检测电力盗窃的系统和方法与流程
背景技术：
本发明总体上涉及电力盗窃检测，并且更具体地，涉及使用包括电气子仪表的高级计量基础设施来检测电力盗窃的系统和方法。
电力盗窃是全球的严重问题。电力盗窃已成为仅次于信用卡数据盗窃和汽车盗窃的第三大盗窃形式。在2014年，全球因偷电造成的损失达到893亿美元。在美国，每年的电力盗窃损失约为60亿美元。大约80％的电力盗窃是住宅类，其余20％的电力盗窃是商业类。电力盗窃即使不是最突出的非技术性损失形式也是最突出的非技术性损失形式之一。非技术性损失是由公用事业配电系统外部的动作引起的，或者是由在配电系统技术性损失(自然发生的或来自功率损耗的内部损失)的计算中未考虑的负载和/或条件引起的。
公用事业客户使用各种方法来窃取电力公司的电力。许多方法涉及篡改主仪表，该仪表读取流入住宅性或商业性负载的电力。篡改旧仪表的一种途径是将从公用事业的电气路径连接到房产的电气路径的仪表拔出，然后将仪表倒置放回。因此，仪表的线路侧和仪表的负载侧将颠倒，并且仪表将记录作为反向电力流动进行的任何测量。换句话说，仪表会读取到负载正在向公用事业提供电力。公用事业客户篡改其公用事业仪表的另一种途径是在其仪表的底部放置分流器，以创建不会被监测的并联电气路径。另一种常见的仪表篡改方法是在仪表上放置一个或多个磁体。磁体使仪表的旋转得比预期的慢，从而降低了电费。
公用事业客户还通过篡改通向房产的电线来从电力公用事业窃电。许多公用事业客户通过将仪表电线侧或输入的导线直接连接到仪表的负载侧或输出来绕过仪表壳体内的仪表。此外，一些客户只需使用鱼钩或类似装置接入房产上或附近的架空电力线绕过仪表而绕过其仪表。而其他客户则在他们的房产上挖出地下电力线，然后直接接入这些电力线。
在任何情况下，篡改电力公用事业仪表或电力线都是危险和非法的。检测电力盗窃的传统方法包括前往客户的房产以查找被篡改的物理迹象，收集公众报告的线索，调查被发现篡改的客户的邻居和亲属以确定他们是否也篡改。但是，这些方法既耗时又昂贵，因此电力公用事业开发了远程检测篡改的方法。若干方法包括监测仪表的反向流动事件；停电并闪烁；断开电力时的负载侧电压；使用霍尔效应开关或类似装置进行磁检测；仪表的振动或倾斜；仪表盖的移除；以及多相接线错误。此外，还可以监测向其电气下游的主仪表供电的变压器，以便可以将变压器处的电或功率读数与仪表报告的总使用情况进行比较。
除上述内容外，还可以将变电站馈送器计量和高级计量基础设施(ami)数据合并到电力公用事业的配电模型中，以便确定具有最大非技术性损失的馈送器。同样，在使用热成像查找过载的变压器之前，可以检测出电流流动模式的变化。数据分析可以用于定位家庭或商业建筑中历史使用模式的大峰值或陡降。数据分析可以考虑天气模式、账单/付款信息、与邻居消费模式的比较、变压器与总负载的比较以及各种其他因素。
尽管上述方法可能有助于确定客户是否正在窃电，但是这些方法不能完全确定是否正在发生电力盗窃。所述方法均未利用电力盗窃的每个指示符。例如，以上方法均未监测主仪表下游的部件是否指示盗窃。另外，以上方法仅提供了公用事业必须解释的原始数据，以便确定客户窃电的可能性。原始数据的解释非常耗时，并且根据各种因素，如果单独查看时，可能无法提供电力盗窃的指示，或可能提供对威胁的误报指示。即使盗窃的可能性很小，公用事业也可能必须派人调查。
因此，期望提供一种用于电力盗窃检测的系统和方法，该系统和方法利用配电系统中的主仪表下游的附加数据，并指示电力公用事业客户使用多个数据源进行电气盗窃的可能性。
技术实现要素：
本发明的实施方案提供了一种通过监测主仪表下游的子仪表来监测公用事业客户的电力使用和需求并指示客户窃电的概率而检测配电系统中的电力盗窃的系统和方法。
