(guī)定時(shí)間內(nèi)從電力營(yíng)銷系統(tǒng)中采集營(yíng)銷的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，達(dá)到數(shù)據(jù)監(jiān)控的目的[9]。對(duì)發(fā)現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠快速進(jìn)行監(jiān)控和控制，深度分析異常數(shù)據(jù)的問題所在，提出解決方案。圖2為電能表數(shù)據(jù)采集模塊中采集芯片的引腳連接情況。

圖2 電能表數(shù)據(jù)采集模塊引腳圖

電能數(shù)據(jù)采集模塊的輸入電壓為85 VAC～285 VAC，工作頻率為交流47～440 Hz，工作電壓為5 VDC，輸入功率為10 Wx1。數(shù)據(jù)采集模塊中集成2個(gè)高精度ADC，電能頻率轉(zhuǎn)換器和一個(gè)SPI串行接口的電能測(cè)量芯片。電能采集模塊能夠精確地測(cè)量出瞬時(shí)電壓，瞬時(shí)電流和計(jì)算電流的有效值、電壓的有效值和電器功率，通常安裝在單相或雙線電表中。

電流信號(hào)通過IIN+、IIN-、VIN+、VIN-接口輸送到采集芯片，采集信號(hào)被放大器放大，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，再通過高通濾波器消除信號(hào)中的直流分量。采集模塊記錄到瞬時(shí)電流、瞬時(shí)電壓，根據(jù)設(shè)置的采集頻率可以計(jì)算出電能的有效值，并將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在相對(duì)應(yīng)的寄存器中[10]。

數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊與其他電力業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間進(jìn)行互聯(lián)，連接的有電力營(yíng)銷自動(dòng)化系統(tǒng)和電能信息采集系統(tǒng)。電力公司能夠根據(jù)各用戶用電量數(shù)據(jù)對(duì)用戶提供個(gè)性化供電，有利于稽查工作進(jìn)行的同時(shí)提高了電力資源的利用率。數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊與各多元系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)如圖3所示。

圖3 多元系統(tǒng)關(guān)系圖

電力營(yíng)銷信息采集包括高低壓現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)建模、建立審查和驗(yàn)收等環(huán)節(jié)，針對(duì)環(huán)節(jié)中容易發(fā)生問題的部分和容易出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的場(chǎng)景，進(jìn)行重點(diǎn)控制，嚴(yán)格規(guī)范采集生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，完善信息采集流程，保證數(shù)據(jù)的精度和真實(shí)性。

1.3 信息化智能管理模塊

將信息化智能管理模塊直接部署到電力營(yíng)銷稽查系統(tǒng)中，利用軟件、硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源連接各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器，遠(yuǎn)程監(jiān)控進(jìn)行取證，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備業(yè)務(wù)活動(dòng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)復(fù)雜的顯示信息進(jìn)行智能化管理。信息管理模塊的硬件結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 硬件結(jié)構(gòu)圖

信息化智能管理模塊在功能上可分為電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)稽查展示、在線控制、稽查風(fēng)險(xiǎn)管控3個(gè)方面。信息管理模塊設(shè)置為4個(gè)部分：電力營(yíng)銷指標(biāo)、營(yíng)銷工作質(zhì)量、數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控和電力營(yíng)銷稽查主題。軟件分析系統(tǒng)對(duì)這4種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。

系統(tǒng)對(duì)基本數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析后，將發(fā)展趨勢(shì)和異常數(shù)據(jù)以圖形的形式展示出來，分析發(fā)展規(guī)律和完整性趨勢(shì)，為提高電力營(yíng)銷質(zhì)量提高依據(jù)。系統(tǒng)軟件架構(gòu)如圖5所示。

圖5 軟件架構(gòu)圖

信息化智能管理系統(tǒng)分為3層：應(yīng)用層、運(yùn)算層和硬件層。底層由PC SERVER虛擬多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，運(yùn)算層存儲(chǔ)和調(diào)用數(shù)據(jù)，對(duì)電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理和分析，能夠使用標(biāo)準(zhǔn)SQL查詢、交互分析、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理圖計(jì)算等技術(shù)。應(yīng)用層作為數(shù)據(jù)處理結(jié)果的展示層，具有報(bào)表、圖像展示分析等功能。

由于電業(yè)營(yíng)銷業(yè)務(wù)場(chǎng)景廣泛，采集到的電力營(yíng)銷數(shù)據(jù)量過大，運(yùn)算層中應(yīng)用快速密度峰值聚類算法檢測(cè)電力異常數(shù)據(jù)，不考慮數(shù)據(jù)的局部特點(diǎn)和局部密度與距離。基于局部異常因子，給定點(diǎn)p，dk(p)是電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)點(diǎn)到其k近鄰數(shù)點(diǎn)o的距離，表示為

dk(p)=d(p,o)

(1)

