[發明專利]基于區塊鏈使能的智能電網電力故障檢測與安全傳輸方法

有效

• 申請號: 202110625902.4
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113394880B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 寧兆龍;陳晗頔;王小潔;郭磊;高新波
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;G01R31/08;H04L9/40;H04L67/1097;H04L67/12;G06N20/00
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 李金蓉

1.基于區塊鏈使能的智能電網電力故障檢測與安全傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)對城市拓撲進行域的劃分，構建城市拓撲，并以此構建傳輸模型，將供電站PSS覆蓋域作為城市拓撲的傳輸終點；

2)無人機檢測到產生的電力故障，使用無人機進行電力故障數據傳輸，基于步驟1)中構建的傳輸模型，確定多目標優化函數；

3)若電力故障所產生的域不在PSS可覆蓋范圍域，則基于步驟2)中確定的優化函數使用無人機進行域內傳輸；

4)為了保證數據傳輸的安全性和傳輸性能，對區塊鏈傳輸的安全性和傳輸性能進行權衡，確定深度強化學習的狀態空間、動作空間和獎勵函數，使用改進的近端策略優化訓練算法優化共識節點數量和區塊大小；

5)基于步驟4)中優化后的區塊鏈參數進行區塊鏈認證，若認證未通過，則記錄錯誤信息，返回錯誤數據，若認證通過，則使用基于A*算法的雙目標多目的地路徑優化算法優化路徑，基于優化后的路徑進行故障數據傳輸；

6)重復域內傳輸步驟3)～5)直至傳輸到PSS覆蓋域，使用改進的市場匹配算法選擇合適的信號上傳子信道優化上傳時延；

7)數據上傳后進行電力故障的人工檢測，并根據故障數據回傳獎勵。

2.根據權利要求1所述基于區塊鏈使能的智能電網電力故障檢測與安全傳輸方法，其特征在于：步驟1)所述構建城市拓撲包括：將城市劃分為多個規模相等的域，對于域d而言，域d內包含D^d個無人機，無人機根據不同的工作模式劃分為檢測無人機和中繼無人機，所有工作無人機的飛行高度和飛行時間固定，每個域包含一個無人機管理站對無人機進行及時調度和充電，PSS負責管理所有的無人機管理站。

3.根據權利要求1或2所述基于區塊鏈使能的智能電網電力故障檢測與安全傳輸方法，其特征在于：所述構建的傳輸模型包括以下步驟：

(1)構建通信模型包括：U2M通信模型、U2S通信模型和U2U通信模型，U2M表示無人機與管理站通信，U2U表示無人機與無人機通信，U2S表示無人機與PSS通信；

(2)構建時延模型：故障x的時效性A_x表示為其中表示記錄時延，表示傳輸時延，表示上傳時延；

(3)構建效益模型：通過傳輸獎勵與成本的差值計算得到。

4.根據權利要求3所述基于區塊鏈使能的智能電網電力故障檢測與安全傳輸方法，其特征在于：所述U2M通信模型中U2M通信速率表示為

其中B_m表示U2M通信的子信道帶寬，Γ_i,d表示信噪比，由p_i,d/σ²計算得到，p_i,d表示占用信道的平均接收功率，σ²表示高斯白噪聲；

在所述U2S通信模型中使用非正交多址訪問，通過子信道復用提升故障信號的上傳效率；在固定PSS信道帶寬為B_s子信道個數為K的情況下，U2S占用子信道k的通信速率為：

Γ_i,s,k表示U2S通信的信干噪比，且其中σ²表示高斯白噪聲，p_i,s,k表示平均接收功率，I_i,s,k表示子信道k的干擾；

所述U2U通信模型中利用自由空間信道模型對U2U通信進行建模，在無人機信道帶寬B_u固定的情況下，U2U信號傳輸的通信速率表示為：

p_i,j表示從無人機i到j的接收功率。