基于区块链的电力物联网信任网关设计与实现

为保障大电网安全,解决电力物联网复杂通信网络中网关抗攻击能力弱、设备集中式接入认证方式导致认证中心负荷大、效率低、存在安全隐患等问题,提出了一种基于区块链的分布式动态网关架构以及接入认证机制。将区块链的共识机制运用到主网关的动态切换过程,形成了分布式的动态网关结构;结合门限秘密共享算法提出一种可信、灵活的分布式接入认证方式,并将接入认证过程中所涉及的设备ID等数字信息存入区块链数据存储结构中以提高认证过程的安全性。为了从理论和实践上说明该方法的有效性,进行了安全性分析与实验。结果表明,所提出的动态网关架构可以抵御物联网常见攻击,接入认证机制可以为电力物联网设备提供高度安全的接入认证保障。     

区块链技术在泛在电力物联网中的研究

随着信息通信技术的发展,电网智能化业务及能源互联网泛在业务接入的需求不断增加,目前集中式的接入认证方式给认证中心带来了巨大的计算和通信压力,特别是大规模并发接入和移动接入对系统认证效率带来严重影响。利用区块链技术去中心化、不可否认的特性,结合电力系统特点,分析了区块链技术在泛在电力物联网中的应用,并进行了实验验证,实验表明,所提方案可有效提高电力物联网终端并发接入效率。     

基于共识机制的电力物联网群组密钥管理研究

随着电力物联网的建设,终端接入数量的大量增加,实现低延迟和提供实时服务是传统电力物联网面临的两大挑战。虽然在电力物联网系统中已经有一些加密方案被设计来促进安全通信,但是现有的方案通常不支持匿名和灵活的密钥管理。文中基于区块链的共识机制,在电力物联网系统中保证了分散节点在区块链系统中实现一致性。提出了一种基于区块链的智能电网系统互认证和密钥方案,基于区块链共识机制的特性,所提方案可以支持高效的条件匿名和密钥管理,对终端(TA)与数据聚合器(DA)之间安全私有通信和密钥管理问题提出解决方案,提供了一个有效的密钥更新和撤销算法。对所提出方案的存储成本及时间成本进行了实验数据分析,实验结果与其他文献分别提出的三个密钥管理认证方案进行了对比,结果表明所提方案在存储成本及时间成本有明显优势。最后,进行了安全和效率之间的讨论分析,对未来电力物联网建设方面提出了建设性意见。     

泛在电力物联网下基于区块链的分布式资源参与电力市场交易

对当前分布式资源消纳问题进行分析,并对区块链应用现状进行研究,结合当前电力体制改革政策及泛在电力物联网建设情况,对区块链技术在电力市场中应用进行展望,提出考虑用户响应的售电公司决策模型及含分布式电源用户的区域多边电力交易模型。依据行为特性设置更为合理的偏差考核机制用以完善现有购电双边合同,将用户可削减负荷作为虚拟发电资源参与实时市场竞争,以发挥负荷的柔性特征;设置考虑需求响应的购售电报价策略,并基于区块链技术构建含分布式资源的区域多边电力交易,为区块链技术在电力市场中的应用提供模型参考。     

泛在电力物联网背景下基于联盟区块链的电力交易方法

泛在电力物联网的建设,推进电能的生产消费进一步向分布式发展,出现了更多电力自由双边交易。中心化电力交易模式中,市场主体互信度不够,数据安全性不高。提出基于联盟链技术的电力交易方法以解决这些问题,确保交易高透明度、可追溯性与不可篡改性。联盟链分布式存储与数据共识机制确保电力交易系统安全性。保留交易中心的监管权限、将调度中心安全校核与电网输送电能环节纳入电力交易,提升联盟链技术应用于电力交易业务的可行性。最后设计交易平台中发、用电多方合作博弈交易情景,多发电方共同完成电力需求。该方法有利于灵活调整交易电量,增加合作收益,避免单个发电方无法满足规定时间内过大电力需求的隐患,为未来的弱中心化电力交易模式提供新思路。     

电力用户信息的多区块链管理及跨链查询方法研究

区块链技术在保证电力用户信息安全隐私上具有良好表现及前景,但其去中心化特点带来节点存储压力过大的问题,导致节点服务器运行速度过慢,交易处理性能低下。为减轻节点的存储任务,提出多链管理及跨链查询的方法。利用多通道技术对账本进行多路隔离,实现了巨量数据节点的多链管理。针对多链间的“数据孤岛”问题,增加中间人节点并结合键值查询方法实现了跨链查询,从而成功构建了具备多链管理及跨链查询的电力用户信息区块链管理系统。系统测试表明：在保证用户信息安全隐私的前提下,有效缓解了节点存储压力过大的问题,系统稳定高效且能够跨链查询。该方法实现了电力用户信息安全存储、系统高效运行、数据全局共享,为推动国家电网数字化建设提供参考。     

基于区块链技术的虚拟电厂交易管理模式研究

以虚拟电厂技术促进清洁能源消纳是泛在电力物联网建设内容的重要组成部分.首先对虚拟电厂的基本概念进行了详细的介绍,其次从定义、数据结构、分类、共识机制以及智能合约方面对区块链技术进行了阐述.再次,对区块链技术与虚拟电厂相结合的适用性进行了详细的分析.在此基础上,建立了基于区块链技术的虚拟电厂商业运营架构和电力交易模式,设...     

