基于云边协同的微电网自动控制系统

微电网及分布式能源的数量、规模快速发展,当前系统无法满足海量相关数据采集、存储、分析计算需求；为适应多微电网控制的高并发、高可靠性的处理要求,提出了基于云边协同的微电网自动控制系统；基于Docker容器技术优化配置云边计算资源；设计了基于云边协同的微电网自动控制系统总体架构,对云边协同功能及主要数据流进行了详细说明；进一步分析了其中微电网控制及能量管理等核心功能及其数据处理需求,提出了云边协同架构下的计算分析任务调度策略,基于带宽资源对迁移任务数据流进行调度,兼顾任务时限要求和服务器的负荷均衡；最后通过运行实例对提出的微电网自动控制系统功能及优越性进行有效性验证,所提系统通过架构、功能和任务调度策略满足了多微电网的控制要求。     

基于元数据的电网通信资源数据校核方法

由于缺乏有效管理手段,导致电网通信资源数据的完整性、一致性、有效性无法保障,影响电网通信专业服务质量。为此,提出了基于元数据的电网通信资源数据校核方法。该方法分为三个过程：利用网络捕包得到电网通信资源数据,将捕获的数据存入磁盘列阵内和电网通信资源数据多层次校核。多层次校核内的信息层校核将XSD推荐标准作为元数据实施驱动,利用XSD校核引擎实现信息校核;模型层校核将元数据模型内同公共信息模型OWL描述的本体文件作为元数据,校核电网通信网络各系统资源信息内提取的RDF格式模型实例;数据层校核以元数据模型内拓扑规则元数据作为校核依据,校核电网各系统中常见的孤岛、内外环等拓扑结构问题。实验结果表明：所提方法能有效验证电网通信资源数据的一致性、有效性和完整性,且校核精度较高达95%以上。     

基于N-k故障的电网数据通信业务保障分级方法

通过对电网通信业务保障分级处理，提高电网通信稳定性，提出基于N-k故障的电网数据通信业务保障分级方法。采用智能传感信息处理技术构建电网通信业务保障分级数据的时间序列，数据集包括控制、保护、调度等信息，根据多维参数约束及网络资源均衡调度方法提取电网通信业务保障分级数据的关键性特征参数，结合风险控制建立电网风险均衡多目标优化模型，分析电网数据通信业务保障分级的N-k故障树，采用多层次决策树实现对电网业务等级划分，构建为以链路带宽可用性最大目标集的决策树，根据N-k故障层次化聚类结果实现对电网数据通信业务保障分级处理。仿真测试结果表明，采用该方法进行电网数据通信业务保障分级处理，与应用对比方法相比，应用所提方法后其链路利用率高于90%,可更好地为电网数据通信业务提供保障。     

基于区块链的云边协同系统设计研究

为提高云边协同服务的可信度、安全性和公正性，促使云边协同创新、高速发展，本文利用区块链技术，设计一款功能齐全、性能稳定的云边协同系统。该系统严格遵循系统设计原则，从区块链和非区块链两个部分入手，完成系统架构设计。针对许可管理、签约、调度采集、资费结算等核心模块进行了功能设计，充分保证了系统稳定性和可靠性。本文所设计的云边协同系统不仅可以提高应用部署效率，还能实现资源调度与结算自动化管控，符合用户安全化使用需求。希望通过这次研究，为相关人员提供有效的借鉴和参考。     

基于MQTT- SM4掩码辅助加密算法的配电物联网安全通信

随着“坚强智能电网”、“泛在电力物联网”等战略的部署和发展建设，大量的电力采集设备、机器人、监控摄像头应用在配网作业场景中。因此，针对配网终端数量多和配网作业环境复杂多样化等因素，如何设计合适的通信架构对于保证配网数据的安全稳定传输尤为重要。首先，本文基于当前流行的物联网平台通信协议MQTT、CoAP和HTTP，从多个方面进行对比分析，并设计了一种新颖的配电物联网通信架构。进一步，针对安全性要求，我们基于国密SM4提出MQTT- SM4掩码辅助加密算法对配电物联网信息进行加密传输，通过会话密钥协商获取所需的掩码密钥和消息密钥，并协同计算出轮密钥用于加密。通过对MQTT- SM4掩码辅助加密算法进行加密测试和安全分析，仿真结果表明，本文设计方案能够有效提高配电物联网通信安全性和稳定性。     

