【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力设备异常监测，具体为一种电力设备指纹编码方法。
技术介绍
1、在电力设备监测与管理领域，随着电力系统规模的不断扩大和复杂度的持续提升，传统技术面临诸多挑战。
2、数据采集与处理问题，传统电力设备监测大多依赖于有限的常规传感器，采集的数据维度单一，难以全面反映设备的真实运行状态。而且，这些传感器的精度有限，在复杂环境下易受干扰，数据准确性无法保障。同时，数据处理效率低下，无法实时处理大量的监测数据，导致设备潜在故障难以及时发现。例如，在大型变电站中，传统传感器只能采集基本的电压、电流参数，对于设备内部的细微变化无法捕捉，一些早期故障迹象容易被忽视。数据安全与存储难题，电力设备数据包含大量敏感信息，传统的数据加密方式在面对日益增长的黑客攻击手段时，安全性逐渐不足，数据泄露风险较高。并且，传统的数据存储方式多为集中式存储，存在单点故障问题，一旦存储中心出现故障，可能导致大量数据丢失。此外，数据共享困难，不同部门之间的数据难以实现高效交互，限制了对设备的协同管理。设备状态监测与故障诊断困境，传统的设备状态监测方法主要基于阈值判断，无法准确区分设备的正常波动和潜在故障，误报率和漏报率较高。在故障诊断方面，缺乏有效的模型和算法，难以快速准确地定位故障点和判断故障类型，导致故障处理时间长，影响电力系统的正常运行。例如，当变压器出现轻微故障时，传统监测方法可能无法及时发现，或者将其误判为正常波动，延误维修时机。信息更新与管理滞后，电力设备的运行状态和连接关系会随着时间发生变化，传统的信息管理方式难以实时更新设备信息
3、针对上述传统技术的缺陷，本专利技术提出了一种电力设备指纹编码方法。
技术实现思路
1、根据以上现有技术中的不足，本专利技术的目的旨在快速定位并处理异常，实现设备智能化管理，提升电力系统运行可靠性，解决现有设备状态判断滞后、故障处理效率不高的问题。
2、为了实现以上目的，本
技术实现思路
采用如下技术方案：
3、一种电力设备指纹编码方法，包括以下步骤：
4、s1.电力指纹采集，在各类电力设备的关键部位部署量子传感器，实时采集设备运行的电力参数，利用采集的电力参数生成量子态的电力指纹数据，将采集到的数据通过量子加密技术进行加密并将其存储在中央处理器中；
5、s2.区块链分布式账本与动态信息校准，利用区块链技术构建一个分布式账本，记录电力设备的相关信息和设备指纹数据，每个设备指纹采集装置作为一个节点，将加密后的数据实时上传到区块链账本中；随后通过智能合约，自动校准设备相关信息，确保账本中的信息与实际设备状态一致；
6、s3.设备相关特征提取与建模，利用量子计算的并行处理能力，对区块链账本中的设备指纹数据进行特征提取，提取与设备运行状态相关的特征，建立量子态的设备指纹编码模型；
7、s4.设备状态监测与异常预警，利用量子态设备指纹编码模型对实时采集的设备指纹数据进行分析，通过量子态匹配算法快速判断当前设备状态是否异常；一旦检测到异常，立即触发预警信号，并通过区块链账本将预警信息实时广播到所有相关节点；通过量子态匹配算法实现设备状态的快速监测和异常预警。
8、进一步地，步骤s1中所述的关键部位包括：在变压器的绕组、铁芯附近部署，用于监测电压、电流变化；在断路器的触点处部署，监测开合状态下的电流通断情况及电弧产生时的相关参数；在电容器的极板附近部署，获取电容值及电压变化数据。
9、进一步地，所述s1中，利用采集的电力参数生成量子态的电力指纹数据的步骤包括，
10、s11.电力参数量子化编码，针对电压、电流、功率、谐波等电力参数，确定电力参数的测量范围，测量范围表示为：，表示电力参数；将电力参数的测量范围划分个区间；其中，为正整数，精度要求越高，值越大，每个参数的区间长度计算公式为：
11、;
12、和分别是电力参数测量范围的上限和下限；
13、对于采集到的离散电力参数值，判断电力参数值落入测量范围内的序号，按照线性编码规则，将其映射为量子比特态：
14、；
15、；
16、；
17、其中，为采集到的离散电力参数值；为电力参数值落入测量范围内的序号；为将离散电力参数按照线性编码规则映射后得到的量子比特态；是量子比特态处于基态时的概率幅系数，其概率值为；是量子比特态处于基态时的概率幅系数，其概率值为；且；
18、通过上述方式将电压、电流、功率、谐波等参数分别转化为对应的量子比特态，使得经典的电力参数数据具备量子态的表达形式；
19、s12.选择纠缠门操作，采用cnot门进行量子纠缠操作，cnot门作用于两个量子比特，当控制比特为时，目标比特状态翻转；当控制比特为时，目标比特状态不变；其矩阵形式为：
20、；
21、s13.执行纠缠操作构建复合量子态：
22、纠缠操作，以电压的量子比特态作为控制比特，以电流的量子比特态作为目标比特，经过cnot门操作后，得到纠缠态，纠缠态公式表示为：
