一种基于电力物联网安全管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电力物联网安全管理系统，包括电网，用于输送与分配电能、改变电压；通信模块，用于安全管理系统与电网之间的数据流通；数据采集模块，用于对对电网设备进行参数信息的收集；数据处理模块，用于对收集来的信息进行预处理；数据存储模块用于将数据进行存储；数据分析模块，用于对处理的数据进行数据分析；安全管理模块，用于对分析后的数据进行分类对比，判断是否符合安全并发送控制信号；响应处理模块，用于对控制信号进行响应并进行相关处理操作；以及警报模块，用于在出现安全问题时发出预警。本发明专利技术中，安全管理模块对数据进行安全判断与预测，可以对后期设备投运后的健康状态进行有效的评估和统一管理。投运后的健康状态进行有效的评估和统一管理。投运后的健康状态进行有效的评估和统一管理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电力物联网安全管理系统


[0001]本专利技术涉及电网安全
，尤其涉及一种基于电力物联网安全管理系统。

技术介绍

[0002]电力物联网是物联网在智能电网中的应用，是信息通信技术发展到一定阶段的结果，其将有效整合通信基础设施资源和电力系统基础设施资源，提高电力系统信息化水平，改善电力系统现有基础设施利用效率，为电网发、输、变、配、用电等环节提供重要技术支撑。电力物联网做为国家关键基础设施之一，建成后将使网络空间中跨层跨域万物处于互联状态，一旦发生网络战争也极易成为网络攻击的首选目标，如通过攻击获取电力物联网价值数据，可分析出攻击目标所在地的用电分布、关键信息、基础设施位置，算改关键节点监测预警信息、操作指令等关键数据，造成电力物联网系统故障或重大安全事故。
[0003]现有的电力物联网安全管理系统仅仅停留在信息的采集以及检验阶段的质量信息，对于设备的状态评估仅仅依靠采购初期的质量检验来实现，而对后期设备投运后的健康状态不能有效的评估和统一管理，不能全面真实的反映设备的健康状态，因此，提出的一种基于电力物联网安全管理系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在对后期设备投运后的健康状态不能有效的评估和统一管理，不能全面真实的反映设备的健康状态的缺点，而提出的一种基于电力物联网安全管理系统。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种基于电力物联网安全管理系统，包括电网，用于输送与分配电能、改变电压，座位安全管理的主要对象；通信模块，用于保证安全管理系统与电网之间的数据流通；数据采集模块，用于对对电网设备进行参数信息的收集与挖掘；数据处理模块，用于对收集来的信息进行预处理；数据存储模块用于将数据进行存储便于在使用时再调出；数据分析模块，用于对处理的数据进行数据分析；安全管理模块，用于对分析后的数据进行分类对比，判断是否符合安全并发送控制信号；响应处理模块，用于对控制信号进行响应并进行相关处理操作；以及警报模块，用于在出现安全问题时发出预警；所述数据采集模块通过通信模块与电网连接获取相关安全参数，所述数据处理模块对数据采集模块获取的数据进行预处理，所述数据处理模块将处理好的数据传输到数据数据分析模块，所述数据处理模块与数据存储模块之间存在数据传输，所述数据分析模块将分析数据传输到安全管理模块，所述安全管理模块将数据传输到警报模块，所述安全管理模块将控制信号传输到响应处理模块。
[0007]本专利技术的技术方案中，所述警报模块包括数据接收单元和报警装置。
[0008]上述技术方案进一步包括：
[0009]所述安全管理模块与电力物联网连接，所述电力物联网体系架构包括感知层、网络层、平台层和应用层，所述感知层用于保障系统感知数据的准确性和及时性，所述感知层
与数据收集模块之间连接，所述网络层用于保障电力物联网中通信服务的整体质量，所述网络层与通信模块之间连接，所述平台层借助在线信息平台和云数据中心的构建实现对电网运行数据的实时收集和整理，所述平台层与数据收集模块、数据处理模块和数据分析模块之间连接，所述应用层用于实现电网与用户及其他能源系统的感知互动，所述应用层与响应处理模块之间连接。
[0010]所述感知层针对监测对象愈发多样、监测数据愈发复杂的情况，感知设备满足尺寸、环境、电磁兼容等多方面因素要求，且对配电系统所有设备实现全覆盖监测。
[0011]所述网络层应用有线模式和无线模式两者互补的方式，将配网系统和通信系统之间的耦合关系作为基础，并从拓扑概念入手，对信息物理系统进行协同规划。
[0012]所述平台层采用数据融合技术，对多源、异构、高冗余的数据进行前置处理；所述平台层还应用有数据存储管理与挖掘分析技术，通过基于Hadoop平台的数据压缩方法对电力物联网海量数据进行实时更新存储，同时采用NoSQL技术对实际数据进行分布式存储管理。
[0013]所述应用层应用有态势感知技术和主动优化运作技术，所述态势感知技术通过分析配电系统大数据来就智能配电系统中的各种安全风险进行实时预警和响应处置，能够在将智能配电系统态势感知分为态势察觉、态势理解和态势预测的基础上始终确保配电系统的优化运行；所述主动优化运作技术进行决策调整，如通过调整供电价格来提升电力企业的经济效益等，进而在保障智能配电系统发展决策科学性及适用性的基础上确保用户满意度的有效提升。
