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基于金字塔网络的非侵入式负荷辨识及其隐私保护方案

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计算机工程 2024年第5期50卷 182-189页

作者：王以良周鹏叶卫戚伟强国网浙江省电力有限公司信息通信分公司浙江杭州310016

智能电网融合了信息系统,能够为能源供应提供更有效的解决方案。智能电表是智能电网的关键部分,对智能电表数据的深入研究有助于为智能电网的管理和决策提供有效支持。非侵入式负荷辨识(NILM)技术为需求侧管理提供了技术支撑,但现有方... 详细信息

智能电网融合了信息系统,能够为能源供应提供更有效的解决方案。智能电表是智能电网的关键部分,对智能电表数据的深入研究有助于为智能电网的管理和决策提供有效支持。非侵入式负荷辨识(NILM)技术为需求侧管理提供了技术支撑,但现有方式需要用户和NILM服务端进行数据交互,在这个过程中泄露了隐私信息。针对上述问题,设计了基于2D-卷积神经网络(2D-CNN)金字塔网络的NILM,并采用同态加密和安全多方计算技术进行隐私保护,针对金字塔网络的卷积、全连接、批标准化、平均池化、Re LU和上采样等算子设计隐私保护协议,组合隐私保护算子构建隐私保护的2D-CNN金字塔网络。整个过程没有还原数据和中间结果的原始信息,从而保护了双方隐私。在UK-DALE数据集上的实验结果表明,基于2D-CNN的金字塔网络能够表现出良好的效果,准确率达到95.81%,并且隐私保护的2D-CNN金字塔网络能够在保护客户端数据和服务端模型参数隐私性的情况下保持2D-CNN金字塔网络的推理效果,精确率、召回率和准确率等保持一致。同时,隐私保护的2DCNN金字塔网络在广域网中计算时间不到5 s,在局域网中不到0.5 s,并且通信量仅需4.79 MB,能够适用于NILM任务的现实场景。

关键词：智能电网非侵入式负荷辨识金字塔网络同态加密安全多方计算

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一种高效的软件模糊测试种子生成方法

西安电子科技大学学报 2024年第2期51卷 126-136页

作者：刘振岩张华刘勇杨立波王梦迪北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876 青岛科技大学信息科学技术学院山东青岛266061 国网河北省电力有限公司河北石家庄050000 国网河北省电力有限公司信息通信分公司河北石家庄050000

模糊测试技术作为当前软件工程领域用于挖掘漏洞的有效方式之一,其在发现软件潜在漏洞方面有着非常显著的效果。针对传统模糊测试技术中种子选择策略无法快速有效地生成高质量的种子集,导致变异生成的测试用例无法到达更深路径、触发更... 详细信息

模糊测试技术作为当前软件工程领域用于挖掘漏洞的有效方式之一,其在发现软件潜在漏洞方面有着非常显著的效果。针对传统模糊测试技术中种子选择策略无法快速有效地生成高质量的种子集,导致变异生成的测试用例无法到达更深路径、触发更多安全漏洞的问题,基于改进生成对抗网络(GAN)提出了一个种子生成方法以实现高效模糊测试。通过优化LeakGAN网络结构提高生成种子的质量和多样性,引入编解码技术实现灵活扩展生成种子的类型,并显著提高了在不同输入格式下目标程序的模糊测试性能。实验结果表明,采取的种子生成策略在覆盖率、触发唯一崩溃等指标上有明显提升,并有效地提高了种子生成速度。文中选择了6个具有不同高度结构化输入的开源程序和不同的模糊测试工具来验证策略的有效性,相较原策略分支覆盖率平均增长约2.79%,并且多发现了约10.35%的唯一路径以及约86.92%的唯一崩溃。

关键词：漏洞挖掘网络安全模糊测试深度学习

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结合区块链的园区综合能源系统可信协调优化方法

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电力系统保护与控制 2024年第7期52卷 168-178页

作者：王桂兰曾康为刘宏张海晓华北电力大学计算机系河北保定071003 河北省能源电力知识计算重点实验室河北保定071003 国网河北省电力有限公司信息通信分公司河北石家庄050000

分布式能源的日益普及与随之而来更复杂的能源系统结构,极大地增加了传统集中式求解能源协同优化问题的难度与成本。分布式优化方法与复杂的能源结构有良好的适配性,但缺少天然可信的协调中心,存在主体隐私保护困难、主体间交互数据真... 详细信息

