技术领域
[0001] 本
发明属于配电网技术领域，特别涉及一种配电网防窃电系统、防窃电控制方法及其系统、计算机设备、计算机可读存储介质。
背景技术
[0002] 随着经济的迅猛发展和科学技术的日新月异,电
力系统的规模日趋庞大,接入网络的用电负荷与日俱增,窃电问题变得越来越突出，窃电方法也越来越繁多。其中，私自搭接电线进行窃电仍然普遍存在，而这种窃电方式是很危险的，经常会导致受伤甚至死亡。除此之外，这种窃电也会造成火灾隐患。最重要的是，配电网中无法预知的负载可能造成
变压器火灾和爆炸，这样不仅仅会造成危险的情况还会造成重大停电事故。
[0003] 传统的防窃电措施通常是定期巡检线路、定期校验电表、用户举报窃电等手段，这些手段效率低、对人的依赖大，目标也不明确。
现有技术中引进
电子式
电能表，其能检测出许多窃电行为，如欠(失)压法窃电、欠(失)流法窃电、移相法窃电等；而且，在相线零线
电流不平衡时，电子式
电能表采用大的一路进行计量；在电流反向时，采用功率绝对值计量；在主
电压移除时，采用固定的电压值代替电压
采样值进行计量；在发现电压电流之间相差很大，功率因数偏小时，采用惩罚性计量，由此来避免窃电所带来的损失。
[0004] 但是，电子式电能表仍然不能有效解决配电网中非法用户私自搭接电线进行窃电的问题，因此，迫切需要一种配电网窃电检测和
预防方法，用于解决配电网中存在的非法勾线窃电问题.
发明内容
[0005] 本发明旨在提出一种配电网防窃电系统、防窃电控制方法及其系统、计算机设备、计算机可读存储介质，以解决配电网中非法用户私自搭接电线进行窃电的问题。
[0006] 第一方面，本发明
实施例提出一种配电网防窃电系统，包括
配电变压器、
升压变压器、
降压变压器、合法负载、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器和双刀双掷继电器；所述升压变压器连接在所述配电变压器的二次侧，所述升压变压器和配电变压器之间设置所述双刀双掷继电器；
[0007] 所述第一继电器第一端连接所述配电变压器的二次侧第一端，第一继电器第二端连接所述合法负载第一端；
[0008] 所述第二继电器第一端连接所述配电变压器的二次侧第二端，第二继电器第二端连接所述合法负载第二端；
[0009] 所述第三继电器第一端连接所述配电变压器的二次侧第二端，另一端连接所述降压变压器的第一端，所述降压变压器的第二端连接所述配电变压器的二次侧第一端；
[0010] 所述第四继电器第一端连接所述合法负载第二端，第四继电器第二端连接所述降压变压器的初级接头；
[0011] 其中，当没有非法负载连接时，第一继电器和第二继电器闭合，第三继电器、第四继电器和双刀双掷继电器断开；当有非法负载连接时，第一继电器和第二继电器、第三继电器、第四继电器和双刀双掷继电器闭合。
[0012] 在一实施例中，所述第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器均为固态继电器。
[0013] 第二方面，本发明实施例提出一种防窃电控制方法，其用于实现对本发明实施例所述配电网防窃电系统的防窃电控制，该方法包括如下步骤：
[0014] 实时监测是否有非法负载连接；
[0015] 当没有非法负载连接时，控制第一继电器和第二继电器闭合，第三继电器、第四继电器和双刀双掷继电器断开；当有非法负载连接时，控制第一继电器和第二继电器、第三继电器、第四继电器和双刀双掷继电器闭合。
[0016] 在一实施例中，所述实时监测是否有非法负载连接包括：
[0017] 获取各分支用户线路
电阻的当前
温度，根据所述各分支用户线路电阻的当前温度分别确定各分支用户的当前线路电阻；
[0018] 根据所述各分支用户的当前线路电阻确定所述各分支用户的线路非技术损耗；
[0019] 判断每一分支用户的线路非技术损耗是否大于0，若一分支用户的线路非技术损耗大于0，则表示该分支用户有非法负载接入。
[0020] 在一实施例中，每一分支用户的当前线路电阻具体如下公式所示：
[0021] ri＝r0(1+k(Ti-T0))
[0022] 其中，ri为第i个分支用户的当前线路电阻，r0和T0分别是分支用户线路初始电阻和初始温度，k是温度系数，Ti为第i个分支用户线路电阻的当前温度。
[0023] 在一实施例中，根据所述各分支用户的当前线路电阻确定所述各分支用户的线路非技术损耗具体如下公式所示：
[0024]
[0025]
[0026]