根据本发明的一方面，一种用于检测来自公用事业的电力盗窃的系统。系统包括控制器，该控制器被配置为：接收来自上游计量装置的电力读数和来自第一下游计量装置的电力读数，上游计量装置被配置为感测流过其中的电力，第一下游计量装置位于上游计量装置的电气下游并且被配置为感测流向第一负载的电力。控制器进一步被配置为将来自第一下游计量装置的电力读数与来自上游计量装置的电力读数进行比较。控制器还被配置为：基于来自第一下游计量装置的电力读数偏离来自上游计量装置的电力读数的程度来计算对通过上游计量装置的电气路径的干扰水平，并且将对电气路径的干扰水平输出到公用事业。
根据本发明的另一方面，一种检测电力盗窃的方法包括：使用主仪表获取主负载的电气数据，并使用子仪表获取主负载下游的次级负载的电气数据；将主负载和次级负载的电气数据传输到控制器；此外，该方法包括用控制器分析主负载和次级负载的电气数据，以检测任何次级负载电气数据是否与对应的主负载电气数据冲突。此外，该方法包括：基于该分析，用控制器评估对通过主仪表到主负载的电气线路的篡改程度；并且将对电气线路的篡改程度输出到显示器。
根据本发明的又一方面，一种具有电气盗窃检测能力的电力系统包括：主仪表，该主仪表被配置为测量通过从电力公用事业到主负载的电气路径的电力流动；以及控制系统，该控制系统用于检测电力盗窃。控制系统被配置为：检索主仪表的电力流动测量值以及来自主仪表的电气下游的至少一个次级仪表的电力流动测量值，该至少一个次级仪表被配置为测量到至少一个次级负载的电力流动；以及将主仪表的电力流动测量值的变化与同时获取的次级仪表的电力流动测量值的变化进行比较。控制系统还被配置为：基于主仪表的电力流动测量值的变化与至少一个次级仪表的电力流动测量值的变化的比较，计算在递送到主负载之前绕过主仪表的电力的百分比；并且在图形用户界面上显示百分比。
根据以下具体实施方式和附图，本发明的各种其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
附图示出了目前预期用于执行本发明的优选的实施方案。
在附图中：
图1是根据本发明的实施方案的配电系统的图，该配电系统包括用于电力盗窃检测的系统。
图2是示出根据本发明的实施方案在图1的配电系统中用于检测电力盗窃的技术的流程图。
图3是根据本发明的实施方案的基于完整性检查分析的显示配电系统中的若干变压器的状态的示例性图形用户界面(gui)的屏幕截图。
图4是根据本发明的实施方案的基于完整性检查分析的显示在配电系统中的住宅变压器的电气下游的五个仪表的状态的图3的示例性gui的屏幕截图。
图5是根据本发明的实施方案的基于完整性检查分析的显示图4中所示的一个仪表的电力盗窃指示符的图3至图4的示例性gui的屏幕截图。
具体实施方式
本发明的实施方案涉及一种用于通过比较来自用于住宅或商业负载的主仪表和住宅或商业负载内以及主仪表电气下游的子仪表的电力使用和需求数据来检测配电系统中的电力盗窃的系统和方法。如果子表的电力使用和/或需求数据的变化与主仪表的电力使用和/或需求数据的变化之间存在明显差异，则篡改或主仪表已被部分绕过的指示被输出到拥有配电系统的电力公用事业的gui。篡改指示可以显示为篡改或绕过百分比和/或完整性检查系统的一部分，该完整性检查系统使用数据和颜色指示配电系统中各种计量装置的状态。gui上显示的计量装置的状态指示或指明计量装置被绕过或公用事业客户篡改计量装置的概率。
参照图1，示出了根据本发明的实施方案的电力公用事业的电分配系统或配电系统10的图。配电系统10包括主站12。主站12包括主控制器或控制系统14和电力源16。电力源16可以包括一个或多个发电设施，诸如例如化石燃料发电站、水力发电站和核电站。配电系统10还包括配电网18，该配电网将站12电连接到变压器20，以将由电力源16产生的电力分配到电气系统10的各种负载。可选地，变压器20可以是包括仪表或传感器22的智能变压器，该仪表或传感器用于测量或感测流过其中并由公用事业的客户使用的电力的量。变压器20还可以可选地包括控制器或控制系统23和收发器24，用于通过在它们之间形成的远程通信网络26向控制器14发送电力流动测量值并从其接收命令。
