基于泛在电力物联网的电力监控方法技术

本发明专利技术提供一种基于泛在电力物联网的电力监控方法，应用于基于泛在电力物联网的电力监控系统；系统包括：网络单元、监控中心和复数个数据采集设备；所述监控方法将所有的数据采集设备均作为单独的节点，并根据所有节点使用区块链共识机制建立区块链，节点实时获取当前母线的电力运行数据，监控中心根据查询请求得到对应的电力运行数据。本发明专利技术所述的一种基于泛在电力物联网的电力监控方法，解决了现有技术存在的电力运行数据存储困难易丢失和数据传输安全性低的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于泛在电力物联网的电力监控方法
本专利技术涉及电力系统领域，尤其涉及一种基于泛在电力物联网的电力监控方法。
技术介绍
本文涉及到的泛在电力物联网(UEIOT：UbiquitousElectricInternetofThings)，泛在物联是指无论在何时何地，人和物之间都可以产生信息的互联和交互。而泛在电力物联网是指电力用户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、供应商及其设备、以及人和物的信息互联和交互。基于此，泛在电力物联网可形成巨大的能源生态体系。利用生态体系内的共享数据及相关的大数据等技术，可搭建多功能的共享平台。循环渐进，可形成良性循环的生态发展模式，持续为整个行业和社会创造更多的发展机遇。电力运行数据是电力系统正常运行的判断依据，对于电力系统进行监控，需要采集发电、变电、配电以及输电环节的电力运行数据进行分析和存储，但是随着电力系统的发展，需要采集和存储的电力运行数据十分庞大，对其进行存储困难，一旦数据丢失便会造成严重的后果；并且现有技术中一般采用的机制是每个数据采集设备单独向监控中心发送数据进行存储，容易造成短时间的处理数据量过大，导致后台程序崩溃，进而发生数据丢失，数据存储的可靠性低，并且数据传输过程中容易导致数据泄露，安全性低。
技术实现思路
针对上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种基于泛在电力物联网的电力监控方法，用于解决现有技术存在的电力运行数据存储困难易丢失和数据传输安全性低的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于泛在电力物联网的电力监控方法，应用于基于泛在电力物联网的电力监控系统；所述基于泛在电力物联网的电力监控系统包括：网络单元、监控中心和复数个数据采集设备；所述监控中心通过所述网络单元分别与各所述数据采集设备通信连接，且所述监控中心通过所述网络单元连接外部的云数据存储平台和数据查询设备；所述数据采集设备均分别与电力系统的母线电性连接，且各所述数据采集设备之间通信连接；包括步骤：S1：将所有的所述数据采集设备作为单独的节点，并根据所有所述节点使用区块链共识机制建立区块链，所述节点包括查询节点、采集节点和共识节点；S2：将所述区块链所有的所述节点均作为采集节点，当前的所述采集节点实时获取当前所述母线的电力运行数据，判断当前电力运行数据是否异常，若是则向所述监控中心发送警报信息，并将所述电力运行数据共享至其它的所述节点，否则直接将所述电力运行数据共享至其它的所述节点；S3：所述共识节点将接收到的所述电力运行数据进行加密并生成区块，根据所述区块更新所述区块链；S4：所述监控中心接收用户的查询请求，对用户进行身份验证，验证通过后，所述监控中心广播所述查询请求；S5：所述查询节点接收所述查询请求，对所述区块链上所有所述区块进行解密，并根据所述查询请求进行匹配，得到并返回对应的所述电力运行数据。优选地，所述数据采集设备为微机保护装置，所述数据采集设备分别设置于输电线路的母线的二次侧处、发电站的母线的二次侧处或变电站的母线的二次侧处；每一所述数据采集设备包括微处理器、存储模块、模拟量输入回路、开关输出回路和通讯模块；所述微处理器分别与所述存储模块、所述模拟量输入回路、所述开关输出回路和所述通讯模块通信连接；所述模拟量输入回路与所述电力系统的母线电性连接；所述开关输出回路与所述电力系统的保护装置通信连接；所述通讯模块与所述网络单元通信连接；各所述数据采集设备的所述通讯模块之间相互通信连接。