[0014]所述数据处理模块应用有应用有主成分分析降维方法进行特征提取，将数据化后的数据设置为M个样本{X1,X2,...,X
M
,},每个样本有N维特征,},每个样本有N维特征每一个特征X
j
都有各自的特征值；
[0015]首先对所有特征进行去中心化，即去均值，求出每个特征的平均值，然后对于所有的样本，每一个特征都减去自身的均值，其中各自的均值分别为在去中心化后再求协方差矩阵其中对角线上分别是特征X1和X2的方差，非对角线上是协方差，cov(X1,X1)的计算公式为由此得出M个样本在这N维特征下的协方差矩阵C；
[0016]得到协方差矩阵后，根据特征方程Cμ＝λμ求出其特征值及其对应的特征向量，其中λ为特征值，μ为其对应的特征向量，选择最大的前k个特征值和相对应的特征向量进行投影，投影即为降维的过程，将原始特征从高维度降低到低维度，降维后除去了大量的冗余信息，且至少保留了原来85％以上的信息，降低了数据分析的难度且加快了分析的速度。
[0017]所述安全管理模块与深度学习模块之间存在数据传输，所述深度学习模块首先建立安全模型，所述安全模型用于模拟对数据参数的安全性判断，所述模型需要进行大量的
数据集进行训练，所述数据集通过数据采集模块获取，选择参数进行模型训练，经过多组数据对比，选出最优的模型进行多次训练得出最终的安全模型，所述安全模型为在大量的数据集的训练下获取效率更高的全局模型。
[0018]本专利技术的技术方案中，所述深度学习模块应用有激活函数，神经网络中激活函数的主要用于提供网络的非线性建模能力，当一个神经网络中仅包含线性卷积和全连接运算，该网络仅能够表达线性映射，即便增加网络的深度也依旧还是线性映射，难以有效建模实际环境中非线性分布的数据，加入激活函数之后，深度神经网络具备了分层的非线性映射学习能力。
[0019]本专利技术具备以下有益效果：
[0020]1、本专利技术中，通过数据采集模块从电网中提取数据信息，经过数据处理模块和数据分析模块的处理分析，将数据传输到安全管理模块，安全管理模块对数据进行安全判断与预测，可以对后期设备投运后的健康状态进行有效的评估和统一管理。
[0021]2、本专利技术中，对安全管理模块进行深度学习模块的机器学习，安全管理效果更好，同时对安全隐患进行预警和及时处理。
附图说明
[0022]图1为本专利技术提出的一种基于电力物联网安全管理系统的系统框图；
[0023]图2为本专利技术中的电力物联网的体系架构图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电力物联网安全管理系统，包括电网，用于输送与分配电能、改变电压，作为安全管理的主要对象；通信模块，用于保证安全管理系统与电网之间的数据流通；数据采集模块，用于对对电网设备进行参数信息的收集与挖掘；数据处理模块，用于对收集来的信息进行预处理；数据存储模块用于将数据进行存储便于在使用时再调出；数据分析模块，用于对处理的数据进行数据分析；安全管理模块，用于对分析后的数据进行分类对比，判断是否符合安全并发送控制信号；响应处理模块，用于对控制信号进行响应并进行相关处理操作；以及警报模块，用于在出现安全问题时发出预警；其特征在于，所述数据采集模块通过通信模块与电网连接获取相关安全参数，所述数据处理模块对数据采集模块获取的数据进行预处理，所述数据处理模块将处理好的数据传输到数据数据分析模块，所述数据处理模块与数据存储模块之间存在数据传输，所述数据分析模块将分析数据传输到安全管理模块，所述安全管理模块将数据传输到警报模块，所述安全管理模块将控制信号传输到响应处理模块。2.根据权利要求1所述的一种基于电力物联网安全管理系统，其特征在于，所述安全管理模块与电力物联网连接，所述电力物联网体系架构包括感知层、网络层、平台层和应用层，所述感知层用于保障系统感知数据的准确性和及时性，所述感知层与数据收集模块之间连接，所述网络层用于保障电力物联网中通信服务的整体质量，所述网络层与通信模块之间连接，所述平台层借助在线信息平台和云数据中心的构建实现对电网运行数据的实时收集和整理，所述平台层与数据收集模块、数据处理模块和数据分析模块之间连接，所述应用层用于实现电网与用户及其他能源系统的感知互动，所述应用层与响应处理模块之间连接。3.根据权利要求2所述的一种基于电力物联网安全管理系统，其特征在于，所述感知层针对监测对象愈发多样、监测数据愈发复杂的情况，感知设备满足尺寸、环境、电磁兼容等多方面因素要求，且对配电系统所有设备实现全覆盖监测。4.根据权利要求2所述的一种基于电力物联网安全管理系统，其特征在于，所述网络层应用有线模式和无线模式两者互补的方式，将配网系统和通信系统之间的耦合关系作为基础，并从拓扑概念入手，对信息物理系统进行协同规划。5.根据权利要求2所述的一种基于电力物联网安全管理系统，其特征在于，所述平台层采用数据融合技术，对多源、异构、高冗余的数据进行前置处理；所述平台层...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锦隆，杨懿，张秋铭，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司信息通信公司，
类型：发明
国别省市：