基于状态分解的智能电网一致性隐私保护方法与系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于状态分解的智能电网一致性隐私保护方法与系统，属于信息传输与隐私保护领域。本发明专利技术主要包括用户端电表数据预处理和数据分发过程，首先将测量的智能电表数据进行分解，一部分用于与相邻用户进行数据传输，另一部分用户内部计算，并生成传递信息时所需的内部和外部权值；在数据分发过程中，采用改进的push

【技术实现步骤摘要】
基于状态分解的智能电网一致性隐私保护方法与系统


[0001]本专利技术涉及信息传输、隐私保护领域，具体涉及一种基于状态分解的智能电网一致性隐私保护方法与系统。

技术介绍

[0002]在现代社会中，人们对能源的需求不断提升，同时随着我国的科学技术飞速发展，基础设施不断完善，利用最新的电子通信技术所建成的智能电网也应运而生。通过智能电网中的智能电表，供电公司可以更好的获得用户用电的实时监控信息，以便于更好的调控电力网络。电力公司为了能够实时监测电网的信息，就需要收集大量的用户信息，这些用户信息往往是敏感的，会暴露用户的用电规律以及生活习惯，比如通过对用电的实时监测，可以判断出用户最近是否出行，家中有没有人。随着科技的发展，智能电网此类隐患暴露出了更多隐私问题，这些问题导致的用户隐私泄露会造成巨大的经济损失。因此，在保证智能电网正常运行的前提下用户个人隐私保护需求显得十分重要。
[0003]针对智能电网中的一致性来讲，本专利技术考虑了一种push
‑
sum算法，在该算法下，电网用户仅仅依赖自己以及相邻用户的信息，接收相邻用户的信息将之与自己的信息进行聚合，并把自己的信息发给相邻用户，即可达到最终的一致值。但是在该框架下，显式传输的数据往往会将自己的信息暴露给邻居或者窃听者，是十分不安全的。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术目的在于提出一种基于状态分解的智能电网一致性隐私保护方法与系统，可以在保证每个用户拿到平均一致性结果的基础上，提供对用户的隐私保护。
[0005]技术方案：为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案来实现的：
[0006]一种基于状态分解的智能电网一致性隐私保护方法，包括用户端电表数据预处理和数据分发过程；所述用户端数据预处理包括：
[0007]测量第i个用户的智能电表，并将电表真实用电量表示为y
i
，测量出的y
i
存储在用户端本地，并不直接发送给相邻用户，将y
i
进行分解，一部分用于与相邻用户进行数据传输，另一部分用户内部计算；内部数据为随机生成的两个常数记为和用于传输的数据记为和满足和c为用户集群中所有用户约定的系数；
[0008]第i个用户对应自己和所有相邻用户生成两个随机数集合和作为外部权值；其中集合和所有元素和为1，集合中元素在0到1之前，所有元素和为1；
[0009]第i个用户生成随机数和和和作为内部权值；其中是小于1的正数；
[0010]所述数据分发过程是用户与相邻用户进行数据传输以达到一致值的过程，包括：
[0011]第i个用户在首次传输过程中使用集台中权值以及和对用户本地数据加权传给相邻用户并且更新自己的本地信息；
[0012]第i个用户在后续传输过程中使用集合中权值以及和对用户本地数据加权传给相邻用户并且更新自己的本地信息；
[0013]记第t
*
时刻传输时的第i个用户分解后的数据为和若此时刻以及接下来的2T时刻都满足t
*
＜t＜t
*
+2T，δ为设定的收敛阈值，则结束，得到最终的平均用电量一致值是获取用户集群中任一用户的平均用电量一致值与集群中用户总数相乘即可得到该集群的用电总量。
[0014]本专利技术进一步的改进在于，权值集合按如下方式随机生成：随机取N
i
个随机数N
i
是接收第i个用户分发的信息的用户的个数，然后令是接收第i个用户分发的信息的用户的个数，然后令
[0015]本专利技术进一步的改进在于，权值集合按如下方式随机生成：随机取N
i
+1个大于0的随机数N
i
是接收第i个用户分发的信息的用户的个数，然后令
[0016]本专利技术进一步的改进在于，第i个用户在首次传输过程中传输的数据为和其中0＜j
i
≤N
i
，N
i
是接收第i个用户分发的信息的用户的个数；内部更新为是接收第i个用户分发的信息的用户的个数；内部更新为和其中分别表示第i个用户在首次或前设定次数信息交互时，从相邻的用户处接收到的所有关于y
i
和z
i
的数据的加和。
[0017]本专利技术进一步的改进在于，第i个用户在后续t时刻传输的数据为和其中0＜j
i
≤N
i
，N
i
是接收第i个用户分发的信息的用户的个数；内部更新为是接收第i个用户分发的信息的用户的个数；内部更新为是接收第i个用户分发的信息的用户的个数；内部更新为和其中分别表示第i个用户在t时刻进行信息交互时，从相邻的用户处接收到的所有关于y
i
和z
i
的数据的加和。
[0018]本专利技术进一步的改进在于，T取网络中相距最远的两个用户之间的跳数。
[0019]基于相同的专利技术构思，本专利技术提供的一种基于状态分解的智能电网一致性隐私保