优选地，所述数据采集设备还包括与所述微处理器通信连接的温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、摄像头、定位器和红外线传感器；所述通讯模块包括第一网卡和第二网卡；所述第一网卡和所述第二网卡分别与对应的所述微处理器通信连接并与所述网络单元通信连接；各所述第一网卡之间通信连接；各所述第二网卡之间通信连接。优选地，所述网络单元包括复数个结构相同的网络模块；各所述网络模块之间相互通信连接；每一所述网络模块分别与所述监控中心和各所述数据采集设备通信连接；每一所述网络模块连接所述云数据存储平台和所述数据查询设备；所述网络模块包括相互通信连接的主网络交换机和副网络交换机；所述主网络交换机分别与所述监控中心和所述云数据存储平台通信连接；各所述主网络交换机之间通信连接；所述副网络交换机与所述数据查询设备通信连接；各所述副网络交换机之间通信连接。优选地，所述步骤S1中，所述区块链中每个所述节点平均分配一个对应的时间片，当前所述节点实时获取当前所述母线的所述电力运行数据时为采集节点；当前节点在自己的时间片内接收到其它的所述节点共享的所述电力运行数据，则当前所述节点转化为所述共识节点；所述监控中心接收到所述查询请求，对用户进行身份验证，验证通过后，向所有所述节点广播所述查询请求，当前所述节点在自己的时间片内接收到所述查询请求，则当前所述节点转化为所述查询节点；所述区块链共识机制的具体步骤为：S11：遍历所有所述节点，所述节点在对应的时间片内将所述电力运行数据生成所述区块，并将所述区块发送至其它的所述节点；S12：判断其它的所述节点是否在发送所述电力运行数据的所述节点对应的时间片内接收到该节点发送的所述区块，若是则将该节点发送的所述区块加入链中，并结束本次共识，否则放弃该节点发送的所述区块，并进入步骤S13；S13：将本次未共识的所述电力运行数据和该节点在下一次时间片内进行共识的所述电力运行数据进行合并生成所述区块，并将所述区块发送至其它的所述节点，并返回步骤S12。优选地，所述步骤S2中，所述电力运行数据包括当前所述节点的身份数据、电流数据、电压数据、功率数据、频率数据、电度数据、温度数据、湿度数据、烟雾数据和保护装置动作量。优选地，所述步骤S3中，所述共识节点使用ElGamal算法和Shamir算法将接收到的所述电力运行数据进行加密，具体步骤为：S31：所述监控中心向所有所述节点广播公钥；S32：所述共识节点根据公钥使用ElGamal算法对所述电力运行数据进行加密，得到加密后电力运行数据及其对应的私钥，并将所述加密后电力运行数据生成所述区块；S33：所述共识节点使用Shamir算法将所述私钥秘密分享生成若干份额，并将若干所述份额分享至其它的所述节点。优选地，所述步骤S3中，所述区块内部包括当前所述区块的哈希值、前一个所述区块的区块头哈希值、当前所述区块的区块签名、时间戳、数据地址和对应的所述加密后电力运行数据。优选地，所述步骤S5中，所述查询节点对所述区块链上所有所述区块进行解密的具体步骤为：S51：所述查询节点与其它的所述节点交换所述私钥的份额生成所述私钥；S52：所述查询节点根据所述私钥对所有所述区块内的所述加密后电力运行数据进行解密，得到所有的解密后电力运行数据。本专利技术由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：本专利技术提出了应用分时间片生成区块实现共识的区块链数据存储，在数据采集设备内部用区块链存储电力运行数据，免除了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于泛在电力物联网的电力监控方法，其特征在于，应用于基于泛在电力物联网的电力监控系统；所述基于泛在电力物联网的电力监控系统包括：网络单元、监控中心和复数个数据采集设备；所述监控中心通过所述网络单元分别与各所述数据采集设备通信连接，且所述监控中心通过所述网络单元连接外部的云数据存储平台和数据查询设备；所述数据采集设备均分别与电力系统的母线电性连接，且各所述数据采集设备之间通信连接；包括步骤：/nS1：将所有的所述数据采集