摘  要： 傳統(tǒng)反竊電技術(shù)的反竊電管理效率不高,。GIS具有高效管理海量空間數(shù)據(jù)的能力，與電力系統(tǒng)結(jié)合形成的電力地理信息系統(tǒng),，大大提高了電力設(shè)施的生產(chǎn)效率,、管理質(zhì)量和科學(xué)決策水平。將GIS運(yùn)用到反竊電領(lǐng)域,，將電力設(shè)備標(biāo)示在地理底圖上,，結(jié)合傳統(tǒng)反竊電技術(shù)在硬件上各類傳感器的使用，實(shí)現(xiàn)對電力設(shè)備的動態(tài)監(jiān)測和高效管理,，提升反竊電技術(shù)的管理效率,，減少電力企業(yè)由竊電帶來的損失。
關(guān)鍵詞： GIS,；竊電,；反竊電；動態(tài)監(jiān)測,；信息管理

    電力工業(yè)為工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)其他部門提供基本動力,，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行部門，是國民經(jīng)濟(jì)的第一基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),，也是世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略中的優(yōu)先發(fā)展重點(diǎn),。在電力系統(tǒng)中，竊電問題長期以來一直困擾著供電部門,。竊電現(xiàn)象不僅損害了電力公司的利益,，導(dǎo)致大量國有資產(chǎn)流失，而且嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的安全運(yùn)行,。電力部門根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn),，針對不同的竊電手段形成了一套自己的防范措施，但大都是硬件上的措施,，沒有很好的軟件系統(tǒng)的支持,，管理效率較低,；同時由于竊電手段層出不窮,，給反竊電工作帶來很大難度,。地理信息管理系統(tǒng)GIS(Geographical Information System)是由計算機(jī)硬件、軟件及不同的方法組成的系統(tǒng),，用來支持空間數(shù)據(jù)的采集,、管理、處理,、分析,、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題[1],。近年來,，GIS蓬勃發(fā)展，在各行各業(yè)都得到了很好的應(yīng)用,。在電力行業(yè),，GIS也已經(jīng)形成一套完整的解決方案，得到了廣泛的應(yīng)用,。本文對智能電網(wǎng)中反竊電技術(shù)進(jìn)行研究,，在傳統(tǒng)的反竊電技術(shù)的基礎(chǔ)上將GIS引入到反竊電領(lǐng)域，旨在提升反竊電技術(shù)中數(shù)據(jù)管理的效率問題,，更好地為電力企業(yè)服務(wù),，避免竊電帶來的損失。
1 竊電與反竊電
1.1 竊電現(xiàn)象及其危害
    電能是國家的重要能源,，屬于國家財產(chǎn),。竊電是為偷越電能計量裝置用電而采取有意措施使電能計量結(jié)果產(chǎn)生偏差的一種不法用電行為。竊電的方式多種多樣,，主要包括以下幾種[2]：改動短路計量裝置的電流線圈,，也稱欠流法竊電；斷開電壓聯(lián)片或在電壓線圈上串聯(lián)分壓電阻,，也稱欠壓法竊電,；調(diào)接零火線竊電；斷零竊電,；繞越計量裝置竊電,。當(dāng)前，竊電方式也已發(fā)展到運(yùn)用現(xiàn)代化高科技的智能型竊電方式,，即引入高科技手段,，利用電能表的物理原理，通過改變電流,、電壓,、相位和安裝接線等4個方面的參數(shù),，從而達(dá)到竊電的目的。這些竊電行為和手段都非常隱蔽,，一般難以發(fā)現(xiàn),。
    竊電對社會危害性極大，損害了供電企業(yè)的合法權(quán)利,，導(dǎo)致國有資產(chǎn)大量流失,。其危害主要表現(xiàn)在：(1)使國家財產(chǎn)蒙受巨大損失。據(jù)統(tǒng)計,，2008,、2009兩年武漢市被竊電量達(dá)3.8 億千瓦時，直接經(jīng)濟(jì)損失2.2 億余元,。(2)竊電行為危害人民群眾人身安全和電網(wǎng)安全,。竊電行為危害巨大，輕則使低壓電氣設(shè)施受損,，造成局部供電中斷,；重則導(dǎo)致技術(shù)性電網(wǎng)事故，如果發(fā)生連鎖反應(yīng),，還可能導(dǎo)致大面積停電的嚴(yán)重后果,。(3)竊電分子踐踏社會道德和誠信原則，破壞了市場經(jīng)濟(jì)的公平競爭原則,，踐踏了公平,、公正和道義[3]。
1.2 傳統(tǒng)反竊電技術(shù)及存在的問題
    在發(fā)達(dá)國家,，電力應(yīng)用較早,，電網(wǎng)建設(shè)也較為完善，但是依然存在著竊電現(xiàn)象,。其減少竊電的方式主要有3種：技術(shù)手段,、管理手段和企業(yè)改制[4-5]。國內(nèi)的供電部門采取的反竊電措施包括兩個方面：一是制度層面上,，通過立法制裁竊電,，宣傳竊電危害，建立健全反竊電管理制度等手段,；另外就是技術(shù)層面上,，包括對現(xiàn)有電能計量裝置存在的容易竊電的缺陷進(jìn)行結(jié)構(gòu)性改造，采用具有反竊電功能的計量裝置,，改造計量回路,，改變計量方式；利用高科技手段,，開發(fā)并充分應(yīng)用負(fù)荷控制系統(tǒng)的電量分析監(jiān)控功能,，實(shí)現(xiàn)對大宗用戶電量的即時遙控和遙測,；在條件成熟的地方試行電力線遠(yuǎn)程集抄方式，使供電企業(yè)在線損分析,、電量遠(yuǎn)方實(shí)時監(jiān)控方面發(fā)揮更佳的效果[6-7],。