远程通信网络26可以包括如图1所示的无线网络或有线网络。这样，远程通信网络26可以使用有线或无线通信、电话通信、基于互联网协议的通信、基于卫星系统的通信以及可用于与电气系统10的各个部件进行通信的任何其他类型的通信。这种通信系统的示例包括
变压器20将电力输送到主电力或功率仪表或计量装置28，该计量装置具有传感器30，该传感器30用于测量或感测流经其中的电力的量，该电力的量取决于在具有住宅34的房产32处所使用或消耗的能量以及需求或消耗的功率，住宅是房产32的主负载。主仪表28还包括收发器36，用于通过远程通信网络26向控制器14发送电气或电力使用以及需求数据，并从其接收命令。在各种实施方案中，主仪表28还包括控制器或控制系统31。由主仪表28测量的电力或能量使用数据用于在一个或多个时间间隔内计算房产32的电费。由主仪表测量的电力需求数据用于确定在任何给定时间房产32需要或消耗多少电力。
主仪表28在此处示出为房产的全部负载，但也可以计量任何能量和功率，然后再进一步向下游部分地计量任何能量和功率。作为非限制性示例，主仪表28可以被配置为仅对住宅34所使用的能量和所需要的功率进行计量，而不对房产32的车库(未示出)进行计量。作为另一非限制性示例，主仪表28可以被配置为对包括多个负载的住宅34内的特定电路进行计量。另外，主仪表28示出在住宅34的外部，但也可以位于住宅34内。作为非限制性示例，主仪表28可以是用于住宅34的计量断路器。虽然房产32被示出为包括住宅34的住宅房产，但是房产32可以是商业房产或具有其他类型的建筑物或设施(诸如例如办公室、饭店、商店、电影院或需要电力系统10的电力的任何其他设施)的另一类型的房产。
在所示的实施方案中，住宅34具有包括两个智能负载38、40的三个次级负载。智能负载38、40可以是任何类型的适用住宅设备，诸如例如智能电器，如冰箱、烤箱、热水加热器或洗碗机；智能系统，如智能供暖、通风和空调系统或照明系统；或通过例如计量断路器与房产中其他电路分开计量的电路。但是，以下将智能负载38、40称为智能电器。智能电器38、40每个都包括相应的次级或子仪表或计量装置42、44，该计量装置具有相应的传感器46、48以用于分别测量或感测根据智能电器38、40的负载50、52的能量使用和所需求的功率流过其中的电力的量。子仪表42、44每个还包括相应的收发器54、56以用于通过远程通信网络26向主控制器14发送测量的电气或电力流动数据并从其接收命令，或者从主仪表28的控制器31或从变压器20的控制器23接收命令。
虽然子仪表42、44示出为与智能电器38、40集成在一起，但子仪表42、44可以是位于与负载50、52不同位置的单独装置。作为非限制性示例，子仪表42、44可以与主仪表28一起位于住宅34的外部。另外，在各种实施方案中，子仪表42、44两者或之一可以是控制何时电力可以流向智能电器38、40的需求响应或负载管理装置，诸如例如负载控制继电器。住宅34可以进一步包括由单个负载58表示的多个非智能家庭负载。认识到，图1中所示的负载50、52、58仅出于说明的目的，并且住宅34中可以存在更多或更少数量的负载(和相关的子仪表)。
如图1所示，住宅34的公用事业客户正在通过电气线路或旁路线路60绕过主仪表28窃电。旁路60通过直接连接公用事业的配电网络18的电气或电路路径或线路62和住所34的电气或电路路径或线路64有效地使主仪表28分流。通过围绕主仪表28分流，住宅34处的公用事业客户防止主仪表28读取流到住宅34的全部电力的量，这将为客户降低电费。尽管在图1中示出了旁路60连接在变压器20和主仪表28之间以及在主仪表28和住所34之间，但是旁路60可以以任何方式连接以使主仪表28分流，诸如例如连接在变压器20的另一侧上，或者甚至完全连接在主仪表28的壳体(未显示)内。此外，可以使用另一种电力盗窃方法代替旁路60。
