[發明專利]一種基于狀態估計且具備隱私保護的電網盜電檢測方法

有效

• 申請號: 201810684346.6
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN108964894B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 溫蜜;姚冬緩;李晉國;張思佳;朱丹;王濤
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L29/06;H04L29/08;G06Q50/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

本發明涉及一種基于狀態估計且具備隱私保護的電網盜電檢測方法，包括以下步驟：步驟S1.可信第三方TPP為控制中心CC和局域網LAN網關生成兩對密鑰；步驟S2.區域內的用戶向局域網LAN網關發送用戶用電信息，局域網LAN網關驗證信息并接收；步驟S3.局域網LAN網關分析用戶的用電量，檢測是否存在盜電行為，同時檢測該用戶是否受到攻擊，電量是否遭到修改；步驟S4.局域網LAN網關將該區域的總用電量聚合成Y發送控制中心CC，作為電力公司電量調度的標準。與現有技術相比，本發明具有更適用于實際應用，信息安全性更高，成本更低等優點。

技術領域

本發明涉及一種電網檢測方法，尤其是涉及一種基于狀態估計且具備隱私保護的電網盜電檢測方法。

背景技術

先進的計量基礎設施(AMI)是智能電網的重要組成部分。通過智能電表，電力公司能夠獲得用戶的歷史用電量或進行實時的電壓，電流，有功功率，無功功率，用電量等多種測量。操作中心可以以分布式方式實現，跨越不同的地理區域。它負責動態調整電量以滿足需求，并實時檢測和響應電力系統的薄弱環節或故障。智能電網將用戶詳細的實時用電信息通過智能電表公開給電力公司，從而改變電力價格甚至通過預設的負荷控制開關調整客戶用電量以實現需求高峰扁平化。用戶可以通過智能電網服務訪問自己的實時信息。為了降低自己的電費和享受不間斷的活動，用戶更愿意使用節能家電，同時更愿意將高能耗家電的使用時間從高峰用電轉換到非高峰用電。

但是，在智能電網尤其微網中，智能電表更易受到攻擊。為了獲得更多經濟利益，盜電行為不斷發生。同時，盜電行為對于整個電力系統來說都是一個嚴重的問題，它將會對電力公司和合法用戶造成巨大損失，同時對于電網的正常運行進行干擾甚至使得設備出現故障或損壞。前者因為修改用電量使得電力公司少收電費，合法用戶承擔自己沒有消費的用電量；后者因為修改用電量使得電網設備如變電站不能按照正常的用電需求進行供電而過載或欠載運行。

對于智能電網的盜電問題，很多研究在進行。大多數學者使用支持向量機 (SVM)基于分類的盜電檢測技術，來對測試數據庫正常和攻擊的樣本進行分類以檢測盜電。但是，基于SVM的盜電檢測技術通常需要從智能電表所收集的大量歷史用電量數據作為訓練數據來獲取特性。

值得注意的是，一般的盜電檢測技術要求系統操作員知道用戶詳細的用電信息。但是，用戶信息包含眾多隱私，如果暴露將是一個嚴重的問題。智能電表中信息將會暴露用戶的習慣和行為。某一活動如看電視可檢測到功率消耗的簽名。在經濟利益或政治利益的驅使下，挖掘行為數據的技術將迅速發展，以符合那些利用這些信息的人的愿望。比如：如果用戶的日耗電量非常低，長期缺乏大功率電器的使用，意味著該用戶不在家。這樣的隱私敏感信息必須受到保護，免受未經授權的訪問。

雖然許多學者研究了智能電網的隱私問題，但盜電檢測這一問題卻沒有涉及。當然也有一部分學者綜合考慮了上述問題。Salinas使用狀態估計的方法，基于兩個松散耦合卡爾曼濾波器進行盜電檢測并實現隱私保護。卡爾曼濾波器以最小化均方估計誤差的方式遞歸地估計過程的狀態。電網接收來自電表的殘差矢量進行隱私保護并進行盜電檢測。隨著我國經濟的高速發展和人民生活水平的提高，用電量迅猛增加。而電參數的準確、快速測量及信息傳遞對于實現電網調度自動化、保證電網安全與經濟運行具有十分重要的意義。這樣電力公司通過接收的用電量信息進行分析，合理配電，有效調度。因此電網需要知道用戶的用電量，這樣Salinas的方案中只發送殘差給控制中心是不符合實際電網操作需求的。綜上所述，一種綜合考慮電網中盜電問題與用戶隱私問題的檢測方法急需實現。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于狀態估計且具備隱私保護的電網盜電檢測方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于狀態估計且具備隱私保護的電網盜電檢測方法，包括以下步驟：

步驟S1.可信第三方TPP為控制中心CC和局域網LAN網關生成兩對密鑰；