(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 105182030 A (43)申请公布日 2015.12.23
(21)申请号 201510522959.6(22)申请日 2015.08.24
(71)申请人国家电网公司
地址210009 江苏省南京市高新开发区纬二
路
申请人南京南瑞集团公司
南京南瑞太阳能科技有限公司(72)发明人姬秋华 刘刚 周光 杜炜
戴晨松 陈磊 张羽 王彦隽胡继昊 蔡伟 黄宜林(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限
公司 32224
代理人董建林 许婉静(51)Int.Cl.
G01R 11/24(2006.01)
权利要求书2页 说明书5页 附图4页
(54)发明名称
一种分布式光伏发电窃电方式识别方法(57)摘要
本发明公开了一种分布式光伏发电窃电方式识别方法，首先对分布式光伏发电的4中窃电方式市电整流逆变法、市电改接法、光伏计量表升压法、光伏计量表升流法进行窃电场景分析，然后结合其窃电特点，给出对应的窃电识别方案，通过分布式光伏发电窃电方式的初步识别，给稽查人员提供参考，提高排查的针对性。
C N 1 0 5 1 8 2 0 3 0 A CN 105182030 A
权 利 要 求 书
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1.一种分布式光伏发电窃电方式识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）对分布式光伏发电系统窃电场景分析，所述分布式光伏发电系统窃电场景包括市电整流逆变法窃电场景、市电改接法窃电场景、光伏计量表升压法窃电场景和光伏计量表升流法窃电场景；
2）根据所述步骤1）的窃电场景分析结果，结合窃电特点，给出对应的每种窃电方式的窃电识别方法。
2.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电窃电方式识别方法，其特征在于，所述步骤1）中，市电整流逆变法窃电是指直接利用整流装置将市电整流成直流，并联于光伏发电系统的直流侧，经过光伏并网逆变器转化成交流电上网。
3.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电窃电方式识别方法，其特征在于，所述步骤1）中，市电改接法窃电是指用户通过调整光伏发电系统的接线方式，将光伏计量表的进线改接为市电的进线，此时光伏计量表的计量数据为家电设备的耗电量。
4.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电窃电方式识别方法，其特征在于，所述步骤1）中，光伏计量表升压法窃电是指利用附加的升压变压器构造一个虚高的电压接入到光伏计量表，使光伏计量表转速加快，多计光伏发电量。
5.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电窃电方式识别方法，其特征在于，所述步骤1）中，光伏计量表升流法窃电是指利用附加的调压器，使在原边加一个很小的电压，副边即可感应出很大的电流，相当于在光伏计量表的电流回路上附加一个虚电流，使光伏计量表转速加快，多计光伏发电量。
6.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电窃电方式识别方法，其特征在于，所述步骤2）中，市电整流逆变法窃电识别方法为：
1-1）利用分布式光伏发电系统的历史数据库，对分布式光伏业主用电信息进行分析，通过蒙特卡洛法获得光伏业主用电量置信区间；
1-2）利用光伏计量表数据采集获取光伏发电量，由关口计量表数据采集获取上网电量，二者差值为分布式光伏业主自用电量；
1-3）将分布式光伏业主自用电量与光伏业主用电量置信区间进行比较，当分布式光伏业主自用电量大于光伏业主用电量置信区间上限时，统计天数；否则存入历史数据库；
1-4）统计月度累计超过光伏业主用电量置信区间上限的天数，当该天数大于7时，认为该分布式光伏电站具有市电整流逆变法窃电嫌疑；否则存入历史数据库。