其中，電力數(shù)據(jù)集合中不包括p在內(nèi)的點(diǎn)o′∈C(χ≠P),d(p,o′)≤d(p,o)，電力數(shù)據(jù)集合中最多有不包括p在內(nèi)的k-1個(gè)點(diǎn)o′∈C(χ≠P),d(p,o′)≤d(p,o)。Nk(p)是電力異常數(shù)據(jù)p的第k距離所有電力數(shù)據(jù)，第k鄰域點(diǎn)的個(gè)數(shù)：

|Nk(p)|≥k

(2)

可達(dá)距離是點(diǎn)o到點(diǎn)p的第k可達(dá)距離，表示為

ck(p,o)=max{dk(p),d(p,o)}

(3)

點(diǎn)p的局部可達(dá)密度可表示為

(4)

其中，Nk(p)為電力異常數(shù)據(jù)鄰域中的所有數(shù)據(jù)。

ck(p,o)為可達(dá)距離。異常數(shù)據(jù)點(diǎn)p的局部離群因子表示為

(5)

異常數(shù)據(jù)的局部離群因子表示異常數(shù)據(jù)點(diǎn)p的鄰域局部可達(dá)密度與電力數(shù)據(jù)的可達(dá)密度之比的平均數(shù)，如果LOFk(p)接近1時(shí)，說明異常數(shù)據(jù)與鄰域的密度相差較小，異常數(shù)據(jù)點(diǎn)p與鄰域?qū)儆谕粋€(gè)類簇；如果LOFk(p)大于1，說明異常數(shù)據(jù)點(diǎn)p的密度小于鄰域，鄰域中可能存在其他異常數(shù)據(jù)。

2 應(yīng)用測(cè)試

為驗(yàn)證本研究電力營(yíng)銷稽查的信息化智能管理系統(tǒng)的性能，分別使用文獻(xiàn)[3]系統(tǒng)、文獻(xiàn)[4]系統(tǒng)和本研究系統(tǒng)對(duì)電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)中出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，對(duì)比3種系統(tǒng)使用的時(shí)間和效率。表3為本研究系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境。

表3 運(yùn)行環(huán)境

本研究系統(tǒng)全面監(jiān)控電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，自動(dòng)篩選出各類業(yè)務(wù)中存在的異常數(shù)據(jù)，不再依靠稽查人員查詢繁瑣的數(shù)據(jù)，能夠更加精準(zhǔn)的開展稽查工作。表4為電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)中的異常數(shù)據(jù)。

表4 電力營(yíng)銷的異常數(shù)據(jù)

使用3種系統(tǒng)對(duì)電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)中異常數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，稽查人員到達(dá)電力設(shè)備情況現(xiàn)場(chǎng)，解決異常情況所使用的時(shí)間如圖6所示。

圖6 處理異常數(shù)據(jù)使用的時(shí)間

文獻(xiàn)[3]系統(tǒng)和文獻(xiàn)[4]系統(tǒng)處理異常數(shù)據(jù)所使用的時(shí)間普遍低于本研究的時(shí)間，主要原因是發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時(shí)沒有快速確定電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)中的環(huán)節(jié)，查詢數(shù)據(jù)所花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。在稽查工作過程中，查詢信息效率較低，在紙質(zhì)清單上查找數(shù)據(jù)，在電力設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢查表計(jì)接線，用戶信息采集系統(tǒng)查詢速度較慢。

表5為電力營(yíng)銷稽查工作取得的成效。

表5 電力營(yíng)銷稽查工作取得的成效

通過電力營(yíng)銷稽查系統(tǒng)的應(yīng)用，發(fā)起稽查任務(wù)達(dá)到1 456起，發(fā)現(xiàn)高價(jià)低接、竊電事故266起，追回電力324.96萬瓦，挽回經(jīng)濟(jì)760多萬。電力營(yíng)銷稽查系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，采取快速、可靠的應(yīng)對(duì)措施，達(dá)到科學(xué)合理的資源配置，提高了資源利用率，同時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)更多違法用電的事故，降低了電力企業(yè)的損失。

3 總結(jié)

本研究對(duì)電力營(yíng)銷稽查工作中存在的缺陷做出分析，結(jié)合稽查主題設(shè)計(jì)出電力營(yíng)銷稽查的信息化智能管理系統(tǒng)，介紹了營(yíng)銷稽查數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊，分析了電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)采集流程。在保證稽查工作實(shí)時(shí)性的基礎(chǔ)上優(yōu)化了數(shù)據(jù)監(jiān)控和管理模塊，整合了數(shù)據(jù)服務(wù)器資源。

本文研究還存在一些不足之處有待改進(jìn)，本研究?jī)H分析了系統(tǒng)功能模塊和系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，在電力營(yíng)銷業(yè)務(wù)中應(yīng)用信息未能深度分析數(shù)據(jù)資源，尚未完成綜合分析工作，有待進(jìn)一步整合電力營(yíng)銷資源。