[0027] 其中，i表示第i个分支用户，tj为j时刻，tj-1为j-1时刻，N是配电网总的分支用户数量，Lj为j时刻分支用户i的线路总技术损耗， 为j时刻分支用户i的线路总技术损耗，LNTL,j为j时刻分支用户i的线路非技术损耗，Δno为无功损耗，Ii(tj)为分支用户i的线路在j时刻的瞬时电流，mi,j为瞬时电流的斜率。
[0028] 第三方面，本发明实施例提出一种防窃电控制系统，其用于实现本发明实施例所述防窃电控制方法，所述系统包括：
[0029] 监测单元，被配置为实时监测是否有非法负载连接；
[0030] 执行单元，被配置为接收所述监测单元的监测
信号，当没有非法负载连接时，控制第一继电器和第二继电器闭合，第三继电器、第四继电器和双刀双掷继电器断开；
[0031] 当有非法负载连接时，控制第一继电器和第二继电器、第三继电器、第四继电器和双刀双掷继电器闭合。
[0032] 在一实施例中，所述监测单元包括：
[0033] 温度传感单元，被配置为获取各分支用户线路电阻的当前温度；
[0034] 线路电阻计算单元，被配置为接收所述温度传感单元的温度信号，根据所述各分支用户线路电阻的当前温度分别确定各分支用户的当前线路电阻；
[0035] 非技术损耗计算单元，被配置为接收所述线路电阻计算单元的计算结果，根据所述各分支用户的当前线路电阻确定所述各分支用户的线路非技术损耗；
[0036] 判断单元，被配置为接收非技术损耗计算单元的计算结果，根据计算结果判断每一分支用户的线路非技术损耗是否大于0，若一分支用户的线路非技术损耗大于0，则表示该分支用户有非法负载接入。
[0037] 第四方面，本发明实施例提出一种计算机设备，包括：本发明实施例所述的防窃电控制系统，或者
存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行根据本发明实施例所述防窃电控制方法的步骤。
[0038] 第五方面，本发明实施例提出一种计算机可读存储介质，包括：计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被运行时用以执行本发明实施例所述防窃电控制方法的步骤。
[0039] 本发明实施例提出一种配电网防窃电系统、防窃电控制方法及其系统、计算机设备、计算机可读存储介质，根据所述配电网防窃电系统，通过判断配电网中是否有非法负载接入，当有非法负载接入时，根据预设控制逻辑控制相应的继电器工作，使非法负载工作在欠电压状态来限制其工作。本发明实施例可以在实时场景中无中断的执行窃电检测和预防，不仅能够有效检测服务线路上连接的非法负载，而且通过使非法负载工作在欠电压的情况下来阻止窃电。
[0040] 本发明的其它特征和优点将在随后的
说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而得以体现。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、
权利要求书以及
附图中所特别指出的结构来实现和获得。当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0041] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0042] 图1为本发明实施例一所述一种配电网防窃电系统示意图。
[0043] 图2为本发明实施例二所述一种防窃电控制方法
流程图。
[0044] 图3为本发明实施例二所述一种防窃电控制方法具体流程图。
[0045] 图4为本发明实施例一中无电力盗窃时的正常电压分布情况。
[0046] 图5为本发明实施例一中有窃电时的电压分布情况。
[0047] 图6为本发明实施例三所述一种防窃电控制系统
框架图。
[0048] 图中标记：
[0049] 配电变压器-11，升压变压器-12，降压变压器-13，合法负载-14，第一继电器-15，第二继电器-16，第三继电器-17，第四继电器-18，双刀双掷继电器-19，非法负载-120，监测单元-21，执行单元-22，温度传感单元-211，线路电阻计算单元-212，非技术损耗计算单元-213，判断单元-214，计算机设备-300。
具体实施方式
[0050] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0051] 在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
[0052] 实施例一
