[发明专利]基于非侵入式负荷监测的违约用电检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于非侵入式负荷监测的违约用电检测方法，该方法利用违约用电检测系统，所述违约用电检测系统包括：数据获取模块与信息交互模块，可疑用户筛查模块，非典型民用电器筛查模块，违约用电判定指标计算模块，违约用电决策模块及数据信息存储模块；

所述数据获取模块与信息交互模块，利用数据获取功能采集低频负荷用电总量数据，利用非侵入式电力负荷监测技术通过分析低频负荷用电总量数据获取检测范围内每个电器的负荷用电细节数据，包括电器工作状态，用电功率和累计电量；并通过信息交互功能传递给其他模块，同时信息交互功能还负责系统内部与外界进行数据交互，包括监测与分析结果的显示与输出；其中，低频负荷用电总量数据是电力公司源于电能表的计量数据，用于筛查可疑用户，负荷用电细节数据用于判定已经确定的可疑用户是否确实存在违约用电行为；

所述可疑用户筛查模块用于检测低压居民用户中违约用电的可疑用户，通过计算用户的违约用电可疑指数，并与违约用电可疑标准指数比较，来判定用户是否为可疑用户；

所述非典型民用电器筛查模块用于辨识可疑用户家中使用的电器类型，所述的电器类型包括工商业行为指示性电器和非典型民用电器，筛查电器类型中是否存在非典型民用电器，从而直接判定该用户是否使用非典型民用电器实施违约用电行为；

所述违约用电判定指标计算模块用于计算违约用电判定指标；

所述违约用电决策模块用于综合分析违约用电判定指标，确定可疑用户是否真正存在违约用电行为；

所述数据信息存储模块用来存储所述数据获取模块与信息交互模块，可疑用户筛查模块，非典型民用电器筛查模块，违约用电判定指标计算模块，违约用电决策模块的各种数据信息；其特征在于，该违约用电检测方法包括以下步骤：

步骤一、低压单相用户的用户违约可疑指数计算：

根据低压单相用户用电行为异常指标判断被监测用户是否为异常，包括有以下情形：

1)设用户与行业电量比值平均值为W₁，当W₁≥1.4，则该被监测用户为异常；

2)设夏秋冬春用电比例为W₂，当W₂≥1.35，则该被监测用户为异常；

3)设用户与行业十月一日前后三个月的平均电量比值为W₃，当用户与行业十月一日前后三个月的平均电量比值W₃＞1.5，则该被监测用户为异常；

4)设用户与行业五月一日前后三个月的平均电量比值为W₄，当用户与行业五月一日前后三个月的平均电量比值W₄＞1.4，则该被监测用户为异常；

5)设用户与行业电量比值为W₅，当W₅＞1.45，则该被监测用户为异常；

被监测用户的违约用电可疑指数V由式(1)计算得到：

式(1)中，K_m为异常指标W_m的权重，且K_m∈[0.5,2]；

步骤二、可疑用户筛查：

若V＞S₀，则该被监测用户为可疑用户，进入步骤三，否则该被监测用户不存在违约用电行为，转至步骤七；其中，S₀为违约用电可疑标准指数，S₀取值为7；

步骤三、非典型民用电器辨识：

通过分析非侵入式负荷监测技术获取的该可疑用户一周内用电细节数据，对可疑用户的电器类型进行辨识，包括辨识电器类型和运行状态，辨识完毕，进入步骤四；

步骤四、非典型民用电器判定：

筛查该可疑用户中的电器类型是否包括居民用户不用的工商业电器，若存在，则转至步骤八，否则进入步骤五；

步骤五、违约用电判定指标计算：

包括基础负荷判定功率P₀、指示性电器判定运行时长T_j以及判定开停次数N_j，

各项指标的具体计算方法如下：

1)获取基础负荷判定功率P₀；若用户用电总功率在超过5.5小时的时长处于某一功率范围，则将此功率范围的中心功率值作为基础负荷功率，将多个基础负荷功率的最大值称为基础负荷判定功率P₀；若用户用电总功率不存在超过5.5小时的时长处于某一功率范围，则将时长最长的某一功率范围的中心点功率值作为基础负荷判定功率P₀；

2)计算指示性电器判定运行时长T_j；通过非侵入式负荷监测技术获取的可疑用户用电细节数据，然后从用电细节数据中统计并记录各指示性电器的日累计运行时长和日累计开停次数，得到各指示性电器的状态向量和时长向量其中，表示可疑用户在第j天里第k个指示性电器在监测时段i的状态，且0表示指示性电器处于关闭状态，1表示指示性电器处于开启状态，为可疑用户在第j天里第k个指示性电器在监测时段i的持续时长；根据所得的各指示性电器状态向量和时长向量，计算各个指示性电器日累计运行时长：

式(2)中，T_k,j为可疑用户在第j天里，某指示性电器k的运行总时长，k为设备编号；

将各指示性电器日累计运行时长中的最大值作为指示性电器判定运行时长T_j；

3)计算指示性电器判定开停次数N_j；根据所得的各指示性电器状态向量计算其日累计开停次数：

式(3)中，N_k,j为可疑用户在第j天里，某指示性电器k的开关次数；

将各指示性电器日累计开停次数中的最大值作为指示性电器判定开停次数N_j；

步骤六、违约用电决策：

分别将步骤五计算得到的基础负荷判定功率、指示性电器判定运行时长和判定开停次数与其相应阈值进行比较，从而判定可疑用户是否存在违约用电行为，其中，以正常用户基础负荷功率的最大经验值P_max作为基础负荷判定功率的阈值；以正常用户指示性电器日累计运行时长最大经验值N_max作为指示性电器判定运行时长的阈值；以正常用户指示性电器日累计开关次数最大经验值N_max作为指示性电器判定开停次数的阈值；

具体过程如下：

步骤6-1、比较基础负荷判定功率P₀与P_max；若P₀＞P_max，P_max＝800～1200W，则可疑用户存在违约用电行为，转至步骤八，否则进入步骤6-2；

步骤6-2、比较指示性电器判定运行时长T_j与T_max；如果T_j＞T_max，T_max＝8～12小时，则可疑用户存在违约用电行为，转至步骤八，否则进入步骤6-3；

步骤6-3、比较指示性电器判定开停次数N_j与N_max；如果N_j＞N_max，N_max＝7～11，则可疑用户存在违约用电行为，转至步骤八，否则进入步骤七；

步骤七、不存在违约用电行为，排除该可疑用户存在违约用电的嫌疑，至此完成了针对该用户的违约用电检测分析；

步骤八、存在违约用电行为，对该用户用电总量按照商业用户用电收费标准收取电费，至此完成了针对该用户的违约用电检测分析；

步骤九、重复上述步骤一至步骤八，直至完成对指定区域内全部目标用户的违约用电检测分析；

步骤十、针对本次违约用电检测分析产生的违约用电案例，根据基于每个单项指标的异常用户判断结果与本次检测分析结果的吻合程度，在下次检测时，对每个单项指标的权重分值进行调整，并以调整后的权重分值作为接下来的再次进行违约用电检测分析的权重分值；

其中，各单项指标的权重分值的调整规则是：若基于某个单项指标的异常用户判断结果与本次检测分析结果的吻合程度较高，则对应的权重分值调大，若基于某个单项指标的异常用户判断结果与本次检测结果的吻合程度较低，则对应的权重分值调小。

2.根据权利要求1所述基于非侵入式负荷监测的违约用电检测方法，其特征在于，步骤六中，P_max＝1000W，T_max＝10小时，N_max＝9。