即使主仪表28被分流，智能电器38、40的子仪表42、44也没有被分流。因此，子仪表42、44仍将读取相应的智能电器38、40所使用的电力和所需的功率，并将该读数发送至站12处的控制器14。控制器14可以使用由仪表28、42、44收集的所有电力使用和功率需求数据来确定住宅34处的公用事业客户是否正在窃电。如将在下面关于图2更详细地描述的，控制器14可以将子仪表42、44的读数与主仪表28的读数进行比较，以确定子仪表42、44的读数是否与主仪表28的读数一致。换句话说，控制器14将分析读数以评估主仪表28和子仪表42、44处的能量消耗或功率需求是否发生变化。当控制器14检测到读数之间存在差异或冲突从而导致读数不一致时，控制器14可以向公用事业发出住宅34处的电力盗窃报警。公用事业然后可以采取措施来防止电力盗窃，例如派出线务员移除旁路60或切断通往房产32的电力。尽管控制器14在上面被描述为对由仪表28、42、44收集的数据进行分析，但是当从子仪表42、44接收数据时，主仪表28的控制器31也可以执行分析，并通过收发器36和远程通信网络26向公用事业发出任何差异的报警。在各种情况下，在从仪表28、42、44接收数据之后，变压器20的控制器23可以另外用于执行分析。
现在参照图2，并返回参照图1，示出了用于检测在房产32处更具体地说是在住宅34处的电力盗窃的技术或过程66，其中过程66由公用事业中或与公用事业相关联的控制器或控制系统(诸如例如公用事业的站12的控制器14)执行。下面将关于在主仪表28和子仪表42处的读数来描述过程66，其中由控制器14执行对读数的分析。然而，如上所述，可以替代地由主仪表28的控制器31或变压器20的控制器23来执行对主仪表28和子仪表42处的读数的分析，其中分析结果传输至控制器14。过程66可以用于监测由主仪表28以及子仪表44与子仪表42分开获得的能量消耗和功率需求数据，或者可以用于监测由主仪表28和子仪表42、44统一获得的电力使用和需求数据。此外，过程66不限于用于监测两个子仪表和一个主仪表。过程66可以用于监测电气系统10内所需的多个变压器、主仪表和子仪表。
过程66在步骤68处开始，此时通过变压器20和主仪表28向房产32和住宅34供电，并且主仪表28和子仪表42至少获取了一个电力流动读数。在步骤70处，主仪表28读取房产32的电力使用和需求，并且子仪表42读取智能电器38的负载50的电力使用。主仪表28和子仪表42获取的读数可以在一个时间间隔的过程中发生，并且被传输到控制器14，使得控制器14在一个时间段内监测或分析电力流动。然而，控制器14还可以分析在多个时间间隔上收集的使用数据，以计算在不同时间间隔上的需求，以在负载50打开和关闭时观察需求的变化。这样，控制器14可以并入历史数据处理以呈现更完整和准确的结果。在步骤72处，控制器14确定在所分析的一个或多个时间间隔期间的任何点处由子仪表42测量的功率需求或消耗的变化的绝对值(图2中的|δ子仪表需求|)是否大于使用阈值或幅值的死区或预定最小变化。在非限制性实施方案中，死区设置为智能电器38的负载50的最大功耗变化的25％。公用事业可以在任何时间使用控制器14更改死区。
如果在所分析的一个或多个时间间隔期间的任何时间由子仪表42测量的需求变化不大于预定阈值，则控制器14在相对于电力盗窃检测分析的那些时间点滤掉子仪表42的需求数据。换句话说，从电力盗窃检测分析中省略由子仪表42感测到的需求数据的不大于死区的任何变化。控制器14过滤需求数据，因为它没有指示智能电器38的负载50处需求的显著或明显变化。一旦控制器14过滤子仪表42的需求数据，则过程66返回到步骤70，其中控制器14继续从主仪表28和子仪表42接收读数。