[0053] 本发明实施例一提出一种配电网防窃电系统，图1为实施例一所述系统结构示意图，参阅图1，所述配电网防窃电系统包括：配电变压器11、升压变压器12、降压变压器13、合法负载14、第一继电器15、第二继电器16、第三继电器17、第四继电器18和双刀双掷继电器19；所述升压变压器12连接在所述配电变压器11的二次侧，所述升压变压器12和配电变压器11之间设置所述双刀双掷继电器19；
[0054] 其中，所述第一继电器15第一端连接所述配电变压器11的二次侧第一端，第一继电器15第二端连接所述合法负载14第一端。
[0055] 其中，所述第二继电器16第一端连接所述配电变压器11的二次侧第二端，第二继电器16第二端连接所述合法负载14第二端。
[0056] 其中，所述第三继电器17第一端连接所述配电变压器11的二次侧第二端，另一端连接所述降压变压器13的第一端，所述降压变压器13的第二端连接所述配电变压器11的二次侧第一端。
[0057] 其中，所述第四继电器18第一端连接所述合法负载14第二端，第四继电器18第二端连接所述降压变压器13的初级接头。
[0058] 其中，当没有非法负载120连接时，第一继电器15和第二继电器16闭合，第三继电器17、第四继电器18和双刀双掷继电器19断开；当有非法负载120连接时，第一继电器15和第二继电器16、第三继电器17、第四继电器18和双刀双掷继电器19闭合。
[0059] 具体而言，如图1所示，本实施例所述配电网防窃电系统可以划分为
数据中心、防窃电模
块和用户监督单元三个模块，防窃电模块由升压变压器12组成，其次级接头为Na，一次侧连接一个第一继电器15，升压变压器12连接在配电变压器11的二次侧，且与配电变压器11之间连接一个双刀双掷继电器19；用户监督单元由降压变压器13、第二继电器16、第三继电器17、第四继电器18组成，连接在合法用户和配电变压器11的二次侧之间，降压变压器13的初级接头为Nb，与第四继电器18连接；所述数据中心用于存储配电网防窃电系统的电力运行数据。
[0060] 在实际应用过程中，当有非法负载120接入时，当没有非法负载120连接时，第一继电器15和第二继电器16闭合，第三继电器17、第四继电器18和双刀双掷继电器19断开，用户监督单元的降压变压器13初级电压等于配电变压器11的次级电压；当有非法负载120连接时，第一继电器15和第二继电器16、第三继电器17、第四继电器18和双刀双掷继电器19闭合，用户监督单元的降压变压器13的初级电压等于配电变压器11的次级电压减去防窃电模块的升压变压器12初级电压，使非法负载120工作在欠电压状态来限制其工作。
[0061] 其中，所述防窃电模块基于以下约束设计：
[0062]
[0063] 其中，Vov是
低电压网络的工频
耐受电压，Vapp是用户电器的电压工作范围。
[0064] 其中，所述用户电器包括：带或不带
开关电源的电阻负载和带或不带稳压器的感性负载。
[0065] 本发明实施例可以在实时场景中无中断的执行窃电检测和预防，不仅能够有效检测服务线路上连接的非法负载120，而且通过使非法负载120工作在欠电压的情况下来阻止窃电。
[0066] 优选地，所述第一继电器15、第二继电器16、第三继电器17、第四继电器18均为固态继电器。
[0067] 实施例二
[0068] 本发明实施例二提出一种防窃电控制方法，其用于实现对本发明实施例一所述配电网防窃电系统的防窃电控制，图2为实施例二所述方法的流程图，参阅图2，实施例二所述方法包括如下步骤S101至步骤S103：
[0069] 步骤S101、实时监测是否有非法负载120连接。
[0070] 具体而言，步骤中实时监测如实施例一所述的配电网防窃电系统中是否有非法负载120连接，当有非法负载120连接时生成一非法连接信号。
[0071] 步骤S102、当没有非法负载120连接时，控制第一继电器15和第二继电器16闭合，第三继电器17、第四继电器18和双刀双掷继电器19断开；当有非法负载120连接时，控制第一继电器15和第二继电器16、第三继电器17、第四继电器18和双刀双掷继电器19闭合。
[0072] 具体而言，步骤中监测是否有非法连接信号生成，当没有监测到非法连接信号时，则表明没有非法负载120连接，此时，控制第一继电器15和第二继电器16闭合，第三继电器17、第四继电器18和双刀双掷继电器19断开。当监测到非法连接信号时，则表明有非法负载
120连接，此时，控制第一继电器15和第二继电器16闭合，第三继电器17、第四继电器18和双刀双掷继电器19断开。
[0073] 在一实施例中，所述步骤S101包括如下子步骤：
