[发明专利]一种配电网调度决策模型外包计算及其参数脱敏方法

说明书

本发明公开了一种配电网调度决策模型外包计算及其参数脱敏方法，首先基于配电网系统结构特征，构建配电网调度决策模型，并以调度决策问题的标准型形式进行表征。然后，基于无标度网络模型，构建与真实配电网规模相同的伴生虚拟配电网，用以保护真实配电网的物理信息。进一步，根据诱骗式隐私保护方法，设计真实配电网与伴生虚拟配电网之间的转换密钥，并根据密钥生成具有隐私保护属性的虚拟配电网调度决策模型。最后，设计了云服务商双重校验机制，用以保障计算结果的最优性。本发明一方面可应对数据向云端迁移带来的潜在信息安全风险；另一方面通过合理设计密钥，构建虚拟配电网调度决策模型可以保证加密问题的稀疏性，提高云计算效率。

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，尤其是涉及一种配电网调度决策模型外包计算及其参数脱敏方法。

背景技术

随着增量配电业务改革的大力推进，独立投资、运营局域配电网(如园区配电网、社区微电网等)的增量配电网企业作为独立利益主体涌现。然而，这一类利益主体通常为中小企业，尚不具备与电网公司相媲美的强大算力资源和专业管理团队，故而难以有效应对日益复杂的配电网调度决策挑战。与此同时，算力逐渐成为一种可灵活购买的公共资源。结合云计算等新一代信息技术是配电网的发展趋势，目前公共云服务商均可以提供面向智能微网、分布式新能源并网管理等场景的商业化云计算方案。在此背景下，增量配电网企业将配电网调度决策分析业务外包给云服务商，可有效解决自身专业技术不足问题，并在软硬件购置、系统维护、场地人力等方面节约企业运营成本。

然而，增量配电网企业与公共云服务商为不同利益主体，而云计算需要用户将与计算任务相关数据上传到云端，这将使得云服务商有可能窥探增量配电网企业的敏感信息，如交易电价、负荷数据、网架结构等，导致潜在的信息泄露风险，是云计算技术应用推广面临的主要挑战。电力系统的信息泄漏如果被其他主体用于恶意攻击，可能造成电力安全事故或者直接经济损失。因此，隐私信息加密是云计算技术推广应用过程中需要解决的先决问题。

目前，已有研究提出通过随机非奇异矩阵加密调度决策问题的模型参数，从而达到隐私信息加密目的。但配电网调度决策问题是一个稀疏问题，通过随机非奇异矩阵加密会破坏原问题的稀疏性，极大提高加密问题的复杂程度，导致云计算的效率降低、成本提高，难以实际应用。为此，亟需寻找一种既能保护数据隐私，又能维持配电网调度决策模型计算效率的加密方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明基于仿射变换原理及配电网拓扑矩阵的数学性质，提出一种配电网调度决策模型外包计算及其参数脱敏方法，以实现安全与效率的统一。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种配电网调度决策模型外包计算及其参数脱敏方法，包括如下步骤：本发明实施例的第一方面提供了一种配电网调度决策模型外包计算及其参数脱敏方法，所述方法包括如下步骤：

(1)根据配电网系统实际运行特征，构建标准型表征的配电网决策模型；

(2)根据步骤(1)中配电网系统的节点数量，基于无标度网络模型生成虚拟配电网拓扑，再通过随机正实数对各支路导纳参数进行随机缩放构建与配电网系统节点数相同的伴生虚拟配电网；

(3)基于步骤(2)中生成的伴生虚拟配电网，根据诱骗式隐私保护方法，设计伴生虚拟配电网与真实配电网之间的转换密钥，并基于该密钥生成虚拟调度决策模型；

(4)根据步骤(2)和步骤(3)生成两个不同的虚拟配电网拓扑、虚拟支路参数，构建对应的两个不同的伴生配电网，并设计两个不同的虚拟调度决策模型，然后基于双重校验机制，将不同的虚拟调度决策模型外包给两个不同云服务商进行计算，并对不同云服务商的计算结果进行对比验证，对云计算结果最优性进行验证。

本发明实施例的第二方面提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器与所述处理器耦接；其中，所述存储器用于存储程序数据，所述处理器用于执行所述程序数据以实现上述的配电网调度决策模型外包计算及其参数脱敏方法。