7.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电窃电方式识别方法，其特征在于，所述步骤2）中，市电改接法窃电识别方法为：
2-1）利用分布式光伏发电系统的历史数据库，对分布式光伏业主用电信息进行分析，通过蒙特卡洛法获得光伏业主用电量置信区间；
2-2）将光伏计量表数据采集获得的光伏发电量与光伏业主用电量置信区间进行比较，若光伏发电量落在光伏业主用电量置信区间内，统计天数，否则存入历史数据库；
2-3）统计月度累计光伏发电量落在光伏业主用电量置信区间的天数，如果该天数大于7，即光伏发电量和光伏业主用电量信息吻合，认为该分布式光伏电站具有市电改接法窃电嫌疑；否则存入历史数据库。
8.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电窃电方式识别方法，其特征在于，所述
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权 利 要 求 书
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步骤2）中，光伏计量表升压法/升流法窃电识别方法为：
3-1）利用分布式光伏电站基本信息和实时气象数据采集信息，进行分布式光伏电站理论发电能力计算，计算光伏电站理论发电量95%的置信区间；
3-2）将光伏计量表获得的光伏发电量实际值与所述步骤3-1）计算获得的光伏电站理论发电量95%的置信区间上限进行比较，如果光伏发电量实际值大于光伏电站理论发电量95%置信区间上限，统计天数；否则存入历史数据库；
3-3）统计月度累计光伏发电量实际值大于光伏电站理论发电量95%置信区间上限的天数，当该天数统计值大于7时，判定该分布式光伏电站存在窃电嫌疑，然后转入步骤3-4），否则存入历史数据库；
3-4）检测该分布式光伏电站光伏计量表铅封是否完整，如果不完整，则存在光伏计量表升压法/升流法窃电嫌疑；否则，判定该分布式光伏电站存在其他窃电嫌疑。
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说 明 书
一种分布式光伏发电窃电方式识别方法
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技术领域
[0001]
本发明涉及一种分布式光伏发电窃电方式识别方法，属于光伏发电管控技术领
域。背景技术
分布式光伏发电作为太阳能发电的重要应用方式，能够充分利用太阳能广泛存在的特点，避免集中建设的场地限制因素，尤其面对我国中东部居住密集的现实条件，其大范围应用前景极为广阔。我国各级政府高度重视发展分布式光伏产业，分布式光伏装机容量增长迅速。
[0003] 与传统电力用户一般只安装关口计量表并单向计费的方式不同，分布式光伏业主可由国家电网公司免费提供关口计量表和光伏电能计量表，可以选择发电量全部自用、发电量全部上网或自发自用余电上网模式，根据国家相关政策上、下网电量分开结算。[0004] 2013年8月26日，国家发改委明确了全国范围内分布式光伏补贴标准为0.42元/千瓦时，这一标准较征求意见稿中的0.35元/千瓦时的补贴标准提高了20％。分布式光伏电站补贴政策一落地，在各地掀起建分布式光伏电站的热潮。同时，各地政府为了吸引更多企业到本地投资建电站，促进产业的健康发展，也加快脚步出台一系列优惠政策。受到分布式光伏补贴的利润诱惑，存在一些不法的分布式光伏业主利用一定的技术手段使得电表多计量发电量，从而骗取补贴的可能性。分布式光伏发电系统接入配电网，在用户侧安装有独立的分布式光伏电能计量表，从资产属性及技术上，存在分布式光伏发电用户窃电的可能性。低压分布式光伏项目因电压等级低，操作相对简单，安全风险低，其发生此类问题的可能性应高于高压用户。
[0005] 在传统电力系统反窃电中，尽管窃电的手法很多，但是万变不离其宗，都是减少计量表计量电量。而电能表计量电量的多少，主要决定于电流、电压、功率因数三个要素和时间的乘积，因此只要改变了任何一个要素或者直接改变计量电量都可以使电能表慢转、停转甚至反转，从而达到窃电的目的。窃电手法不外乎欠流、欠压、扩差、移相、无表法五种类型。
[0006] 对于几种典型的传统电力系统窃电方式，各种针对性的窃电识别技术和方案已比较成熟。但近年来，以骗取国家补贴为目的分布式光伏窃电方式不断催生，目前国内尚没有针对分布式光伏窃电方式识别的有效手段。