护系统，包括多个用户节点，多个用户节点之间组成传输网络，构成一个用户集群；每个用户节点包括智能电表和用户端数据传输模块，所述智能电表用于计量用电量，所述用户端数据传输模块包括用户端电表数据预处理单元和数据分发单元；
[0020]所述用户端电表数据预处理单元，用于测量第i个用户的智能电表，并将电表真实用电量表示为y
i
，测量出的y
i
存储在用户端本地，并不直接发送给相邻用户，将y
i
进行分解，一部分用于与相邻用户进行数据传输，另一部分用户内部计算；内部数据为随机生成的两个常数记为和用于传输的数据记为和满足和c为用户集群中所有用户约定的系数；以及，用于第i个用户对应自己和所有相邻用户生成两个随机数集合和作为外部权值；其中集合中所有元素和为1，集合中元素在0到1之前，所有元素和为1；第i个用户生成随机数和和和作为内部权值；其中是小于1的正数；
[0021]所述数据分发单元，用于用户与相邻用户进行数据传输以达到一致值的过程，包括：
[0022]第i个用户在首次传输过程中使用集合中权值以及和对用户本地数据加权传给相邻用户并且更新自己的本地信息；
[0023]第i个用户在后续传输过程中使用集合中权值以及和对用户本地数据加权传给相邻用户并且更新自己的本地信息；
[0024]记第t
*
时刻传输时的第i个用户分解后的数据为和若此时刻以及接下来的2T时刻都满足t
*
＜t＜t
*
+2T，δ为设定的收敛阈值，则结束，得到最终的平均用电量一致值是获取用户集群中任一用户的平均用电量一致值与集群中用户总数相乘即可得到该集群的用电总量。
[0025]基于相同的专利技术构思，本专利技术提供的一种基于状态分解的智能电网一致性隐私保护系统，包括多个用户节点，多个用户节点之间组成传输网络，构成一个用户集群；每个用户节点包括智能电表和存储在存储器上并可在处理器上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于状态分解的智能电网一致性隐私保护方法，其特征在于：包括用户端电表数据预处理和数据分发过程；所述用户端数据预处理包括：测量第i个用户的智能电表，并将电表真实用电量表示为y
i
，测量出的y
i
存储在用户端本地，并不直接发送给相邻用户，将y
i
进行分解，一部分用于与相邻用户进行数据传输，另一部分用户内部计算；内部数据为随机生成的两个常数记为和用于传输的数据记为和满足和c为用户集群中所有用户约定的系数；第i个用户对应自己和所有相邻用户生成两个随机数集合和作为外部权值；其中集合中所有元素和为1，集合中元素在0到1之前，所有元素和为l；第i个用户生成随机数和和和作为内部权值；其中是小于1的正数；所述数据分发过程是用户与相邻用户进行数据传输以达到一致值的过程，包括：第i个用户在首次传输过程中使用集合中权值以及和对用户本地数据加权传给相邻用户并且更新自己的本地信息；第i个用户在后续传输过程中使用集合和权值以及和对用户本地数据加权传给相邻用户并且更新自己的本地信息；记第t
*
时刻传输时的第i个用户分解后的数据为和若此时刻以及接下来的2T时刻都满足t
*
＜t＜t
*
+2T，δ为设定的收敛阈值，则结束，得到最终的平均用电量一致值是获取用户集群中任一用户的平均用电量一致值与集群中用户总数相乘即可得到该集群的用电总量。2.根据权利要求1所述一种基于状态分解的智能电网一致性隐私保护方法，其特征在于：权值集合按如下方式随机生成：随机取N
i
个随机数N
i
是接收第i个用户分发的信息的用户的个数，然后令3.根据权利要求1所述一种基于状态分解的智能电网一致性隐私保护方法，其特征在于：权值集合按如下方式随机生成：随机取N
i
+1个大于0的随机数N
i
是接收第i个用户分发的信息的用户的个数，然后令4.根据权利要求1所述一种基于状态分解的智能电网一致性隐私保护方法，其特征在于：第i个用户在首次传输过程中传输的数据为和其中0＜j
i
≤N
i
，N
i
是接收第i个用户分发的信息的用户的个数；内部更新为是接收第i个用户分发的信息的用户的个数；内部更新为和
其中分别表示第i个用户在首次或前设定次数信息交互时，从相邻的用户处接收到的所有关于y
i
和z
i
的数据的加和。5.根据权利要求1所述一种基于状态分解的智能电网一致性隐私保护方法，其特征在于：第i个用户在后续t时刻传输的数据为和其中0＜j
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≤N
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，N
i
是接收第i个用户分发的信息的用户的个数；内部更新为第i个用户分发的信息的用户的个数；内部更新为和和其中分别表示第i个用户在t时刻进行信息交互时，从相邻的用户处接收到的所有关于y
i
和z
i
的数据的加和。6.根据权利要求1所述一种基于状态分解的智能电网一致性隐私保护方法，其特征在于：T取网络中相...

【专利技术属性】
技术研发人员：许文盈，王浩东，卢剑权，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：