[0074] 步骤S201、获取各分支用户线路电阻的当前温度，根据所述各分支用户线路电阻的当前温度分别确定各分支用户的当前线路电阻；
[0075] 每一分支用户的当前线路电阻具体如下公式所示：
[0076] ri＝r0(1+k(Ti-T0))
[0077] 其中，ri为第i个分支用户的当前线路电阻，r0和T0分别是分支用户线路初始电阻和初始温度，k是温度系数，Ti为第i个分支用户线路电阻的当前温度。
[0078] 具体而言，通过连接在各分支用户的线路之间的若干温度
传感器进行温度监测得到各分支用户线路电阻的温度。
[0079] 步骤S202、根据所述各分支用户的当前线路电阻确定所述各分支用户的线路非技术损耗；
[0080] 根据所述各分支用户的当前线路电阻确定所述各分支用户的线路非技术损耗具体如下公式所示：
[0081]
[0082]
[0083]
[0084] 其中，i表示第i个分支用户，tj为j时刻，tj-1为j-1时刻，N是配电网总的分支用户数量，Lj为j时刻分支用户i的线路总技术损耗， 为j时刻分支用户i的线路总技术损耗，LNTL,j为j时刻分支用户i的线路非技术损耗，Δno为无功损耗，Ii(tj)为分支用户i的线路在j时刻的瞬时电流，mi,j为瞬时电流的斜率。
[0085] 其中，Lj为已知，到j时刻配电网中消耗的总电能减去用户消耗总电能即为Lj，配电网中消耗的总电能和用户消耗总电能均可实时观测。
[0086] 步骤S203、判断每一分支用户的线路非技术损耗是否大于0，若一分支用户的线路非技术损耗大于0，则表示该分支用户有非法负载120接入。
[0087] 举例而言，其中，M1和M2为
能量计，收集数据信息传输至微
控制器单元，L1为合法用户，例中选择了100W，230V的
白炽灯，L2为非法负载，例中选择了35W台式
风扇。正常情况下，用户监督单元变压器的初级电压等于配电变压器的次级电压，且第一、二继电器闭合，其他继电器处于开路状态，防窃电模块不工作；非法负载连接时，
微控制器单元控制第三继电器、第四继电器和双刀双掷继电器闭合，用户监督单元变压器的初级电压等于配电变压器的次级电压减去防窃电模块的初级电压，使非法负载工作在欠电压状态。
[0088] 图3为实施例二所述防窃电控制方法具体流程图，参阅图3，具体步骤如下：
[0089] (1)分配合法用户的智能电表的ID号以及固态继电器和双刀双掷继电器的初始状态，初始状态为：第一继电器、第二继电器闭合，其他继电器处于开路状态；
[0090] (2)计算线路电阻，所选方法为将温度传感器连接在各分支用户的线路之间，得到各分支用户线路电阻的温度T，从而计算各分支用户的线路电阻；
[0091] (3)计算某一时间间隔内的非技术损耗，计算公式如下：
[0092]
[0093]
[0094] (4)判断是否有非法负载连接到配电网，若步骤(2)估算的非技术损耗大于0，则表示有非法负载接入，进入下一步骤，否则重复步骤(3)；
[0095] (5)运行程序，使非法负载工作在欠电压状态；
[0096] (6)运行程序后，通过切换固态继电器和双刀双掷继电器来检索常态，然后返回步骤(3)，实时检测和预防配电网窃电。
[0097] 其中，图4表示没有经历电力盗窃时的正常情况，此时，VDT与VL1相等，其中，VDT表示配电变压器二次侧电压，VL1表示合法用户两端电压；图5显示了盗窃发生，程序被启动的情况，其中，VCU表示用户监督单元变压器的初级电压，VL2表示非法负载两端电压，从图5可以看出，VL2小于VDT与VCU，防窃电模块产生欠压条件以限制非法负载L2工作。
[0098] 实施例三
[0099] 本发明实施例三提出一种防窃电控制系统，其用于实现本发明实施例二所述防窃电控制方法，图6为防窃电控制系统的框架示意图，参阅图6，实施例三所述防窃电控制系统包括：
[0100] 监测单元21，被配置为实时监测是否有非法负载连接；
[0101] 执行单元22，被配置为接收所述监测单元的监测信号，当没有非法负载连接时，控制第一继电器和第二继电器闭合，第三继电器、第四继电器和双刀双掷继电器断开；当有非法负载连接时，控制第一继电器和第二继电器、第三继电器、第四继电器和双刀双掷继电器闭合。
[0102] 在一实施例中，所述监测单元21包括：
[0103] 温度传感单元211，被配置为获取各分支用户线路电阻的当前温度；
[0104] 线路电阻计算单元212，被配置为接收所述温度传感单元的温度信号，根据所述各分支用户线路电阻的当前温度分别确定各分支用户的当前线路电阻；