[0007] 由于分布式光伏发电存在各种不同的窃电场景，在不同的窃电方案下，分布式光伏窃电用户的发电量、业主用电量、上网电量呈现出不同的特征。通过传统的反窃电方法，难以识别用户是否正在窃电。并且，分布式光伏发电量受气象条件影响较大，用户的窃电时间具有难以预测性，因此，需要快速的窃电识别方法，对存在窃电嫌疑用户进行识别，并对存在的窃电方式进行预判断，以便在对存在窃电嫌疑用户进行稽查时提供一定的依据，提高稽查的准确性。
[0002]
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说 明 书
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发明内容
本发明的目的在于提供一种分布式光伏发电窃电方式识别方法，针对几种典型的分布式光伏窃电场景，设计对应的窃电识别方案，可以快速识别具有窃电嫌疑的分布式光伏用户，并对窃电嫌疑光伏电站采用何种窃电方式给出初步判定，提高稽查的针对性和有效性。
[0009] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：[0010] 一种分布式光伏发电窃电方式识别方法，包括以下步骤：[0011] 1)对分布式光伏发电系统窃电场景分析，所述分布式光伏发电系统窃电场景包括市电整流逆变法窃电场景、市电改接法窃电场景、光伏计量表升压法窃电场景和光伏计量表升流法窃电场景；
[0012] 2)根据所述步骤1)的窃电场景分析结果，结合窃电特点，给出对应的每种窃电方式的窃电识别方法。
[0013] 前述的步骤1)中，市电整流逆变法窃电是指直接利用整流装置将市电整流成直流，并联于光伏发电系统的直流侧，经过光伏并网逆变器转化成交流电上网。[0014] 前述的步骤1)中，市电改接法窃电是指用户通过调整光伏发电系统的接线方式，将光伏计量表的进线改接为市电的进线，此时光伏计量表的计量数据为家电设备的耗电量。
[0015] 前述的步骤1)中，光伏计量表升压法窃电是指利用附加的升压变压器构造一个虚高的电压接入到光伏计量表，使光伏计量表转速加快，多计光伏发电量。[0016] 前述的步骤1)中，光伏计量表升流法窃电是指利用附加的调压器，使在原边加一个很小的电压，副边即可感应出很大的电流，相当于在光伏计量表的电流回路上附加一个虚电流，使光伏计量表转速加快，多计光伏发电量。[0017] 前述的步骤2)中，市电整流逆变法窃电识别方法为：[0018] 1-1)利用分布式光伏发电系统的历史数据库，对分布式光伏业主用电信息进行分析，通过蒙特卡洛法获得光伏业主用电量置信区间；
[0019] 1-2)利用光伏计量表数据采集获取光伏发电量，由关口计量表数据采集获取上网电量，二者差值为分布式光伏业主自用电量；
[0020] 1-3)将分布式光伏业主自用电量与光伏业主用电量置信区间进行比较，当分布式光伏业主自用电量大于光伏业主用电量置信区间上限时，统计天数；否则存入历史数据库；
[0021] 1-4)统计月度累计超过光伏业主用电量置信区间上限的天数，当该天数大于7时，认为该分布式光伏电站具有市电整流逆变法窃电嫌疑；否则存入历史数据库。[0022] 前述的步骤2)中，市电改接法窃电识别方法为：[0023] 2-1)利用分布式光伏发电系统的历史数据库，对分布式光伏业主用电信息进行分析，通过蒙特卡洛法获得光伏业主用电量置信区间；
[0024] 2-2)将光伏计量表数据采集获得的光伏发电量与光伏业主用电量置信区间进行比较，若光伏发电量落在光伏业主用电量置信区间内，统计天数，否则存入历史数据库；
[0008]
2-3)统计月度累计光伏发电量落在光伏业主用电量置信区间的天数，如果该天数大于7，即光伏发电量和光伏业主用电量信息吻合，认为该分布式光伏电站具有市电改接法
[0025]
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窃电嫌疑；否则存入历史数据库。[0026] 前述的步骤2)中，光伏计量表升压法/升流法窃电识别方法为：[0027] 3-1)利用分布式光伏电站基本信息和实时气象数据采集信息，进行分布式光伏电站理论发电能力计算，计算光伏电站理论发电量95％的置信区间；