分布式能源的日益普及与随之而来更复杂的能源系统结构,极大地增加了传统集中式求解能源协同优化问题的难度与成本。分布式优化方法与复杂的能源结构有良好的适配性,但缺少天然可信的协调中心,存在主体隐私保护困难、主体间交互数据真伪难辨等问题,因此提出了结合区块链的园区综合能源系统可信协调优化方法。首先,引入协调者角色组成协调委员会,并利用无偏随机排序算法选取协调者。之后,通过分解协调算法将协调优化问题解耦为上下两层的求解最优值问题,并利用区块链共识算法保障多协调者间可信。然后,设计了双区块链园区综合能源系统数据存储模型,保证数据安全和交易链效率。最后,仿真实验表明结合区块链的园区综合能源系统可信协调优化方法可公平选取协调者,有效实现园区综合能源协同优化、降低节点作恶影响、保护数据隐私,具有较好的鲁棒性和容错性。

关键词：综合能源系统多主体区块链能源协同协调者

边缘环境下基于动态变色龙认证树的完整性审计

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山西大学学报(自然科学版) 2024年

作者：段敬段婕万雪枫刘海涛国网山西省电力公司信息通信分公司

边缘计算结构比传统云计算更具复杂性，因此数据完整性问题变得尤为重要。针对目前完整性审计方案中仍然存在的隐私保护能力差、计算存储开销大、系统复杂度高、不支持动态操作等问题，本文提出基于动态变色龙认证树的完整性审计方案。... 详细信息

边缘计算结构比传统云计算更具复杂性，因此数据完整性问题变得尤为重要。针对目前完整性审计方案中仍然存在的隐私保护能力差、计算存储开销大、系统复杂度高、不支持动态操作等问题，本文提出基于动态变色龙认证树的完整性审计方案。该方案在数据加密阶段，引入无证书公钥密码体制，在用户端生成数据加解密钥，保证了数据在系统传输过程中的完整性、机密性；在数据上传阶段，采用动态变色龙认证树存储结构，保证数据存取过程全动态操作的同时，减少通信计算开销；并利用边缘节点的计算能力进行完整性审计，避免了因第三方审计机构而产生的单点失效问题。在随机预言模型下，基于计算性DH困难问题和离散对数困难问题证明了本方案的机密性。实验证明，相较于其他完整性审计方案，本方案的计算效率更优，能节省约50%的计算存储开销。

关键词：数据完整性变色哈希函数无证书公钥密码默克尔树动态审计

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分布式光伏零输入纹波逆变器及其控制

控制工程 2024年

作者：董增波贾伯岩李秉宇张晨光国网河北省电力有限公司电力科学研究院国网信息通信产业集团有限公司国网河北省电力有限公司

本文提出一种适用于分布式光伏的单相两级式反激逆变器，通过引入辅助电路将单相逆变器输入低频脉动功率进行吸收，进而消除了源侧输入低频电流纹波，提升了光伏电池使用寿命与系统可靠性。文中详细阐述了所提新型逆变器拓扑结构及其工... 详细信息

本文提出一种适用于分布式光伏的单相两级式反激逆变器，通过引入辅助电路将单相逆变器输入低频脉动功率进行吸收，进而消除了源侧输入低频电流纹波，提升了光伏电池使用寿命与系统可靠性。文中详细阐述了所提新型逆变器拓扑结构及其工作原理、方案设计和控制策略。通过构建MATLAB系统仿真模型以及单相两级式逆变器实验样机，共同证明了理论分析的正确性。

关键词：零输入电流纹波两级式逆变器控制策略拓扑分析

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电力系统中基于微分博弈的拟态防御调度策略

太原理工大学学报 2024年

作者：谷良狄婷杜锋国网山西省电力公司信息通信分公司

传统的静态防御难以满足电力系统在面对多元化增长的Web安全风险时的需求，引入拟态防御技术，构建电力系统拟态防御架构，提高电力系统的主动防御能力。现有拟态防御中的调度策略研究的网络对抗过程在时间上是不连续的，无法在连续实... 详细信息

