反竊電智能監控研究

石多梅 許多紅 張 蓓 張兵兵 胡 鑫

（甘肅同興智能科技發展有限責任公司，甘肅 武威 730050）

電力企業日常運營過程中始終存在竊電風險，隨著電力系統復雜性提升，傳統使用人力開展反竊電智能監控的方式不僅投入大，而且很難滿足監控要求。因此，建立反竊電智能監控系統成為開展反竊電智能監控工作的重要方法。為此，電力企業需要對監控系統的建立加強研究，探索更符合自身需求的反竊電智能監控系統。

1 電力企業反竊電智能監控系統應用背景

由于電力系統的復雜性提升，以及社會用電要求增加，電力企業進行反竊電智能監控的難度和壓力都在增加。為了確保反竊電智能監控效果，電力企業需要加強反竊電智能監控系統的建設，構建更加自動化的反竊電智能監控方式，滿足現階段的反竊電智能監控需求。目前，電力企業在反竊電智能監控系統的建設中，普遍存在信息比較零散、需要人工重新組合計算等問題，導致反竊電智能監控系統的使用比較困難，難以取得期望的效果；由于系統開發程度比較低，因此很難對各項業務都提供有效的支持，所以存在深度管理效果比較薄弱的問題。在實際工作中，系統還普遍存在交互性體驗弱的情況，例如可視化信息控制界面不足、監控信息不全面等，導致電力企業在使用系統后并不能得到全面的數據，難以實現對電力系統的宏觀、整體掌控。

在網絡技術、云技術、計算機技術快速發展的背景下，電力企業借助先進技術構建更為穩健的反竊電智能監控系統已經有比較大的可能?？梢栽谠贫私⑼卣剐暂^強的系統，解決管理口徑不統一的問題，充分利用IT技術進行深度管理，而且也能更有效地完成各方面數據的匯總，方便公司從總體上進行宏觀決策和掌控。在交互技術水平提升的今天，計算機的數據可視化能力相比過去更強，各種可視化圖形界面都能滿足電力企業的要求，有利于企業使用服務器、網絡設備等硬件資源，提供滿足電腦、移動端擴展需求的管理系統，提升反竊電智能監控工作效率。無線遠程防竊電抄表監控系統每個計量點安裝具備防竊電報警功能的電表監控儀，實時監視用戶的運行參數，如電壓、電流（包括零序）、有功功率及電量、無功功率及電量、功率因素、相位、相序等。并通過RS-485獲取計費電能表的電能量數據（有功電能的峰、平、谷、逆總電量，電能需量，無功電能的總量），通過內置的GPRS或CDMA 1x通信模塊，將該計量點的運行數據（包括凍結電量），每小時一次，自動通過GPRS或CDMA 1x網絡向供電局服務器傳送。對于可疑計量點用電監察人員可以發出指令進行每1 min或5 min采集一次的實時監測，監測數據包括實時電流、電壓、功率、電量等。對于計量表計的異常信息，如計量裝置或柜門開啟、電壓缺相或逆相序等，能自動發送信息，供用電監察人員分析，判斷是由檢修或竊電行為所致。

2 反竊電智能監控系統功能分析

2.1 視頻監控管理功能

視頻監控功能是反竊電智能監控系統的核心功能之一，能減輕工作人員壓力，并保持對電力系統運行狀態的監控。由人員保持巡邏監控并不現實，必須使用科技手段進行變電站的監控工作，發現工作中的問題后可以馬上做出反應并解決。視頻監控系統在電力企業內部有非常廣泛的應用范圍，必須保證可以維持穩定的監控功能，一旦監控系統出現問題導致工作人員不能正常操作，將會嚴重影響監控工作。視頻監控管理包括實時監控管理、定時監控管理、監控范圍管理、監控視頻管理、監控屏設置管理。實時監控管理是24h連續性管理方式，所有的視頻監控內容都要同步到系統的數據庫中，方便人員查閱，并且自動識別視頻中的異常情況，及時提供警告。視頻監控管理功能運行系統如圖1所示。