[0028] 3-2)将光伏计量表获得的光伏发电量实际值与所述步骤3-1)计算获得的光伏电站理论发电量95％的置信区间上限进行比较，如果光伏发电量实际值大于光伏电站理论发电量95％置信区间上限，统计天数；否则存入历史数据库；
[0029] 3-3)统计月度累计光伏发电量实际值大于光伏电站理论发电量95％置信区间上限的天数，当该天数统计值大于7时，判定该分布式光伏电站存在窃电嫌疑，然后转入步骤3-4)，否则存入历史数据库；
[0030] 3-4)检测该分布式光伏电站光伏计量表铅封是否完整，如果不完整，则存在光伏计量表升压法/升流法窃电嫌疑；否则，判定该分布式光伏电站存在其他窃电嫌疑。[0031] 本发明给出四种常见分布式光伏窃电场景，并对其分析，针对各窃电场景的不同特点，给出相应的窃电识别方案，通过分布式光伏发电窃电方式的初步识别，给稽查人员提供参考，提高排查的针对性。附图说明
[0032] [0033] [0034] [0035] [0036] [0037] [0038] [0039]
图1为220V分布式光伏发电计量正常接入原理图；
图2为市电整流逆变法窃电场景线路图；图3为市电改接法窃电场景线路图；
图4为光伏计量表升压法窃电场景线路图；图5为光伏计量表升流法窃电场景线路图；图6为市电整流逆变法窃电识别方法流程图；图7为市电改接法窃电识别方法流程图；
图8为光伏计量表升压法/升流法窃电识别方法流程图。
具体实施方式
[0040] 现结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。[0041] 首先对分布式光伏发电系统窃电场景分析。
[0042] 目前常见分布式光伏发电窃电方式有市电整流逆变法、市电改接法、光伏计量表升压法、光伏计量表升流法。以上4种窃电方式都能使分布式光伏计费电能表多计发电量，分布式光伏发电业主以此骗取国家补贴。
[0043] 220V分布式光伏发电计量正常接入原理如图1所示。光伏发电系统的并网点处安装光伏发电计量表，该计量表主要负责计量光伏发电系统的发电量，用于光伏发电量计量和补贴。光伏发电项目与公共电网的产权分界点即关口计量点处安装关口计量表，此处可安装一台具有双向计量功能的电能表，同时计量上、下网电量。四种窃电场景分析如下：
[0045] 1)市电整流逆变法窃电场景分析[0046] 如图2所示，市电整流逆变法直接利用整流装置将市电整流成直流，并联于光伏
[0044]
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发电系统的直流侧，经过光伏并网逆变器转化成交流电上网。使用这一方案，用户甚至可以不安装光伏电池板，直接用整流装置冒充光伏电池组件发电。此种窃电方式，既可以将光伏电池组件经光伏并网逆变器输出功率与市电整流逆变输出功率进行叠加，计入计量表；也可以直接市电经整流逆变装置输出计入计量表。该种窃电方式利用市电，会增加分布式光伏业主用电量，且光伏业主增加的用电量与光伏发电量具有一定的相关性。[0047] 2)市电改接法窃电场景分析[0048] 如图3所示，市电改接法是用户通过调整其内部接线方式，将光伏计量表的进线改接为市电的进线，此时光伏计量表的计量数据为家电设备的耗电量。该种窃电方式下，当负荷消耗功率大于光伏发电功率时，负荷消耗电能越多，分布式光伏电源用户窃取的电能就越多；当负荷消耗功率小于光伏发电功率时，光伏发电功率会流向市电侧，此时窃电失败，反而会给分布式光伏电源用户带来经济损失。此种窃电方式，光伏发电计量表计量的为负荷电量，与分布式光伏业主用电量信息高度相关。[0049] 3)光伏计量表升压法窃电场景分析[0050] 如图4所示，利用附加的升压变压器构造一个虚高的电压接入到光伏发电计量表，使计量表转速加快，多计光伏发电量以骗取国家电价补贴。升压法的窃电量与电压差相关，压差越大，窃电量越多，且与光伏实际发电量成正比。该方式在实施时必须动光伏发电计量表铅封，易于稽查。
[0051] 4)光伏计量表升流法窃电场景分析[0052] 如图5所示，光伏计量表升流法利用的调压器相当于一台副边短路的变压器，只需在原边加一个很小的电压，副边即可感应出较大电流，相当于在光伏发电计量表的电流回路上附加一个虚电流，使计量表转速加快，多计光伏发电量以骗取国家电价补贴。该方式在实施时必须动光伏发电计量表铅封，易于稽查。[0053] 针对上述四种典型的分布式光伏窃电场景，结合其窃电特点，给出对应的窃电识别方案如下。
