秦宇宸

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0 引言

当前大数据快速发展，成为各行业共同关注的内容，但对于大数据的概念却一直没有明确的说法。维基百科将大数据定义为“大数据是指无法在可承受的时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合”。基于此定义，人们常常还将采集这些数据的平台工具、研究体系也归类为“大数据”之中。

大数据技术作为一项应用功能强大的新技术，为许多领域提供的高质量的技术帮助。其技术构成较为多样，集中了包括人工智能技术、自动化技术、互联网技术等在内的多种现代化技术手段。传统的反窃电技术主要是依靠人工检测的方式对电力系统的有关数据进行核对与检查，这种检测方式的效率低下，并且准确性较低，因而效果并不理想。在现代化技术手段的加持之下，我国反窃电技术不断更新。将大数据技术与反窃电系统结合，是提高反窃电技术效率和反窃电技术水平的重要举措，对于优化反窃电工作流程也有着重要的意义。

1 我国主要的反窃电技术手段

当前我国主要的反窃电技术手段可以分为管理手段和技术手段两个方面，通过管理手段与技术手段的结合来实现反窃电综合能力的提升。下面将分别对管理手段和技术手段进行介绍。

1.1 管理手段

管理手段主要指的是对相关技术人员和监测人员的管理，通过较为明晰的奖惩机制来调动相关工作人员的积极性，鼓励技术人员和监测人员在使用监控技术时更加注重数据测量的细节以及波动，从而提升反窃电系统运行的质量。通过对技术人员进行有效的管理可以使得技术人员之间的配合更加默契，进而快速地发现窃电点，提升检测的速度与质量。但是管理手段对于用电量较大的用户来说，检查效果较差，难以对用电数据进行精确地评估，因而也难以定义窃电问题，所以还需要运用一定的方法来改进管理手段。

1.2 技术手段

一般的技术系统和对应的软件以及硬件设备无法捕捉大数据，且数据的获取受时间、空间影响。大数据一般具有多样性、准确性、时效性等特点。目前大数据运用于电力行业中，特别是在反窃电技术这个领域更是得到了广泛运用。

技术手段主要是通过相关的仪表硬件设备来实现反窃电的目的。通过分析计量柜的数据来观察数据是否存在异常，发现异常后及时进行相应的分析与研究，发现窃电点，再对窃电点进行维修与处理。尤其是当计量柜中的数据出现失压、失流、电流不平衡等问题时，要重点对相应的电量运输和流通用户进行检测。但是计量柜这一技术手段不适用于大面积的排查工作，因为其不仅容易对用户的电力使用造成困扰，而且检测的准确性也难以保障。增加了反窃电技术的检测成本，在现有的条件下不是最优的选择。

2 电力大数据的基本特征

电力大数据的基本特征十分明显，主要可以概括为类型多、体量大、速度快、价值密度高。（1）类型多。主要是指生产和营销的日常工作数据多种多样，报表的种类繁多，不仅包括传统的统计报表，还包括环境参数和音频，以及半结构化和非结构化的数据，等等[1]。（2）体量大。由于我国的电力用户多，具有巨大的需求市场和用户支撑，对于用户的信息采集已经集中为每15 min 采集一次，充分体现了我国用电数据体量大的特征。（3）速度快。在现代化和信息化数据处理方式的加持下，处理数据的速度非常快，在很大程度上提升了电力大数据的使用效率。（4）价值密度高。由于大数据系统在运行的过程中可以通过快速的数据读取与处理来显著提升系统运行的效率，因而电力大数据技术的价值密度很高。

3 大数据技术应用于反窃电领域的基础算法

3.1 二阶聚类

二阶聚类是对BRICH 算法功能进行改进之后而产生的一种算法，通过对所输入的数据进行分层和分类处理来实现有效的信息处理和信息分析的作用。主要可以分为两个步骤：（1）将输入的数据进行预聚类并构建相应的结构树，并形成多个子类；（2）将之前所完成的预聚类数据进行输入，使用分层聚类的方式对上述的数据进行再一次的聚类分解。在这两步处理结束之后，对这些经过处理之后的数据进行比较，将距离最小的数据聚集成一个集群，再不断重复上述过程，直到所有的集群都被合并成功为止。

3.2 CHAID 决策树

CHAID 决策树是典型的卡方自动交互检测方式。首先对因变量进行分类计算，之后再对计算出来的卡方值进行比较和分析，得到他们的显著性，即P 值。最后，再对P 值进行对比，比较显著程度的大小，选出最为显著的数值进行卡方分割，进而构建决策树。针对在数据分析的过程中所出现的异常值，要采取具有针对性的异常数据处理方法对原因进行分析。检测的数据主要可以分为最大值、最小值、四分位数、中位数等，通过这些数值可以大概看出数据的离散程度，并将其作为异常数据的信息支撑[2]。

4 基于大数据反窃电系统的基本构成

4.1 高精度时钟集成电路

时钟集成电路主要就是指在用户所使用的用电量计量设备上插入时钟芯片，时钟芯片的作用在于可以使得用户的电表量和检测中心的电量保持一致，即使有微弱的误差，一般也不会超过5 s，这就基本满足了电量监测的要求。与此同时，还要把用户数据的刷新时间也设定为5 s 一次，这样就可以最大限度地降低数据监测的误差，保障用电量监测的稳定性。利用高精度的时钟进行监测是获取数据的关键步骤，也是运用大数据进行反窃电检测的基础。因而需要使用精度较高的设备来保障数据的稳定性和设备的顺利运行。

