一种基于大数据的智能电能表安全通信传输系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于大数据的智能电能表安全通信传输系统及方法，属于数据通信传输技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据的智能电能表安全通信传输系统及方法


[0001]本专利技术涉及数据通信传输
，具体为一种基于大数据的智能电能表安全通信传输系统及方法
。

技术介绍

[0002]智能电能表作为智能电网营销业务
、
用电信息和能源分配的末端设备，覆盖范围极广，在当前能源互联网的建设过程中，其除了能够满足基础的计量功能外，还可以满足智能设备的灵活接入，实现设备数据的感知
、
采集和控制，其非计量功能已经在配网运维管理
、
客户体验提升
、
服务国家能源战略转型升级等多个方面提供了强有力的数据支撑
。
[0003]但是随着能源互联网对信息感知深度
、
广度和密度提出的更高要求，智能电能表的问题也逐渐显现出来，用户端口用电存在峰谷周期，这也导致智能电能表的数据通信出现峰谷，目前大部分的智能电能表以
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分钟左右为周期进行采集更新数据，但为了能够及时发现数据通信异常或者电能表数据异常，从而实现快速报修或者停止运行，部分智能电能表会不断缩短采集周期，这也导致了目前出现的数据拥堵问题，即在用户用电高峰期，大量数据持续处于数据流中，且不断更新，导致整个电能表通信系统数据拥堵
、
延迟，同时会发生误报现象，严重影响正常的安全通信能力
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于大数据的智能电能表安全通信传输系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
>。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于大数据的智能电能表安全通信传输方法，该方法包括以下步骤：
S1、
构建电力物联网云平台，所述电力物联网云平台分别与用户使用端口和第三方电力端口相连接，用户使用端口经智能电能表提供用户用电数据信息至电力物联网云平台；
S2、
电力物联网云平台在用电低谷期调用存储的历史用户用电数据信息，对历史用电数据信息分析处理后，形成不同的预测安全风险分值；
S3、
基于不同的预测安全风险分值，在用电高峰期优先调用对应用户使用端口的智能电能表数据，并将数据混合至对应用户使用端口的历史用户用电数据信息，形成新的预测安全风险分值；
S4、
设置安全风险阈值，在新的预测安全风险分值超出安全风险阈值时，进入第一优先通道，设置时间周期，在时间周期内根据第一优先通道内的新的预测安全风险分值大小进行优先调用对应用户使用端口的智能电能表数据，重新形成预测安全风险分值；
S5、
系统设置数量阈值，若某一个用户使用端口进入第一优先通道的数量超出数量阈值，标记出对应的用户使用端口至第三方电力端口，反馈至管理员处进行预警
。
[0006]根据上述技术方案，所述电力物联网云平台内部设有数据库，所述数据库内存储
有电力物联网云平台对接的所有的用户使用端口的历史用户用电数据信息；系统设置有用电数据时间区间段，并手动标记有用电高峰期与用电低谷期
。
例如，一般下午5：
00
‑
12
：
00
属于用电高峰期，凌晨0：
00
‑6：
00
，属于用电低谷期等等
。
[0007]根据上述技术方案，还包括：获取历史用户用电数据信息，所述用户用电数据信息包括电能用电数据
、
用户总进线处的电压与电流数据
、
家电负荷数据以及接线端子内部温度数据；以时间周期作为界限，获取每两个相邻的用户用电数据信息中各对应数据的差值数据，形成用户使用端口的历史用户用电数据信息曲线；获取所有的用户使用端口的历史用户用电数据信息曲线，将每一组曲线作为一个序列，曲线上的时间周期数量作为序列长度，计算每一组曲线中最大值与最小值的差值，取差值最小的曲线作为标准序列，标准序列记为
Q
，其长度记为
n
；取剩余序列中任一个与标准序列对比，其中剩余序列中任一个记为
P
，长度记为
m
；则有：
、
，构建一个
n*m
矩阵，设置一个扭曲路径穿越
n*m
矩阵，则这个扭曲路径的任一个元素记为
k
，表示为，横纵的
i、j
分别代表的是两个序列对齐的点；构建扭曲路径的约束条件如下：其
=、=
，以保证序列首尾匹配，各部分先后次序匹配；扭曲路径满足单调性与连续性，任两个路径上的相邻点
、
的横纵差值应同时满足大于等于0且小于等于1；对于所有满足约束条件的扭曲路径，进行 i 从1至 m ，
j 从1至 n 的迭代计算：其中，指的是时
i 和 j 对齐时的距离；指 i
‑
1 与 j 匹配时的序列距离；表示指 i 与 j
‑
1 匹配时的序列距离，指 i
‑
1 与 j
‑
1 匹配时的序列距离；在上述技术方案中，每一个用户使用端口会存在一条他自己的曲线，曲线存在一定的趋势，为了保证数据的准确性，又因为各个用户的使用习惯不同，每一个智能电能表的检测方式也可能不同，因此每一个用户端口只和自己去对比，形成自己的趋势曲线后，选取一个最平和的作为标准，所有的曲线去和标准对比趋势，这里不存在数值高低的问题，只是趋势上是否会出现异常，反映在数据中，就是两条曲线的趋势近似程度，以扭曲路径的方式，从起始点到最终点保持不变的情况下，寻找最短路径作为最优近似程度，通过对比最优近似程度形成安全风险分值；最终获得的 D(m,n) 即是两组序列 P 和 Q 之间的动态时间规整距离；选取出动态时间规整距离最小值的作为序列