圖1 視頻監控管理功能運行系統

2.2 監控設備管理

監控設備管理包括對設備基礎信息的管理、所有設備的使用狀況管理、維修信息管理、設備綜合信息分析。通過該功能，電力企業的管理人員和維修人員可以知曉設備的運行狀況，通過查閱設備維修的歷史信息，能夠對設備功能和質量進行評估，分析設備的使用情況，制定設備的使用計劃。

2.3 監控警告功能

反竊電智能監控系統在監控過程中如果發現設備運行存在比較嚴重的問題，需要自動發出警告信息，并根據系統的安全問題自動進行一系列調節工作，避免事故出現。通過該方法可以為電力企業提供更多的預警信息，方便工作人員在獲得信息后馬上開展工作，根據警告中的故障部位、等級、狀況制定解決方案，及時解決問題。相關人員也可以查閱警告日志，了解過去系統的運行情況，并進行相關操作。

3 系統非功能性要求

3.1 經濟可行性

對于企業而言，系統使用的經濟效益決定系統是否會被投入使用，電力企業所建立的管理監控系統應該能降低系統的管理資金投入，或者能提升電力系統運行效率，通過快速排除故障，減少運行中的損失。很多電力企業都會投入大量資金進行電力維護，在系統運行后，應保證系統能減少人力資源的投入，降低人工成本，也能減少電力系統運行的隱患。單純采取視頻監控或者監控數據都不能實現綜合效益，所以系統應該融合不同的功能，滿足電力綜合監控的要求。另一方面，對于不能投入過多資源的電力企業，系統建立過程中也要避免盲目使用價格昂貴的新技術和擴大系統規模，滿足真實的使用需要。

3.2 技術可行性

電力系統的監控管理是一項比較復雜的工作，需要正確選擇技術，并在投入運營后依然對系統提供足夠的技術支持，才能保證系統穩定運行。隨著圖像識別技術的快速發展，視頻技術的使用已經不是問題，該技術在電力領域也能獲得比較好的使用。對于電力企業而言，其他相關技術選擇時應該優先考慮技術的安全性、穩定性和功能性，以及結合系統開發時間選擇易于開發的技術。目前，常用Java語言進行開發，可以快速實現系統的功能，也能滿足對系統在穩定性、安全性等方面的需求。

3.3 系統運行環境可行性

系統需要穩定的運行環境才能投入使用，以及滿足相關穩定性要求，所以需要進行綜合性的設計，除了正確使用軟件技術，也要做好對硬件環境的構建，滿足系統穩定運行、功能齊全的需要。比如，需要保證系統的處理器具有足夠的運算能力，硬盤空間可滿足長時間使用需求，內存空間能滿足同時處理大量數據的需要。一般需要利用圖形、表格等方式分析對系統的實際需求，然后對不同模塊進行UML建模，明確系統的內部結構。另外，可以參考其他理論研究結果和實踐經驗，通過整合一些先進案例，確定系統的運行環境。

4 系統總體設計

4.1 系統該設計原則

4.1.1 保證系統的可靠性

電力系統的反竊電智能監控管理系統應用時，系統必須具備足夠的可靠性，能長時間維持正常、穩定的工作狀態。比如，能夠對變電站所有的故障進行監控并記錄，保證電力工作的正常進行。針對系統對數據的處理需求，確定系統所使用的軟硬件規格，避免數據處理負荷過高導致系統難以正常運行，保證快速發現隱患并發出警報，及時進行故障的搶修工作。

4.1.2 系統設計的實用性

實用性在于系統實現后的功能可以滿足電力企業的監控需求，避免系統中存在過多無用功能，或者有些重要的功能使用過于煩瑣影響系統的使用效率。因此，在系統設計時必須從電力企業監控的整體使用需求角度考慮，而不是單純專注于對某一項功能的設計。甚至在組織功能時，也要根據實際使用情況進行，使UX設計能滿足用戶的實際操作習慣，方便用戶快速上手，并高效完成各項管理工作。

4.1.3 系統的開放性和擴展性

電力企業的監控需求會隨著技術變動變化，需要監控系統做出功能上的改變，同時系統也需要針對模塊不斷升級，提升系統的性能，因此在系統設計時必須考慮開放性和拓展性的需求。在設計過程中，可以使用更開放的技術，提供足夠的系統接口，滿足和不同系統之間聯動、更新軟件的要求。在設計之初，也需要考慮功能變更的需要，所以必須使用低耦合的設計方式，確保系統具備足夠的擴展潛力，滿足未來功能完善的需求。