4.2 电流互感器

电流互感器是构成大数据反窃电系统的重要设备，电流互感器的使用可以在很大程度上提升电流检测的效率。主要原因是由于电流互感器在工作过程中可以将一侧大电流转化为双侧的小电流，这样的测量方式会使得电流测量的效率大大提升，还会提高电表监测电流数据的稳定性[3]。开口式的互感器能够有效地提升电流设备工作的稳定性，并且具有灵敏的检测功能。除此之外，开口式互感器的体积比较小、隐蔽性较高、不容易被用户发现，因而在进行大数据系统反窃电操作时具有很大的优势。

4.3 智能电能表

智能电能表在大数据反窃电监测系统中占据核心的监控和提示的地位，主要是由于智能电能表的功能强大，应用简便，极大地提升了大数据监测的工作效率。智能电能表的功能主要可以概括为以下几个方面。（1）计量和保存用户近12 个月以来的用电量数据，并与监管部门的数据库相连接，为有关部门提供数据。（2）对用户电费进行监测和提醒，一旦用户的电费余额不足时，智能电能表系统就会提醒用户充值电费。如果用户没有在规定的期限内进行充值，智能电表就会对用户发出警告，并将其并入监测名单进行重点监测。（3）对用户的数据进行检测来保障用户的安全，冻结电量，保障用电安全，整点冻结[4]。

4.4 无线数据传送模块

无线数据传送与维护是维护大数据系统防窃电功能的关键，也是按时传送与准确执行数据传送指令的重要内容。通过对数据的动态监控，实现用户数据与指令的传送，借助可执行的基站对数据进行进一步的维护。通过无线电来传送指令，外置增高天线来保障指令的顺利运行，确保用电信息的高速、有效的。无限数据传送模块为我国的大数据传送基站提供了强有力的技术支撑，提高了信息传递的效率，并且为防窃电处理系统提供了强有力的技术保障。

5 大数据技术在反窃电中的应用

5.1 计算数据

基于大数据的用电信息采集系统的数据计算是通过两种方式完成，一种方式为实时计算，另一种为离线计算。实时计算主要是以Storm 流为计算框架，离线计算则是以Hadoop 为计算框架。传统用电信息采集系统的数据计算方式如下：首先将所收集的数据存储在数据库程序中，在需要时再进行搜索。虽然这种处理方式较为有效，但是其处理结构较紧密，在处理过程中极浪费时间[5]。应用了大数据技术的用电信息采集系统则采用的流计算方式，在接收数据的同时就完成了数据分析和处理，真正地做到了实时计算。Hadoop是一个更易运行和开发的大规模数据处理平台，具有运行率高、成本低、扩容性强、性能稳定、可靠性高等优点。这不仅是对信息技术的优质应用，也是对技术手段的创新以及在技术领域发挥有效措施的基本方式，通过对计算数据的灵活应用，使得大数据技术不断创新，为反窃电技术的发展提供了更多的方向与可能性。

5.2 深度挖掘数据

用电信息采集系统所接收和处理的数据量庞大，如南京用电信息采集系统每年接收数据量5 TB。通过高效数据处理维护，运用电预测与反预测的技术手段加强技术应用，强化反窃电处理。用户数据价值需不断挖掘、研究，通过大数据技术挖掘数据间的深度联系，对其进一步应用，创造更多社会和经济价值。因此应用大数据技术是进行反窃电研究和用户使用调查的重要手段。

6 大数据技术应用于反窃电技术的现实案例

当前大数据技术在反窃电领域的运用十分广泛，并且取得了较好使用效果。文章选择某个拥有较大线损率线路实施大数据模式。这一线路拥有60 个用户，分别标记为B1～B60。

首先根据用户用电量大小对用户进行分类，其中10 户是高负荷用户，40 户为重负荷用户，10 户为低负荷用户。计算评价值流程为输入数据、计算均值、数据分类、均一化处理、评价函数值计算、结果输出[6]。

通过分析可知，用户评价值越高会产生越大窃电可能，可单独列出嫌疑用户。嫌疑用户确定后为有效缩小目标范围，提升准确性，应逐一排查其月度用电指标，具体对非常住户、电表计量问题、客观条件变化等情况进行排除。横向比较嫌疑用户，即比较临近月用电量数。通过进一步排查后就可确定多名用户嫌疑，联系生产技术部门对配电线路进行分析与探究，对该地区用户进一步规范与调查，实现反窃电全面监控[7-8]。

7 结束语

综上所述，我国的反窃电事业是关乎人民和国家财产安全的重要内容，是有关部门的工作重点。随着近年来高新技术的发展，大数据技术的广泛应用使得对反窃电技术进入新发展阶段。只有结合大数据技术才能够更加高效地提升反窃电系统的运行效率，并且在此基础之上维护技术安全和用户的隐私，不断为我国的反窃电事业贡献力量。加强反窃电的重视，为人们提供更加公平公正的社会环境，创造更加幸福的生活环境，保障人民的生命财产安全。不断突破技术发展的瓶颈，为未来的技术发展与技术结合提供更加多元化的选择。