基于数据驱动的云边智能协同综述

随着物联网（IoT）的快速发展，大量在传感器等边缘场景产生的数据需要传输至云节点处理，这带来了极大的传输成本和处理时延，而云边协同为这些问题提供了有效的解决方案。首先，在全面调查和分析云边协同发展过程的基础上，结合当前云边智能协同中的研究思路与进展，重点分析和讨论了云边架构中的数据采集与分析、计算迁移技术以及基于模型的智能优化技术；其次，分别从边缘端和云端深入分析了各种技术在云边智能协同中的作用及应用，并探讨了云边智能协同技术在现实中的应用场景；最后，指出了云边智能协同目前存在的挑战及未来的发展方向。     

基于BRLWE的物联网后量子加密技术研究

随着量子计算机的发展,现有的公钥加密体系无法保障物联网通信的安全性。后量子加密算法所基于的数学难题目前还不能被量子计算机攻破,因此具备良好的抗量子安全性,尤其是基于格的公钥密码体制,有望成为下一代公钥加密体系的主流。然而,后量子加密算法存在计算量大、存储空间大等问题,如果将其直接应用于物联网终端的轻量级设备中,会降低物联网环境的通信效率。为了更好地保护物联网通信安全,保障物联网通信效率,提出了Sym-BRLWE(symmetrical binary RLWE)后量子加密算法。该算法在基于二进制环上容错学习(BRLWE,binary ring-learning with errors)问题的加密算法的基础上,改进了离散均匀分布上的随机数选取方式和多项式乘法的计算方式,从而满足物联网通信的效率要求,增加了加密安全性防护性措施以保证算法在取得高效率的同时具有高安全性,更加适应于物联网轻量设备。安全性分析表明,Sym-BRLWE加密算法具有高安全性,从理论上能够抵抗格攻击、时序攻击、简单能量分析和差分能量分析;仿真实验结果表明,Sym-BRLWE加密算法具有通信效率高的优势,加密解密效率高且密钥尺寸小,在模拟8 bit微型设备的二进制运算环境下,选择140 bit的抗量子安全级别参数时,相较于其他已有的基于BRLWE的加密算法,同等加密条件下Sym-BRLWE加密算法能够在加密总时间上减少30%~40%。     

基于数据驱动的管道云边协同泄漏检测方法

随着管道运输规模的不断扩大和泄漏检测流程的日趋复杂,管道泄漏检测系统中数据采集、传输和处理等任务难度呈几何级数上升.鉴于此,针对基于数据驱动的管道云边协同泄漏检测方法展开研究,首先针对系统在数据获取方面中压力数据采集量大、数据之间存在冗余的问题,提出一种自适应数据压缩与采集算法;然后依据云边协同调度策略的需求,对云边协同系统中各个环节进行任务细粒度划分,并根据划分后子任务的计算时延和传输时延提出云边协同下管道泄漏检测系统的任务拓扑模型;最后将系统的优化目标定义为在任务执行时间限制下的边缘控制器利用率,进而通过遗传算法求解时间限制下的最优调度策略.仿真分析验证了管道云边协同泄漏检测方法的有效性,所提出方法可以实现管道泄漏事件快速报警.     