如果控制器14在步骤72处确定子仪表42测量的需求的任何变化的绝对值大于使用阈值的最小变化，则过程66移至步骤76。在步骤76处，控制器14将由主仪表28测量的需求变化(图2中的δ主仪表需求)与由子仪表42测量的需求变化(图2中的δ子仪表需求)进行比较，以确定是否存在智能电器38的负载50的功耗变化而不存在由主仪表28测量的功耗的对应变化。这种情况将指示负载50正在消耗更多的功率，但是主仪表28并未测量出住宅34总体上相同或相似的功耗增加。在那种情况下，由子仪表42测量的负载50的功耗已经与由主仪表28测量的住宅34的功耗偏离，这指示了主仪表28的旁路。在步骤76之后，过程66移至步骤80。
在步骤80处，控制器14计算与通过主仪表28的由控制器14评估的电气路径62的篡改、干扰或旁路的水平相对应的篡改、干扰或旁路百分比或系数。控制器14通常被配置或被编程为将篡改百分比显示为篡改的百分比，并且将篡改系数显示为与篡改量成比例的介于0和1之间的数字。例如，在非限制性实施方案中，20％的篡改百分比将指示公用事业客户窃取了住宅34处所使用的20％的电力，并且0.8的篡改系数将指示相同的情况。因此，如果控制器14未检测到篡改(换句话说，控制器14未标记子仪表处的需求变化或标记最小数量的变化)，则篡改系数应接近1，并且篡改百分比应接近0％。但是，可以根据任何所需格式显示篡改百分比和系数。
篡改系数或百分比可以通过多种方法来计算。在非限制性实施方案中，可以使用由以下公式给出的线性回归斜率方程来计算篡改系数：
其中t是篡改系数，msuδ是用子仪表42测量的需求变化，insert
一旦控制器14计算出公用事业客户已对主仪表28进行篡改的程度，则控制器14在步骤82处将篡改系数和/或篡改百分比输出到显示器，诸如例如在公用事业的主站12处的gui(未示出)。通过在公用事业处显示篡改系数和/或百分比，控制器14向公用事业的雇员发出需要检查房产32以定位主仪表28的旁路的警报。控制器14将继续向公用事业输出指示主仪表28的旁路的篡改系数和/或百分比，直到位于主仪表28周围的旁路60已被移除。当旁路60已被移除时，篡改系数和百分比将改变为对公用事业更有利的值。在控制器14向公用事业发出旁路的警报之后，过程66前进至步骤70，以继续监测房产32处的电力盗窃。
现在参照图3至图5，示出了根据本发明实施方案的基于完整性检查分析的显示配电系统(诸如，图1的配电系统10)中若干变压器和仪表的状态的示例性gui84的屏幕截图。完整性检查分析由控制器或控制系统(诸如图1的配电系统10的主控制器或控制系统14)执行，并且可以并入图2的电力盗窃检测方法。完整性检查分析包括各种参数，这些参数具有从公用事业窃电的概率或可能性的各种指示。完整性检查分析包括评分或排名系统，该评分或排名系统将分数或排名分配给每个被监测指示盗窃的触发器。
在下面更详细描述的非限制性实施方案中，执行完整性检查分析的控制器将预定数量的点分配给每种不同类型的盗窃指示符。控制器将与配电系统中每个被监测部件相关关联的每个盗窃指示符的点数相加。点的数量将指示是否存在与被监测部件相关的没有或基本上没有盗窃的概率、轻微盗窃概率、中等盗窃概率或高盗窃概率。没有与其相关联的盗窃指示符的任何被监测部件将具有零点。控制器使用与每个被监测部件相关联的点数来确定每个被监测部件的状态，然后在gui84上显示配电系统中每个被监测部件的状态。控制器将每个状态显示为某个颜色，该颜色指示从变压器中窃电的概率。基于颜色编码系统显示颜色，其中绿色指示没有或基本上没有盗窃的概率，黄色指示轻微盗窃概率，橙色指示中等盗窃概率，红色指示高盗窃概率。