传统的静态防御难以满足电力系统在面对多元化增长的Web安全风险时的需求，引入拟态防御技术，构建电力系统拟态防御架构，提高电力系统的主动防御能力。现有拟态防御中的调度策略研究的网络对抗过程在时间上是不连续的，无法在连续实时网络攻防对抗中进行灵活决策。通过引入微分博弈，建立执行体集的状态演化方程，构建电力系统拟态防御架构下的微分博弈调度模型，并采用动态函数的方法求解均衡策略。仿真结果表明，该方法相比传统静态架构，安全性提高了65.9%，吞吐量仅降低了15%。同时与传统拟态防御博弈模型相比，安全性提高了约36%。

关键词：网络拟态防御微分博弈动态调度最优策略

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考虑多能互动的农村区域电网负荷预测方法

电力系统及其自动化学报 2024年第1期36卷 152-158页

作者：韩璟琳胡平韩天华王聪赵辉国网河北省电力有限公司经济技术研究院石家庄050000 国网河北省电力有限公司石家庄050000 国网河北省电力有限公司邢台供电分公司邢台054000 国网河北省电力有限公司石家庄供电分公司石家庄050000

为应对煤改电及分布式电源规模化接入导致农村区域电网负荷预测复杂性提升的问题,本文提出一种考虑多能互动的农村区域电网负荷预测方法。首先,分析多能源信息耦合关系,提出农村区域多能信息横向和纵向交互的特征;其次,建立并行长短期... 详细信息

为应对煤改电及分布式电源规模化接入导致农村区域电网负荷预测复杂性提升的问题,本文提出一种考虑多能互动的农村区域电网负荷预测方法。首先,分析多能源信息耦合关系,提出农村区域多能信息横向和纵向交互的特征;其次,建立并行长短期记忆网络的多任务学习模型,支持多能源系统之间的横向交互分析;最后,以河北雄安农村区域电网进行验证,结果表明本文所提方法能够有效提高农村区域复杂场景下的预测精度。

关键词：农村区域电网并行长短期记忆网络负荷预测多能互动

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分时电价下的充电站负荷预测

计算机应用 2024年第S1期44卷 337-342页

作者：顾玮段敬张栋郝晓伟薛泓林安毅段婕国网山西省电力公司信息通信分公司国网山西省电力公司

为有效应对分时电价（ToU）策略对充电站的影响，给充电站运营商、电力系统管理者和政策制定者提供科学依据，通过分析历史充电数据、用户行为模式和气象信息，识别定价对用户充电行为的直接影响。针对这一问题，采用一种混合模型，将... 详细信息

为有效应对分时电价（ToU）策略对充电站的影响，给充电站运营商、电力系统管理者和政策制定者提供科学依据，通过分析历史充电数据、用户行为模式和气象信息，识别定价对用户充电行为的直接影响。针对这一问题，采用一种混合模型，将时间序列模型与用户行为模型相结合。通过设计特征嵌入层等方法引入Transformer模型以更好地捕捉时间序列数据中的复杂模式，而用户行为模型则有助于全面考虑用户充电偏好和响应。实验结果表明，混合模型在充电站负荷预测方面表现了卓越的性能。通过对分时电价的重点关注，成功地预测了未来一段时间内充电站的负荷需求。

关键词：负荷预测充电站分时电价时间序列模型深度学习

融合数据驱动和充电行为的电动汽车能耗预测方法

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电气工程学报 2024年第1期19卷 97-105页

作者：马军伟霍美如赵敏杜锋景峰冯煜国网山西省电力公司信息通信分公司太原030021 国网电动汽车(山西)服务有限公司太原030032

电动汽车的能耗预测对于车辆路径规划与充电行为至关重要。提出一种考虑充电行为的多模型融合能耗预测方法,首先构建基于实车稀疏数据与有限参数的能耗计算模型,在此基础上构建充电行为模型,分析并提取能耗强相关的充电行为特征,最后基... 详细信息

电动汽车的能耗预测对于车辆路径规划与充电行为至关重要。提出一种考虑充电行为的多模型融合能耗预测方法,首先构建基于实车稀疏数据与有限参数的能耗计算模型,在此基础上构建充电行为模型,分析并提取能耗强相关的充电行为特征,最后基于长短期记忆循环神经网络(Long short-term memory neural network, LSTM)搭建能耗预测模型。使用实车数据对所提方法进行验证,结果表明,该方法可以精准预测相同车型不同起始电池荷电状态(State of charge, SOC)、不同温度、不同时间段下的汽车能耗,均方根误差(Root mean square error,RMSE)为1.27,与现有方法相比,RMSE至少降低4.5%。

关键词：能耗预测电动汽车充电行为 LSTM神经网络

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