    綜合國內(nèi)外反竊電技術(shù)的研究現(xiàn)狀，雖然供電部門根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)和研究,，在反竊電技術(shù)方面取得了一定的進(jìn)展,，但反竊電技術(shù)的管理效率還比較低,。當(dāng)前電力企業(yè)在反竊電技術(shù)上,，大都使用經(jīng)過改進(jìn)的智能電表來防止竊電。智能電表一般具有自動抄表,、自動收費(fèi)等功能,，兼有反竊電的功能，當(dāng)用戶存在竊電嫌疑時,，電表可以利用移動通信網(wǎng)絡(luò)對計量回路的各種故障(如失壓,、欠壓、電流開路和短路,、相序錯誤,、接線錯誤等)直接報警，又能隨時和定時采集用戶用電負(fù)荷情況,，對用戶的用電情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,。但是，由于電力系統(tǒng)每天要產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù),，導(dǎo)致目前的管理系統(tǒng)效率較低,，同時無法準(zhǔn)確地定位表箱的位置，不能及時地處理存在的竊電嫌疑,，使得智能電表的作用大為降低,。
2 基于GIS的反竊電管理系統(tǒng)的設(shè)計思路
    電力系統(tǒng)正向高度信息化、自動化的方向發(fā)展,，電網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大,，使其需要管理龐大的電力設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù),、規(guī)劃數(shù)據(jù)等,。而科學(xué)的決策在某種程度上依賴于決策者所掌握的信息量的大小。GIS作為一個高效管理空間信息的工具,，可以最大限度地將電力系統(tǒng)中的相關(guān)信息集成起來,，從而為電力系統(tǒng)決策人員提供一個多元化的決策依據(jù)[8]。因此,，將GIS應(yīng)用于電力系統(tǒng)是電力企業(yè)信息管理發(fā)展的必然趨勢,。而對于反竊電技術(shù)而言,，通過GIS可以更加高效地管理電力設(shè)施的實(shí)時信息，及時處理各類竊電異常,，從而有效地遏制竊電現(xiàn)象的發(fā)生,。
    反竊電技術(shù)的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)對電力設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),，需要依賴監(jiān)視控制系統(tǒng)SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）,。SCADA系統(tǒng)是以計算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)網(wǎng)。它可以對現(xiàn)場的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制,，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集,、設(shè)備控制、測量,、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項(xiàng)功能[9],。由于竊電的手段主要是在電表箱處做手腳，因此系統(tǒng)在電表及電表箱處安裝了數(shù)個傳感器,，用來實(shí)時監(jiān)控電表的電壓,、電流等各類運(yùn)行參數(shù)以及電表箱的開閉狀態(tài)等。
    本系統(tǒng)是一個實(shí)時運(yùn)行系統(tǒng),，其穩(wěn)定性和可靠性與監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時性密切相關(guān),。如果要在GIS上顯示實(shí)時信息，就必須結(jié)合SCADA系統(tǒng),。在反竊電設(shè)備管理系統(tǒng)中,，為了有效地管理、調(diào)度維護(hù)和搶修,，管理員對地理信息的依賴程度非常大,，把GIS提供的準(zhǔn)確的、最新的設(shè)備信息和空間信息與SCADA系統(tǒng)提供的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)信息有機(jī)地結(jié)合起來,，可以有效地改進(jìn)電力分配緊急情況下的調(diào)度以及日常維護(hù)與搶修任務(wù),。SCADA系統(tǒng)利用收集配電網(wǎng)絡(luò)實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括電壓,、電流,、功率、溫度及開關(guān)狀態(tài)等,，將它們傳遞給GIS,，使GIS具有實(shí)時性。另一方面,，SCADA系統(tǒng)以這些地理圖形為背景與SCADA接收的實(shí)時信息相結(jié)合,，可反映表箱設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀況，管理員可以利用這些信息準(zhǔn)確及時地發(fā)布控制命令,，有效地防止竊電的發(fā)生,。圖1所示為GIS與SCADA系統(tǒng)的集成結(jié)構(gòu)示意圖,。