[0105] 非技术损耗计算单元213，被配置为接收所述线路电阻计算单元的计算结果，根据所述各分支用户的当前线路电阻确定所述各分支用户的线路非技术损耗；
[0106] 判断单元214，被配置为接收非技术损耗计算单元的计算结果，根据计算结果判断每一分支用户的线路非技术损耗是否大于0，若一分支用户的线路非技术损耗大于0，则表示该分支用户有非法负载接入。
[0107] 以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的系统实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0108] 需说明的是，实施例二所述系统与实施例一所述方法对应，因此，实施例二所述系统未详述部分可以参阅实施例一所述方法的内容得到，此处不再赘述。
[0109] 并且，所述防窃电控制系统如果以
软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0110] 实施例四
[0111] 本发明实施例四提出一种计算机设备300，包括：实施例三所述的防窃电控制系统，或者存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行根据本发明实施例二所述防窃电控制方法的步骤。
[0112] 具体而言，所述计算设备300的处理器分别与所述第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器和双刀双掷继电器电连接。
[0113] 当然，所述计算机设备还可以具有有线或无线网络
接口、
键盘以及输入输出接口等部件，以便进行输入输出，该计算机设备还可以包括其他用于实现设备功能的部件，在此不做赘述。
[0114] 示例性的，所述
计算机程序可以被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述计算机设备中的执行过程。
[0115] 所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、
数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成
电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程
门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他
可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立
硬件组件等。通用处理器可以是
微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述计算机设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述计算机设备的各个部分。
[0116] 所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或单元，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或单元，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述计算机设备的各种功能。此外，存储器可以包括高速
随机存取存储器，还可以包括
非易失性存储器，例如
硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0117] 实施例五
[0118] 本发明实施例五提出一种计算机可读存储介质，包括：计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被运行时用以执行本发明实施例二所述防窃电控制方法的步骤。
[0119] 具体而言，所述计算机可读存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、
只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
[0120] 以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多
修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