4.2 系統技術架構設計

4.2.1 統一的數據庫

為了能高效完成數據的管理，迅速切換各類監控功能，并降低系統日常的運營維護成本，監控系統的不同功能模塊都要使用統一的數據庫。針對電力系統的運行數據、管理業務數據、竊電風險評估數據等數據，需要建立統一的數據規范，規定數據的實時指標和歷史指標，方便未來開展管理工作。

4.2.2 數據挖掘技術

實現統一信息庫之后，數據具有更高的應用效率，為方便監控，可以使用數據挖掘技術獲取系統的數據，以及完成對系統運行狀態的評估。通過建立智能化的全景監控系統，根據電力設備的配置、性能、運行數據分析系統的運行狀態，實時提供警告信息，所有的信息解析、數據泛化都采用統一的格式在數據庫中儲存，系統平臺可以通過網絡服務接口將配置發送到系統平臺。

4.3 系統各項功能設計

4.3.1 視頻功能設計

視頻功能設計的目標在于可以提供視頻信息方便工作人員隨時利用視頻信息獲取和查詢電力設備的工作狀況，除了前文提到的各類功能，視頻監控系統也要具有監控設置功能和設備管理功能，方便對變電相關區域和監控信息和視頻進行管理，利用設置功能滿足電力企業的定制化需求，提升監控條理的清晰度。視頻監控管理功能中，需要用戶先點擊屏幕中的按鈕觸發，然后進入視頻監控管理頁面，對不同的位置選擇操作方式和監控方式，或者根據需要自行定制監控方式和監控標準。在處理這些監控方式時，要向數據庫發送請求，數據庫接收到數據之后會操作系統數據，然后將操作結果返回到視頻監控管理界面。

4.3.2 監控設備管理

監控設備管理系統可以滿足工作人員管理監控設備的要求，根據自身實際需要定制設備的工作方式和檢查監控設備的工作狀態。為此，系統應設計專門的主界面、設備管理頁面方便管理，管理人員可以根據監控設備的類型開展管理工作，系統會將各種操作存入數據庫。用戶需要通過登錄的方法進入到系統的主界面，系統用戶對可以驗證用戶的錄入信息，確定人員信息無誤之后才可以進入系統。然后通過菜單選取進入到設備的管理頁面，工作人員根據設備的類別選擇將要進行管理的設備，查閱設備的工作狀態、設備工作日志、設備維修日志。在智能技術快速發展的背景下，可以引進智能技術，自動識別和判斷監控設備的運行狀況和故障，提供設備的調整方法。

4.3.3 監控警告設計

在監控警告功能中，警告可以提供設備信息、設備參數，企業可以根據需要制定警告標準、設置警告功能和警告類別。獲得警告后，可以查閱警告信息。警告功能的運行邏輯、用戶進入頁面的登錄方式和其他方式基本一致，在用戶進入界面后，可以獲得符合自身權限、職位的警告信息，以及根據用戶權限允許進行警告功能設定。所有的警告信息、用戶操作信息都會同步到數據庫中。在系統的底層邏輯運行過程中，系統會根據用戶提交的監控操作請求調用方法，然后在方法調用過程中進行數據交互，并將交互后的結果返回可視化界面。

4.3.4 統計報表設計

統計報表系統能夠統計設備的運行狀況、監控設備的運行狀況、設備運行日志、警告信息匯總，用戶可以查看不同類型的統計信息。用戶使用統計報表功能時，先登錄主系統頁面，選擇統計報表頁面，然后選擇統計報表種類，完成上述操作后會從數據庫調用統計報表，向用戶界面返回信息，

5 結語

電力企業的監控系統建設需要充分應用信息技術，構建可以完成視頻監控、設備運行狀態監控等功能的全景監控系統，通過云端在網上完成部署，滿足PC端、移動端的使用功能，保證系統的穩定性。系統需要融合智能化功能，可以自動完成設備運行狀態分析，向工作人員提供警告，分析系統運行風險，保證電力企業可以迅速采取行動，確保電力系統的穩定性。