基于区块链的联盟信任分布式认证在电力行业的应用探索

电力业务快速发展使其网络安全边界不断扩大,而电力业务系统大多停留在中心化身份或联盟身份阶段,难以应对海量接入、异构认证、频繁交互等新需求.首先,文中提出适用于电力行业的基于区块链的联盟信任分布式认证体系.然后,从网络架构、用户身份控制和隐私保护3个角度分析该体系的适用性,阐述其体系架构及运行机制.该体系设计了联盟数字身...     

基于云边端协同的电力客户侧物联网调度系统

针对传统调度系统在电力客户侧物联网环境下运行中,存在完成调度的电力数据量少,无法满足电力客户侧需求问题,开展基于云边端协同的电力客户侧物联网调度系统设计研究.通过主控制芯片选型、无线收发装置结构设计、服务器选型,完成系统硬件设计,并通过基于云边端协同的迁移决策全局搜索目标获取、制定电力客户侧边缘任务边云协同调度策略,完成系统软件设计.试验结果表明,新的调度系统与传统调度系统相比,调度效率得到明显提高,能满足电力数据时效性要求.     

基于泛在电力物联网的换流站在线监测系统优化综述

为解决当前换流站在线监测系统在运行中存在的可靠性、安全性以及误告警频发等问题,文中基于泛在电力物联网技术对系统进行优化重构。首先,通过构建平台层,将系统接入物联管理平台以及数据中台,实现数据的融通共享,减轻云端存储压力,提升服务响应。其次,设计基于边缘计算的物联智能终端,实现站内设备的安全接入和泛在物联,该装置作为边缘计算节点通过集成深度学习算法,实现站端数据的采集存储、计算分析与异常识别,提高了告警的准确性和系统运行的可靠性。因此,基于泛在电力物联网的换流站在线监测系统架构优化为后续工程实践提供了一种新的建设应用模式。     

基于LPWAN的泛在电力物联网

高比例的可再生能源接入、电力市场化改革和"互联网+"智慧能源的快速发展需要大量的数据支撑,并实现物理、商业、信息的广泛互联、智能互动。关键步骤之一是建立泛在电力物联网(Ubiquitous Power Internet of Things,UPIoT),实现电力系统中人与物、物与物、人与人之间随时随地通信。首先介绍了UPIoT的发展背景与基本概念、主要的低功耗广域网络(Low Power Wide Area Network, LPWAN)技术,然后以LoRa物联网解决方案为例介绍了基于LPWAN的UPIoT的体系架构及性能。最后探讨了UPIoT的应用前景,并指出了UPIoT需重点研究和解决的两个特殊问题,即:低压电力线载波通信(PLC)和强电磁干扰环境下的信号处理。     

基于原边控制的LED驱动电源设计

LED由于其节能,环保而在照明领域得到广泛应用。为减少器件,降低成本,在传统的反激变换器的基础上,采用飞兆FAN100控制芯片设计了一种原边控制的LED驱动电源。在阐述了原边控制的原理和优点基础上,给出了电路原理图,关键元件的参数计算和选取方法。实验结果证明了该设计的可行性和有效性。     

基于HPLC的智能抄表技术在客户侧泛在电力物联网中的研究及应用

随着人工智能、物联网、通信技术的发展革新,电网形态不断向着智能化、信息泛化的方向变革,更能适应泛在电力物联网建设需求与客户侧实时互动性业务的HPLC通信技术应运而生。通过分析HPLC技术特点以及电网客户侧典型业务应用需求,提出了基于HPLC的低压用电设备电压监测方法、停电事件类型研判方法、电能表错误接线识别方法。通过改进HPLC通信单元硬件电路、扩展相关通信协议,实现了基于HPLC的智能抄表技术的深化应用。对高层居民小区和城乡结合部等典型应用场景下的测试实例进行了论述分析,验证了方法的有效性和先进性,为电网营销、调度、运检等专业提供广泛的业务支撑能力。     

一种基于VS2012平台和物联网技术的光伏发电监测系统

光伏发电技术如今已日益成熟,获得了很大的推广,使得新能源能得到更充分的利用.对于光伏电池在发电过程中不能进行有效地实时监测的问题,结合VS2012搭建的上位机监测软件和物联网技术,设计了一套光伏发电监测系统,对于系统设计的各个组成部分进行了介绍,包括了控制器的简单介绍、系统通信、上位机软件设计的具体介绍,对系统进行了系统框图的绘制.实验结果及现场应用表明了这套系统能有效地对光伏发电进行监测,对于故障能及时做出预警.     

基于电力包的MEC服务器直流供能方法

针对泛在电力物联网中移动边缘计算(Mobile Edge Computing, MEC)服务器因处理用户的业务请求而产生的能耗,提出一种基于电力包的MEC服务器直流供能方法。传统的供能方法一般利用电网进行,该方法在用户的业务请求量低时会耗费不必要的电能。所提方法基于传输损耗及电力包路由器最大可传输容量,建立以各MEC服务器的满意度最大化为目标函数的优化模型,并进行分步求解,利用一对多匹配博弈以及改进的NSGA-II算法分别解决了路由分配和能量分配问题。最后根据求解得到的时隙个数,可再生能源产生相应的电力包,进而电力包路由器基于其地址将电力包转发至MEC服务器。仿真结果验证了所提模型和方法的可行性和优越性,实现了精准供能,节省了电能。     

采用物联网技术的局部放电检测系统

采用物联网技术研发了一套可移动、免安装、无线化的变电设备局部放电检测系统。该系统集停电检测、带电检测和在线监测为一体,充分发挥3种检测模式的优势,同时运用无线化、IP化和小型化等技术。为了验证该系统的有效性,进行了特高频、超声波、暂态地电压、高频检测。实验结果表明,该系统实现了检测方式和手段上的新突破,在保证检测质量的前提下,提高了工作效率。