P
对应的用户使用端口的预测安全风险分值；基于不同的预测安全风险分值，在用电高峰期优先调用预测安全风险分值高的用户使用端口的智能电能表数据，并将数据混合至对应用户使用端口的历史用户用电数据信
息，去除第一个用户用电数据信息，形成新的序列再次比对，从而生成新的预测安全风险分值
。
[0008]根据上述技术方案，在步骤
S4
中，还包括：系统设置数量阈值，电力物联网云平台时刻监测每一个用户使用端口的数据调用信息，以第一优先通道作为监测对象，任一个用户使用端口进入第一优先通道一次后，会在对应的用户使用端口上加1，当任一个用户使用端口的数量超出数量阈值，标记出对应的用户使用端口至第三方电力端口，反馈至管理员处进行预警
。
[0009]一种基于大数据的智能电能表安全通信传输系统，该系统包括：电力物联网模块
、
电力数据分析模块
、
大数据处理调用模块
、
安全通信模块以及标记反馈模块；所述电力物联网模块包括电力物联网云平台
、
用户使用端口和第三方电力端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于大数据的智能电能表安全通信传输方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1、
构建电力物联网云平台，所述电力物联网云平台分别与用户使用端口和第三方电力端口相连接，用户使用端口经智能电能表提供用户用电数据信息至电力物联网云平台；
S2、
电力物联网云平台在用电低谷期调用存储的历史用户用电数据信息，对历史用电数据信息分析处理后，形成不同的预测安全风险分值；
S3、
基于不同的预测安全风险分值，在用电高峰期优先调用对应用户使用端口的智能电能表数据，并将数据混合至对应用户使用端口的历史用户用电数据信息，形成新的预测安全风险分值；
S4、
设置安全风险阈值，在新的预测安全风险分值超出安全风险阈值时，进入第一优先通道，设置时间周期，在时间周期内根据第一优先通道内的新的预测安全风险分值大小进行优先调用对应用户使用端口的智能电能表数据，重新形成预测安全风险分值；
S5、
系统设置数量阈值，若某一个用户使用端口进入第一优先通道的数量超出数量阈值，标记出对应的用户使用端口至第三方电力端口，反馈至管理员处进行预警
。2.
根据权利要求1所述的一种基于大数据的智能电能表安全通信传输方法，其特征在于：所述电力物联网云平台内部设有数据库，所述数据库内存储有电力物联网云平台对接的所有的用户使用端口的历史用户用电数据信息；系统设置有用电数据时间区间段，并手动标记有用电高峰期与用电低谷期
。3.
根据权利要求2所述的一种基于大数据的智能电能表安全通信传输方法，其特征在于：还包括：获取历史用户用电数据信息，所述用户用电数据信息包括电能用电数据
、
用户总进线处的电压与电流数据
、
家电负荷数据以及接线端子内部温度数据；以时间周期作为界限，获取每两个相邻的用户用电数据信息中各对应数据的差值数据，形成用户使用端口的历史用户用电数据信息曲线；获取所有的用户使用端口的历史用户用电数据信息曲线，将每一组曲线作为一个序列，曲线上的时间周期数量作为序列长度，计算每一组曲线中最大值与最小值的差值，取差值最小的曲线作为标准序列，标准序列记为
Q
，其长度记为
n
；取剩余序列中任一个与标准序列对比，其中剩余序列中任一个记为
P
，长度记为
m
；则有：
、
，构建一个
n*m
矩阵，设置一个扭曲路径穿越
n*m
矩阵，则这个扭曲路径的任一个元素记为
k
，表示为，横纵的
i、j
分别代表的是两个序列对齐的点；构建扭曲路径的约束条件如下：其
=、=
，以保证序列首尾匹配，各部分先后次序匹配；扭曲路径满足单调性与连续性，任两个路径上的相邻点
、
的横纵差值应同时满足大于等于0且小于等于1；对于所有满足约束条件的扭曲路径，进行 i 从1至 m ，
j 从1至 n 的迭代计算：其中，指的是
时
i 和 j 对齐时的距离；指 i
‑
1 与 j 匹配时的序列距离；表示指 i 与 j
‑
1 匹配时的序列距离，指 i
‑
1 与 j
‑
1 匹配时的序列距离；最终获得的 D(m,n) 即是两组序列 P 和 Q 之间的动态时间规整距离；选取出动态时间规整距离最小值的作为序列
P
对应的用户使用端口的预测安全风险分值；基于不同的预测安全风险分值，在用电高峰期优先调用预测安全风险分值高的用户使用端口的智能电能表数据，并将数据混合至对应用户使用端口的历史用户用电数据信息，去除第一个用户用电数据信息，形成新的序列再次比对，从而生成新的预测安全风险分值
。4.
根据权利要求3所述的一种基于大数据的智能电能表安全通信传输方法，其特征在于：在步骤
S4
中，还包括：系统设置数量阈值，电力物联网云平台时刻监测每一个用户使...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗亚军，孙欢，钟辉，董静，
申请(专利权)人：江苏百维能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：