完整性检查分析中监测的盗窃指示符通常分为三个不同类别：轻微盗窃概率指示符，中等盗窃概率指示符和高盗窃概率指示符。但是，可以基于偏好使用不同数量的类别。通常，为每个类别分配多个点以指示电力盗窃的概率，并且分配的点数指示对应的状态。换句话说，为轻微概率指示符分配多个点以通过多个点自身指示轻微盗窃概率，为中等概率指示符分配多个点以通过多个点自身指示中等盗窃概率，为高概率指示符分配多个点以通过多个点自身指示高盗窃概率。可以为轻微概率指示符和中等概率指示符分配多个点，以使得需要特定数量的轻微概率指示符和中等概率指示符来指示下一水平的盗窃概率。作为非限制性示例，可以为轻微概率指示符分配多个点，以使得在单个被监测部件处存在三个轻微概率指示符，以指示在该被监测部件处中等电气盗窃概率。但是，可以为每个盗窃指示符分配不同数量的点，无论它们是否属于同一类别。另外，尽管本文描述的完整性检查分析的非限制性实施方案使用点系统，但是可以使用另一系统来对各种盗窃指示符进行排名。
轻微概率盗窃指示符的非限制性示例可能包括最糟糕的非技术性损失馈电器(使用具有馈电器和变压器计量以及ami数据的系统建模技术确定)；任何被监测系统部件的现有停电标记；在连续的时间间隔上在系统部件处测得的零消耗；使用时的峰值或下降，例如每天大约15％或更大的变化；在家庭测量的使用与在类似的相邻家庭测量的使用之间进行比较时发现的差异。中等概率盗窃指示符可能包括例如在几天或若干天的过程中多次停电；停电，随后是明显使用变化，诸如消耗每天减少15％或更多；以及在可能基于全球定位系统坐标的相对短距离(诸如例如半英里半径)内不广泛分布的停电。
作为非限制性示例，高概率盗窃指示符可以包括针对诸如例如反向流动、振动和/或倾斜以及磁检测等事件的现有或可用仪表标记；变压器下游仪表处的停电，但同一变压器下游的其他仪表不受影响；下游仪表的总使用在可接受的范围内并不等于上游仪表的相同使用；例如，智能设备或系统上的子仪表或负载控制继电器的需求经历较大变化，但是其上游的主仪表没有测量相同或相似的需求变化。上游和下游计量装置之间的需求变化的较大差异的盗窃指示符对应于图2的过程66。配电系统控制器为所有被监测系统部件编制所有电气或电力数据；使用数据执行完整性检查分析，以确定任何现有的轻微、中等和高概率盗窃指示符；并将系统部件的状态输出到gui84以向公用事业发出警报。用于执行完整性检查分析的电气数据通常包括与功耗、电力使用以及电气事件或标记(诸如例如，停电、反向流动、振动/倾斜和磁/直流检测标记)有关的所有可用数据。
尽管上面列出了许多类型的电力盗窃指示符，但可以根据公用事业可用的装备或公用事业的偏好来分析更多或更少的指示符。实际上，在诸如例如图2的过程66所监测的不同仪表之间的需求的大变化的高概率指示符不分析的情况下，监测盗窃指示符可能是更有利的。通常，高概率指示符本身足以指示电力盗窃，因此，公用事业可以在高概率指示符可用时将其与完整性检查分析分开使用。但是，高概率指示符被包括在下面的gui84中，以提供完整性检查分析的完整描述。
如图3至图5所示，gui84包括停电区段或部分86，篡改标记区段或部分88以及变压器状态区段或部分90，每个都包括来自完整性检查分析的数据。取决于配电系统的特性、公用事业的偏好和支持技术，gui84可以包括与完整性检查分析有关的许多其他区段。gui84的停电区段86显示在相关联的配电系统内当前是否存在任何停电。在图3至图5的情况下，配电系统的控制器正在监测138个系统部件，并且这些部件均未经历停电违规。篡改标记区段88显示是否正在监测任何系统部件的篡改以及是否发生了任何篡改违规。对于任何篡改系统部件的监测实例(诸如例如，移除变压器或主仪表的盖以及变压器或主仪表的振动和/或倾斜)，可能出现篡改违规。在图3至图5的时候，没有监测任何系统部件的篡改。