    系統(tǒng)提供了一種將電力設(shè)施進(jìn)行可視化處理、分析和管理其空間信息和屬性信息以及由傳感器傳回的實(shí)時信息的技術(shù)手段,。表箱以點(diǎn)符號的形式顯示在地理底圖上,，運(yùn)用GIS管理空間數(shù)據(jù)及其屬性數(shù)據(jù)的能力，提供添加,、刪除,、更新等編輯功能，實(shí)現(xiàn)對表箱的高效便捷的管理,；并通過接收傳感器傳回的實(shí)時數(shù)據(jù),，動態(tài)監(jiān)測表箱的實(shí)時狀態(tài)，一旦發(fā)生異常,，系統(tǒng)會及時地處理,，并以不同符號高亮顯示報警級別；系統(tǒng)還通過對歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,，判別可能發(fā)生竊電的單位以及發(fā)生竊電嫌疑的大小。通過以上功能,，系統(tǒng)配合傳感器等硬件設(shè)施,，形成一套有效防治竊電的機(jī)制。
3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
    針對供電局的具體情況,，系統(tǒng)硬件網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用C/S結(jié)構(gòu),，這種結(jié)構(gòu)最重要的特點(diǎn)在于發(fā)揮服務(wù)器容量大、速度快等特點(diǎn),，減少客戶端的工作量,，減少網(wǎng)絡(luò)通信信道上的信息流量。C/S結(jié)構(gòu)實(shí)際上是把客戶端的任務(wù)通過網(wǎng)絡(luò)交給專用服務(wù)器處理,，處理完成后,，通過通信信道把數(shù)據(jù)回傳給用戶。系統(tǒng)采用Microsoft .Net平臺C#語言開發(fā),，數(shù)據(jù)庫選用SQL Server 2000,，GIS平臺選用MapInfo的MapX 5.0。系統(tǒng)主要分為如下4個模塊：
    (1)系統(tǒng)模塊：①登錄設(shè)置,，包括管理員登錄和注銷以及修改密碼的功能,；②監(jiān)控設(shè)置，對數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行實(shí)時更新,，并在地圖上顯示各個電表箱所處的狀態(tài),；③編輯控制，對設(shè)備編輯功能的控制,，包括開始編輯,、結(jié)束編輯,、保存編輯等功能。
    (2)管理模塊：①設(shè)備管理,，對表箱設(shè)備進(jìn)行添加,、刪除、編輯屬性等操作,；②人員管理,，對操作員進(jìn)行添加、刪除,、更新等操作,；③任務(wù)管理，對電力系統(tǒng)日常業(yè)務(wù)的管理,，包括處理異常,、分配人員、任務(wù)對調(diào),、任務(wù)互查等,。
    (3)查詢模塊：根據(jù)用戶給出的查詢條件或操作，查詢和顯示相應(yīng)的信息,。①空間查詢,，包括點(diǎn)選查詢、矩形框選查詢,、多邊形查詢,；②人員查詢，根據(jù)人員姓名,、人員手機(jī),、設(shè)備編號等條件，查詢?nèi)藛T的詳細(xì)信息,；③設(shè)備查詢,，根據(jù)設(shè)備編號、責(zé)任人姓名,、手機(jī),、設(shè)備狀態(tài)、所在區(qū)域等條件,，查詢設(shè)備的詳細(xì)信息,；④組合查詢，通過選擇多個不同的條件進(jìn)行查詢,。
    (4)分析模塊：包括對用戶的電量分析和趨勢分析,。電量統(tǒng)計是對用戶的用電量進(jìn)行統(tǒng)計，最后以表格的形式顯示在地圖下方的屬性表中。趨勢分析是對用戶以月為單位進(jìn)行統(tǒng)計,，分析其一年內(nèi)的用電走勢,，并通過走勢判斷其是否存在竊電的可能性。當(dāng)用戶在某一月份用電量出現(xiàn)大幅下降或較大波動時,，其原因可能有多種,，竊電也是其中之一，管理員可以進(jìn)一步查看其設(shè)備的異常信息情況,，必要時可以對該用戶進(jìn)行突擊檢查,，以確定其是否存在竊電行為。
    此外,，系統(tǒng)提供了地圖操作的工具,，實(shí)現(xiàn)基本的GIS地圖操作功能，方便操作人員瀏覽地圖信息,，主要包括基本的放大,、縮小、平移,、全圖,、鷹眼等功能。圖2為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的界面,。

    電力系統(tǒng)的規(guī)模日益增大,，管理復(fù)雜度也日漸增大，這同時也加大了反竊電工作的難度,。隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，在電力設(shè)施管理系統(tǒng)中引入地理信息系統(tǒng)技術(shù),，建設(shè)以GIS為平臺的電力設(shè)施管理系統(tǒng)已經(jīng)成為電力行業(yè)的一種發(fā)展趨勢,。本文針對傳統(tǒng)反竊電技術(shù)的不足，將GIS引入反竊電領(lǐng)域,，實(shí)現(xiàn)一種基于GIS的電力設(shè)施管理系統(tǒng),。該系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展能進(jìn)一步提高電力設(shè)備的管理水平，利用GIS技術(shù)對空間數(shù)據(jù)管理所具有的優(yōu)勢,，配合各類硬件傳感器的使用,，實(shí)現(xiàn)了對電力設(shè)備的實(shí)時監(jiān)測和高效管理，大大提高了反竊電技術(shù)的管理效率,。
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