设备作为单独的节点，并根据所有所述节点使用区块链共识机制建立区块链，所述节点包括查询节点、采集节点和共识节点；/nS2：将所述区块链所有的所述节点均作为采集节点，当前的所述采集节点实时获取当前所述母线的电力运行数据，判断当前电力运行数据是否异常，若是则向所述监控中心发送警报信息，并将所述电力运行数据共享至其它的所述节点，否则直接将所述电力运行数据共享至其它的所述节点；/nS3：所述共识节点将接收到的所述电力运行数据进行加密并生成区块，根据所述区块更新所述区块链；/nS4：所述监控中心接收用户的查询请求，对用户进行身份验证，验证通过后，所述监控中心广播所述查询请求；/nS5：所述查询节点接收所述查询请求，对所述区块链上所有所述区块进行解密，并根据所述查询请求进行匹配，得到并返回对应的所述电力运行数据。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于泛在电力物联网的电力监控方法，其特征在于，应用于基于泛在电力物联网的电力监控系统；所述基于泛在电力物联网的电力监控系统包括：网络单元、监控中心和复数个数据采集设备；所述监控中心通过所述网络单元分别与各所述数据采集设备通信连接，且所述监控中心通过所述网络单元连接外部的云数据存储平台和数据查询设备；所述数据采集设备均分别与电力系统的母线电性连接，且各所述数据采集设备之间通信连接；包括步骤：
S1：将所有的所述数据采集设备作为单独的节点，并根据所有所述节点使用区块链共识机制建立区块链，所述节点包括查询节点、采集节点和共识节点；
S2：将所述区块链所有的所述节点均作为采集节点，当前的所述采集节点实时获取当前所述母线的电力运行数据，判断当前电力运行数据是否异常，若是则向所述监控中心发送警报信息，并将所述电力运行数据共享至其它的所述节点，否则直接将所述电力运行数据共享至其它的所述节点；
S3：所述共识节点将接收到的所述电力运行数据进行加密并生成区块，根据所述区块更新所述区块链；
S4：所述监控中心接收用户的查询请求，对用户进行身份验证，验证通过后，所述监控中心广播所述查询请求；
S5：所述查询节点接收所述查询请求，对所述区块链上所有所述区块进行解密，并根据所述查询请求进行匹配，得到并返回对应的所述电力运行数据。


2.根据权利要求1所述的基于泛在电力物联网的电力监控方法，其特征在于，所述数据采集设备为微机保护装置，所述数据采集设备分别设置于输电线路的母线的二次侧处、发电站的母线的二次侧处或变电站的母线的二次侧处；
每一所述数据采集设备包括微处理器、存储模块、模拟量输入回路、开关输出回路和通讯模块；所述微处理器分别与所述存储模块、所述模拟量输入回路、所述开关输出回路和所述通讯模块通信连接；所述模拟量输入回路与所述电力系统的母线电性连接；所述开关输出回路与所述电力系统的保护装置通信连接；所述通讯模块与所述网络单元通信连接；各所述数据采集设备的所述通讯模块之间相互通信连接。


3.根据权利要求2所述的基于泛在电力物联网的电力监控方法，其特征在于，所述数据采集设备还包括与所述微处理器通信连接的温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、摄像头、定位器和红外线传感器；
所述通讯模块包括第一网卡和第二网卡；所述第一网卡和所述第二网卡分别与对应的所述微处理器通信连接并与所述网络单元通信连接；各所述第一网卡之间通信连接；各所述第二网卡之间通信连接。


4.根据权利要求1所述的基于泛在电力物联网的电力监控方法，其特征在于，所述网络单元包括复数个结构相同的网络模块；各所述网络模块之间相互通信连接；每一所述网络模块分别与所述监控中心和各所述数据采集设备通信连接；每一所述网络模块连接所述云数据存储平台和所述数据查询设备；
所述网络模块包括相互通信连接的主网络交换机和副网络交换机；所述主网络交换机分别与所述监控中心和所述云数据存储平台通信连接；各所述主...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，马洪伟，周时宇，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31