gui84的变压器区段90显示针对不同被监测变压器的选择数据。尽管变压器区段90可以包括多个变压器，但是为简单起见，在图3至图5的变压器区段90中显示了三个变压器的状态。参照图3，变压器区段90显示两个住宅用变压器(住宅1和住宅2)以及一个商业用变压器(商业1)的数据。变压器区段90显示以千伏安(kva)为单位测量的每个变压器的尺寸、以千瓦时(kwh)为单位测量的每个变压器的使用、以kwh为单位测量的每个变压器下游的计量使用、每个变压器下游的主仪表数量以及每个变压器的状态。每个变压器的状态显示为某个颜色，该颜色指示基于上述颜色编码系统从变压器窃电的概率。如相对于图4和图5更详细地描述的，每个变压器的状态至少部分地受其下游的每个仪表的状态影响。然而，在图3中，每个变压器的数据被完全折叠，因此未示出其下游任何仪表的可用数据。在图3至图5中，颜色被示出为代表对应颜色的不同线图案，但是本文将线图案称为颜色。
如图3所示，住宅1和住宅2均为50kva变压器，而商业1为100kva变压器。住宅1的使用为35.1kwh，而其下游8个仪表测量的计量使用为33.1kwh。住宅1的状态为橙色，其指示中等电力盗窃概率。住宅2的使用为29.6kwh，而5个仪表测量的计量使用为24kwh。住宅2的状态为红色，其指示高电力盗窃概率。住宅2的状态将在下面参照图4和图5进一步讨论。商业1的使用为87.4kwh，而下游4个仪表测量的计量使用为86.1kwh。商业1的状态为绿色，其指示没有或基本上没有电力盗窃的概率。
参照图4和图5，将更详细地讨论住宅2的状态，以便示出gui84如何显示被监测系统部件的数据的非限制性示例。图4示出了住宅2的数据可以被扩展为包括其下游的仪表的数据92。在gui84的变压器区段90中触摸或点击住宅2线时，将显示仪表数据92。住宅1和商业1通常包括其下游仪表的相同仪表数据。仪表数据92包括下游仪表(仪表1至5)的名称；和以kwh为单位测量的仪表的使用；以及仪表的状态。仪表1至5中的每个的使用分别为4.2kwh、8.5kwh、4.8kwh、3.9kwh和2.6kwh。当加在一起时，仪表1至5的使用等于住宅2所显示的24kwh的测量的使用。仪表1、2和5的状态为绿色，其指示没有或基本上没有电力盗窃的概率。仪表4的状态为黄色，其指示轻微电力盗窃概率。仪表3的状态为红色，其指示高电力盗窃概率。在这种情况下，即使住宅2的仪表1至5的数据已折叠，仪表3的红色状态控制住宅2的红色状态，以指示需要立即注意仪表3。
图5示出了在触摸或点击gui84上的仪表数据92中的仪表3线时在单独的完整性检查窗口94中对仪表3的状态的详细解释，该窗口显示在变压器区段90中的其他数据的顶部上。完整性检查窗口94显示仪表3的所有现有的电力盗窃指示符，并且可以通过触摸或点击其右上角的“x”来关闭。仪表1、2、4和5中的每个通常包括相似的完整性检查窗口。
完整性检查窗口94示出仪表3具有三个现有的电力盗窃指示符。第一个是仪表3处停电，而住宅2没有停电。第二个电力盗窃指示符是在仪表3和仪表3下游的子仪表获取的读数之间的差异。由于控制器执行以上关于图2描述的过程66，因此发现第二盗窃指示符。如前所解释的，仪表3的第一和第二盗窃指示符都是高概率盗窃指示符，因此红色状态显示在每个盗窃指示符描述的左侧。
仪表3的第三个电力盗窃指示符是明显的使用下降，通常将使用下降设置为每日使用减少15％或更多，但可以根据不同的情况或偏好设置为不同的水平。如上所述，该类型的电力盗窃指示符是轻微概率指示符，因此黄色状态显示在其描述的左侧。由于完整性检查分析发现了两个高概率盗窃指示符和一个轻微概率盗窃指示符，因此仪表3处的电力盗窃概率非常高。这就是为什么住宅2的总体状态用红色指示的原因。由于这种情况，该公用事业几乎将肯定派出一名线务员调查仪表3。基于完整性检查窗口94中的仪表3的数据，线务员可能发现已使用诸如图1所示的旁路方法的方法至少部分地绕过仪表3。