[0054] 1)市电整流逆变法窃电识别方案
[0055] 对于分布式光伏市电整流逆变法窃电方式，分布式光伏业主利用市电经整流逆变装置将市电伪装为分布式光伏发电，业主用电量会明显增加。本发明通过分析业主用电量信息对该种窃电方式进行甄别。分布式光伏发电系统中安装有两块计量表，其中一块为光伏发电计量表，计量分布式光伏发电系统的发电量；另外一块为关口计量表，计量分布式光伏发电系统的上网电量，关口计量表为双向计量表，取电能由分布式光伏发电系统流向电网为正方向。对于采用自发自用余电上网并网模式的分布式光伏业主，其自用电量等于光伏发电系统发电量与上网电量之差，当光伏发电系统发电量大于本地负荷用电量，上网电量为正值；当光伏发电系统发电量不足以提供给本地负荷时，电能由电网流向分布式光伏发电系统，此时上网电量为负值。[0056] 本发明利用历史数据库，对分布式光伏业主用电信息进行分析，通过蒙特卡洛(Monte Carlo)方法获得业主用电量置信区间范围。本发明给出光伏业主用电量95％置信区间，即当置信区间为[a,b]时，可以理解为我们有95％的信心说样本的平均值介于a到b之间，而发生错误的概率为5％。利用蒙特卡洛方法获得估计值分布时，首先对所有估计值样本进行排序，置信区间下限：a为排序后第lower％百分位值；置信区间上限：b为排序后
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第upper％百分位值。当求取90％置信区间时，lower＝5，upper＝95；当求取95％置信区间时，lower＝2.5，upper＝97.5；当求取99％置信区间时，lower＝0.5，upper＝99.5。[0057] 如图6所示，利用光伏发电计量表数据采集获取光伏发电量，由关口计量表数据采集获取上网电量，二者差值为分布式光伏业主自用电量。将光伏发电量、上网电量之差与业主用电量置信区间进行比较，当光伏发电量与上网电量之差大于光伏业主用电量置信区间上限时，统计天数；否则存入历史数据库。统计月度累计超过光伏业主用电量置信区间上限天数，当累计天数大于7时，认为该分布式光伏电站具有市电整流逆变法窃电嫌疑；否则存入历史数据库。
[0058] 2)市电改接法窃电识别方案
[0059] 对于分布式光伏市电改接法窃电方式，分布式光伏业主利用负荷用电量冒充光伏发电量，其发电量信息与业主用电量信息高度吻合。如图7所示，在该识别方式中，同样利用历史数据库，对分布式光伏业主用电信息进行分析，通过蒙特卡洛方法获得业主用电量置信区间范围。将光伏发电计量表数据采集获得的光伏发电量与业主用电量置信区间进行比较，若光伏发电量落在业主用电量置信区间内，统计天数，否则存入历史数据库。统计月度累计光伏发电量落在业主用电量置信区间的天数，如果该天数大于7，即光伏发电量和业主用电量信息比较吻合，认为该分布式光伏电站具有市电改接法窃电嫌疑；否则存入历史数据库。
[0060] 3)光伏计量表升压法/升流法窃电识别方案
[0061] 对于分布式光伏的光伏计量表升压法/升流法窃电方式，由于其在窃电时，会破坏光伏计量表铅封，易于稽查。但如果对所有分布式光伏发电系统进行周期性排查，工作量大，且稽查目标不明确。本发明针对该种窃电方式给出相应的窃电识别方法，首先判断分布式光伏发电系统是否存在窃电嫌疑，然后对存在窃电嫌疑的分布式光伏电站进行重点稽查，提高工作效率。[0062] 如图8所示，本发明利用分布式光伏电站基本信息和实时气象数据采集信息，进行分布式光伏电站理论发电能力计算，计算光伏电站理论发电量95％的置信区间。将光伏发电计量表获得的光伏发电量实际值与计算获得的光伏电站理论发电量95％的置信区间上限进行比较，如果光伏发电量实际值大于光伏电站理论发电量置信区间上限，统计天数，否则存入历史数据库。当月度统计天数大于7时，判定该分布式光伏电站存在窃电嫌疑；然后检测该分布式光伏电站光伏发电计量表铅封是否完整，如果不完整，则存在光伏计量表升压法/升流法窃电嫌疑；否则，判定该分布式光伏电站存在其他窃电嫌疑。
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