基于轻量化模型的智能配电站房云边协同应用模式研究

为了解决电力行业图像智能识别由于云端集中推理模式带来的网络带宽限制和数据传输时延方面的问题,在云边协同应用与人工智能深度学习网络模型轻量化压缩两个方向上进行探索研究和融合应用,通过云边协同架构体系和主流人工智能深度学习网络模型压缩方法进行对比分析,提出了一种基于参数量化模型压缩的云边协同应用模式,并在实际运行中的智能配电站房中进行现场测试,通过业务应用测试和数据结论验证了该应用模式的可行性,通过该云边协同应用模式实现了云端模型复用,减少了额外开发边端模型的人力物力投入,具有较高的示范和推广价值。     

文献计量视角下我国云边协同及任务调度研究综述

【目的】新型算力网络体系的构建背景下,对基于云边协同的任务调度研究现状进行全面的分析,可以使研究者们能够快速明确当下的研究热点,通过聚焦研究这些热点,促进新型算力网络体系的构建。【方法】利用文献计量学和内容分析等方法,对选取期刊论文的外部特征和内容进行了详细的调查分析,总结了目前基于云边协同的任务调度研究领域的一些特点,并对接下来的研究做出相应的展望。【结果】目前对基于云边协同的任务调度研究是与时代前沿科技紧密贴合的。【结论】随着5G技术的迅猛发展,以及“万物互联”、“一体化大数据中心”概念的密集提及,接下来对于“云边协同”、“任务调度”等相关的算法研究、优化,物理资源、数据资源的调度、分配优化,构建并完善一体化大数据中心生态体系等势必进入新一轮的研究热潮。     

基于区块链技术的电力物联网终端安全认证系统应用研究

电网状态全感知的目标意味着物联网技术在电网的广泛应用,大量物联网终端通过传感技术、通信技术和计算机技术接入网络。电力物联网终端分布呈现数量大、地域广、采集数据复杂的特点,容易被攻击者突破和入侵,而且传统的中心化认证存在单点失败、性能瓶颈等问题。本文基于区块链技术,研发并应用了基于终端标识符的DID数字身份、区块链多源适配的DID解析器、基于终端凭证信息的零知识证明、基于机器学习算法的设备管理等技术,设计出了一种基于区块链的电力物联网终端安全认证系统。该系统在电网内成功应用,实现了物联网设备接入认证的去中心化,降低了设备接入的网络安全风险,减少了中心化基础设施建设和维护的成本,提高了运维人员的工作效率。     

内外网数据安全交换技术在电网企业的应用研究

为保护企业机密,需要采用安全有效且成熟的技术来保障企业信息安全。以网闸等安全设备为基础的内外网数据安全交换平台,通过网络隔离、安全访问控制、协议剥离重组等技术,实现可控安全的数据交换,建立一套完善的内外网数据安全交换系统。本文参考电网企业安全防护标准、公安信息通信网边界接入平台安全规范及其他行业内外网安全防护设计思路,结合电网企业的应用需求,提出了多层次安全隔离防护,强管控数据交换的安全策略,并设计了符合电网企业应用需求的内外网数据安全交换平台、数据交换体系和安全管控方法,实现了电网企业内外网安全数据交换。同时结合试点、推广建设与实践,阐述了该体系在电网企业内外网实际环境中的应用效果。     

面向电网PMU时序数据的云边协同技术

相量测量单元(phasor measurement unit, PMU)时序数据在支撑电网安全稳定运行中发挥了重要作用, 而随着电网调控云建设, 电网运行数据统计分析等业务对PMU时序数据的云端共享提出了需求. 本文提出了一种面向PMU时序数据的云边协同技术, 该技术针对PMU时序数据的存储和访问特性, 构建数据协同模型架构, 实现PMU时序数据从电网调度系统生产控制区边缘节点汇集到调控云, 并通过模型化的方式进行共享. 通过在测试环境下进行实施和测试, 验证了该技术的可行性.     

面向电力大数据的云审计研究与应用

随着电网数字化转型的深入开展,电力大数据时代悄然而至,也为电网企业的内部审计带来了挑战,大数据等新技术的推广应用为革新审计模式开拓了新的思路。在此背景下,基于信息融合技术和数据挖掘技术,本文搭建了具备“开放、融合、动态、智能”特点的面向电力大数据的云审计平台,实现电网全业务领域审计数据资源共享。借助该平台,审计人员可以及时、准确地获取数字化审计需要的全业务数据,实现跨系统、跨业务数据分析,并可通过自主搭建审计分析模型,捕获疑点,筛查线索。通过配网项目全过程监督评价模型实践应用,充分验证了云审计可以有效提升审计效率和质量,对防范和化解电网企业经营管理风险起到了积极的促进作用。     