23、；
24、得到后，继续与功率量子比特态进行纠缠，以中的某个比特（如第一个比特）作为控制比特，功率量子比特态作为目标比特，操作后得到包含电压、电流、功率信息的纠缠态，接着将与谐波量子比特态以及其他量子比特态进行纠缠，最终构建出复合量子态，即电力指纹数据；
25、其中，表示量子纠缠操作；表示经过门操作后，以电压量子比特态为控制比特、电流量子比特态为目标比特所得到的纠缠态；代表电压的量子比特态；代表电流的量子比特态；和是量子比特的两个基本状态；和是电压量子比特态在计算基下的概率幅系数，分别决定了处于不同基态的概率；和是电流量子比特态在计算基下的概率幅系数，分别决定了处于不同基态的概率；为异或运算。
26、进一步地，所述s1中的量子加密方法为：采用基于量子密钥分发（qkd）的加密方式，过程中利用bb84协议生成一次性量子密钥，在bb84协议发送端，随机选择水平/垂直（、）或45˚/135˚（、）的量子态发送光子，bb84协议接收端随机选择测量基测量；若测量基与发送基匹配，记录测量结果为密钥比特，不匹配则舍弃；筛选出匹配的比特形成密钥，对采集的电力指纹数据进行加密，加密公式为：（为异或运算），加密后存储于量子存储模块。
27、进一步地，所述的s2中，区块链分布式账本与动态信息校准的步骤包括：
28、s21.区块链网络构建，搭建基于联盟链的分布式账本，采用改进的拜占庭容错（pbft）共识算法，改进的拜占庭容错（pbft）共识算法中引入量子随机数生成器，利用量子力学中的不确定性原理生成真正的随机数，通过哈希函数对真正的随机数进行处理，得到从随机数到主节点选择的中间转换参本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电力设备指纹编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种电力设备指纹编码方法，其特征在于，所述的关键部位包括：在变压器的绕组、铁芯附近部署，用于监测电压以及电流变化。
3.据权利要求1所述的一种电力设备指纹编码方法，其特征在于，所述S1中，利用采集的电力参数生成量子态的电力指纹数据的步骤包括：
4.据权利要求1所述的一种电力设备指纹编码方法，其特征在于，所述S1中的量子加密方法为：采用基于量子密钥分发QKD的加密方式，过程中利用BB84协议生成一次性量子密钥，在BB84协议发送端，随机选择水平/垂直或45˚/135˚的量子态发送光子，BB84协议接收端随机选择测量基测量；若测量基与发送基匹配，记录测量结果为密钥比特，不匹配则舍弃；筛选出匹配的比特形成密钥，对采集的电力指纹数据进行加密，加密公式为：，为异或运算，加密后存储于量子存储模块。
5.据权利要求1所述的一种电力设备指纹编码方法，其特征在于，所述的S2中，区块链分布式账本与动态信息校准的步骤包括：
6.据权利要求5所述的一种电力设备指纹
7.据权利要求5所述的一种电力设备指纹编码方法，其特征在于，所述S22中，对交易内容采用SHA - 256进行哈希计算包括：
8.据权利要求7所述的一种电力设备指纹编码方法，其特征在于，所述S22中，所述S224中，循环压缩过程包括：
9.据权利要求1所述的一种电力设备指纹编码方法，其特征在于，所述S22中，所述S3中设备相关特征提取方法：
10.据权利要求1所述的一种电力设备指纹编码方法，其特征在于，所述S22中，所述S4包括：
...【技术特征摘要】
1.一种电力设备指纹编码方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种电力设备指纹编码方法，其特征在于，所述的关键部位包括：在变压器的绕组、铁芯附近部署，用于监测电压以及电流变化。
3.据权利要求1所述的一种电力设备指纹编码方法，其特征在于，所述s1中，利用采集的电力参数生成量子态的电力指纹数据的步骤包括：
4.据权利要求1所述的一种电力设备指纹编码方法，其特征在于，所述s1中的量子加密方法为：采用基于量子密钥分发qkd的加密方式，过程中利用bb84协议生成一次性量子密钥，在bb84协议发送端，随机选择水平/垂直或45˚/135˚的量子态发送光子，bb84协议接收端随机选择测量基测量；若测量基与发送基匹配，记录测量结果为密钥比特，不匹配则舍弃；筛选出匹配的比特形成密钥，对采集的电力指纹数据进行加密，加密公式...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭君，王忠飞，陈晓沾，钱宝玉，虎亚玲，李静，张天毅，于龙，陈克强，李进，杨欣蓉，李力，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司兰州供电公司，
类型：发明
国别省市：
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