如在图3至图5的gui84上的示例所示，完整性检查分析在确定电力是否在特定房产处被盗窃时是有用的，并且将分析输出到gui84对于向公用事业发出盗窃的警报是有用的。颜色编码的排名系统和数据的组织允许公用事业快速了解每个被监测系统部件的电力盗窃概率，并采取适当的措施，诸如例如派出线务员调查系统部件或将来更紧密地监测特定部件的状态。对于公用事业，重要的是在特定位置具有可靠的电力盗窃指示符，以防止达数十亿美元的电流损失。
有益地，本发明的实施方案因此提供了一种用于检测电力盗窃的系统。该系统包括控制器，该控制器在多个时间间隔上从主仪表和子仪表接收电力使用和需求数据，并监测从主仪表和子仪表测得的需求数据的变化和/或由主仪表和子仪表使用数据解释的需求数据的变化。如果来自子仪表的需求数据变化上升到最小阈值以上，则控制器会将来自子仪表的需求数据变化与同时测量的来自主仪表的对应需求数据变化进行比较。然后，控制器计算指示主仪表已被篡改或绕过多少的篡改百分比和/或系数。如果来自主仪表和子仪表的需求数据之间存在差异，则篡改百分比和/或系数将指示公用事业客户已绕过主仪表以减少电力公用事业电费的百分比。
本发明的其他实施方案提供，该系统还包括显示由系统控制器执行的完整性检查分析的结果的gui。系统控制器监测或分析来自各种仪表和系统部件上的传感器(诸如例如多个变压器和主仪表)的数据。分析数据以确定在系统部件处发生电力盗窃的概率。系统控制器监测表明轻微、中等或高盗窃概率的电力盗窃指示符。控制器基于点系统对指示符进行排名。然后，根据颜色编码排名系统，由控制器基于所有被监测系统部件的盗窃指示符确定的盗窃概率以某个颜色显示在gui上。gui将盗窃概率显示为不同的颜色，以使公用事业易于采取措施。
根据本发明的一个实施方案，一种用于检测来自公用事业的电力盗窃的系统。系统包括控制器，该控制器被配置为：接收来自上游计量装置的电力读数和来自第一下游计量装置的电力读数，上游计量装置被配置为感测流过其中的电力，第一下游计量装置位于上游计量装置的电气下游并且被配置为感测流向第一负载的电力。控制器进一步被配置为将来自第一下游计量装置的电力读数与来自上游计量装置的电力读数进行比较。控制器还被配置为：基于来自第一下游计量装置的电力读数偏离来自上游计量装置的电力读数的程度来计算对通过上游计量装置的电气路径的干扰水平，并且将对电气路径的干扰水平输出到公用事业。
根据本发明的另一实施方案，一种检测电力盗窃的方法包括：使用主仪表获取主负载的电气数据，并使用子仪表获取主负载下游的次级负载的电气数据，并将主负载和次级负载的电气数据传输到控制器。此外，该方法包括用控制器分析主负载和次级负载的电气数据，以检测任何次级负载电气数据是否与对应的主负载电气数据冲突。此外，该方法包括：基于该分析，用控制器评估对通过主仪表到主负载的电气线路的篡改程度；并且将对电气线路的篡改程度输出到显示器。
根据本发明的又一实施方案，具有电气盗窃检测能力的电力系统包括：主仪表，该主仪表被配置为测量通过从电力公用事业到主负载的电气路径的电力流动；以及控制系统，该控制系统用于检测电力盗窃。控制系统被配置为：检索主仪表的电力流动测量值以及来自主仪表的电气下游的至少一个次级仪表的电力流动测量值，该至少一个次级仪表被配置为测量到至少一个次级负载的电力流动；以及将主仪表的电力流动测量值的变化与同时获取的次级仪表的电力流动测量值的变化进行比较。控制系统还被配置为：基于主仪表的电力流动测量值的变化与至少一个次级仪表的电力流动测量值的变化的比较，计算在递送到主负载之前绕过主仪表的电力的百分比；并且在图形用户界面上显示百分比。
已根据优选的实施方案描述了本发明，并且认识到，除了明确指出的那些以外，等同形式，替代形式和修改形式也是可能的并且在附加权利要求的范围内。
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