智能电网通信安全技术研究

智能电网的通信安全技术不仅能够有效对电网运行进行实时监控,还能够降低通信事故的频发并且有效清除通信故障。在此基础之上,本文对智能电网通信技术的发展现状进行简要阐述,针对智能电网通信安全技术发展中出现的问题提出了相应的信息技术研究策略。     

基于云边协同的充电设施协调控制系统设计

随着大规模充电设施的接入及其相关分析计算的日益精细化,原有的监控系统无法适应相应的大规模数据处理需求,因此本文提出基于云边协同的充电设施协调控制系统,结合云边协同特点和充电设施控制需求,构建了云端、边缘、充电设施聚合网关功能定位及交互模型,云端对边缘、聚合网关进行统一管理,接收采集信息并对控制系统分析计算服务进行管控和调度,边缘对分布式充电设施进行数据采集和实时控制;云边系统通过Docker容器技术实现服务器资源进行管理,并提出了基于最小变化率的容器部署调度算法实现服务器负载均衡以及资源的高效利用;所提系统实现了大数据通信压力下资源的有效分配,满足电力系统数据采集和多时间尺度控制的需求。最后给出所提系统的应用效果,进一步通过实例验证了Docker容器及其部署调度算法在资源管理方面的适应性和高效性。     

基于云计算的数据安全风险及防范策略探讨

云计算依托计算机网络系统,目前已经成为人们生活的重要部分,随着网络化、虚拟化生活的加速发展,诸如Google、Microsoft、Apple、Amazon、IBM等互联网IT和手机、网络运营商巨头开始重新定位企业发展的战略核心.云计算作为IT商业计算模型,它将计算任务分布在各种类型的广域网络和局域网络组成计算机网络系统,使用户能够借助网络按需获取计算力、存储空间和信息服务.云计算的用户通过PC、手机以及其他终端连接到网络使用云资源;随着云计算的广泛应用,云计算的环境安全环境、数据安全成为突出问题,如何保障云计算的安全成为当前急需解决的问题.本文介绍了云计算相关概念,以及对云计算数据安全风险进行分析,并提出了防范策略.     

面向边缘计算的目标追踪应用部署策略研究

目标追踪算法已在诸多领域得到广泛应用,然而由于实时性和功耗问题,使得基于深度学习模型的算法难以在移动终端设备上部署应用.本文结合边缘计算技术,从应用部署优化的角度,对目标追踪算法在移动设备上的部署策略进行研究.通过对目标追踪应用特点、移动设备特性以及边缘云网络架构的分析,提出一种面向边缘计算的目标追踪应用部署策略.通过任务分割策略将目标追踪应用的计算任务合理卸载至边缘云并利用信息融合策略对计算结果进行分析融合,此外,利用运动检测进一步降低终端节点的计算压力和功耗.通过对不同部署策略进行对比实验,实验结果表明,相比计算任务本地计算,该部署策略明显降低了任务响应时间,相比完全卸载至边缘云,该部署策略降低了相同计算任务的处理时间.     

面向数字孪生流域的云网融合架构研究

数字孪生流域建设是智慧水利建设的重要标志,是推动流域水利高质量发展的必然要求。为了应对当前数字孪生流域建设过程中面临的流域物联感知能力、通信传输网络资源、模型算法仿真计算水平等方面的不足而产生的挑战,本文结合云网融合的云网协同、按需互联、敏捷智能的服务能力特性,基于云网融合层次化的设计思想,把流域云和网充分融合,有效调度并应用计算、通信、存储等基础设施资源,提出了面向数字孪生流域的云网融合逻辑架构,梳理并阐述了水利感知网云网融合服务实现、水利信息网云网融合服务实现、数字孪生平台算力服务实现等可应用于数字孪生流域建设的云网融合服务架构,总结分析了面向数字孪生流域的云网融合关键技术。研究对充分发挥新一代信息技术对数字孪生流域建设的支撑驱动作用具有重要参考意义。