【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及電力設(shè)備異常監(jiān)測(cè)，具體為一種電力設(shè)備指紋編碼方法。
技術(shù)介紹
1、在電力設(shè)備監(jiān)測(cè)與管理領(lǐng)域，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和復(fù)雜度的持續(xù)提升，傳統(tǒng)技術(shù)面臨諸多挑戰(zhàn)。
2、數(shù)據(jù)采集與處理問(wèn)題，傳統(tǒng)電力設(shè)備監(jiān)測(cè)大多依賴(lài)于有限的常規(guī)傳感器，采集的數(shù)據(jù)維度單一，難以全面反映設(shè)備的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)。而且，這些傳感器的精度有限，在復(fù)雜環(huán)境下易受干擾，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性無(wú)法保障。同時(shí)，數(shù)據(jù)處理效率低下，無(wú)法實(shí)時(shí)處理大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致設(shè)備潛在故障難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。例如，在大型變電站中，傳統(tǒng)傳感器只能采集基本的電壓、電流參數(shù)，對(duì)于設(shè)備內(nèi)部的細(xì)微變化無(wú)法捕捉，一些早期故障跡象容易被忽視。數(shù)據(jù)安全與存儲(chǔ)難題，電力設(shè)備數(shù)據(jù)包含大量敏感信息，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密方式在面對(duì)日益增長(zhǎng)的黑客攻擊手段時(shí)，安全性逐漸不足，數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)較高。并且，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式多為集中式存儲(chǔ)，存在單點(diǎn)故障問(wèn)題，一旦存儲(chǔ)中心出現(xiàn)故障，可能導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)丟失。此外，數(shù)據(jù)共享困難，不同部門(mén)之間的數(shù)據(jù)難以實(shí)現(xiàn)高效交互，限制了對(duì)設(shè)備的協(xié)同管理。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷困境，傳統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法主要基于閾值判斷，無(wú)法準(zhǔn)確區(qū)分設(shè)備的正常波動(dòng)和潛在故障，誤報(bào)率和漏報(bào)率較高。在故障診斷方面，缺乏有效的模型和算法，難以快速準(zhǔn)確地定位故障點(diǎn)和判斷故障類(lèi)型，導(dǎo)致故障處理時(shí)間長(zhǎng)，影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。例如，當(dāng)變壓器出現(xiàn)輕微故障時(shí)，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法可能無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，或者將其誤判為正常波動(dòng)，延誤維修時(shí)機(jī)。信息更新與管理滯后，電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和連接關(guān)系會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生變化，傳統(tǒng)的信息管理方式難以實(shí)時(shí)更新設(shè)備信息
3、針對(duì)上述傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷，本專(zhuān)利技術(shù)提出了一種電力設(shè)備指紋編碼方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本專(zhuān)利技術(shù)的目的旨在快速定位并處理異常，實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化管理，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，解決現(xiàn)有設(shè)備狀態(tài)判斷滯后、故障處理效率不高的問(wèn)題。
2、為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
采用如下技術(shù)方案：
3、一種電力設(shè)備指紋編碼方法，包括以下步驟：
4、s1.電力指紋采集，在各類(lèi)電力設(shè)備的關(guān)鍵部位部署量子傳感器，實(shí)時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行的電力參數(shù)，利用采集的電力參數(shù)生成量子態(tài)的電力指紋數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)量子加密技術(shù)進(jìn)行加密并將其存儲(chǔ)在中央處理器中；
5、s2.區(qū)塊鏈分布式賬本與動(dòng)態(tài)信息校準(zhǔn)，利用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建一個(gè)分布式賬本，記錄電力設(shè)備的相關(guān)信息和設(shè)備指紋數(shù)據(jù)，每個(gè)設(shè)備指紋采集裝置作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，將加密后的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到區(qū)塊鏈賬本中；隨后通過(guò)智能合約，自動(dòng)校準(zhǔn)設(shè)備相關(guān)信息，確保賬本中的信息與實(shí)際設(shè)備狀態(tài)一致；
6、s3.設(shè)備相關(guān)特征提取與建模，利用量子計(jì)算的并行處理能力，對(duì)區(qū)塊鏈賬本中的設(shè)備指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，提取與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)的特征，建立量子態(tài)的設(shè)備指紋編碼模型；
7、s4.設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與異常預(yù)警，利用量子態(tài)設(shè)備指紋編碼模型對(duì)實(shí)時(shí)采集的設(shè)備指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過(guò)量子態(tài)匹配算法快速判斷當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)是否異常；一旦檢測(cè)到異常，立即觸發(fā)預(yù)警信號(hào)，并通過(guò)區(qū)塊鏈賬本將預(yù)警信息實(shí)時(shí)廣播到所有相關(guān)節(jié)點(diǎn)；通過(guò)量子態(tài)匹配算法實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的快速監(jiān)測(cè)和異常預(yù)警。
8、進(jìn)一步地，步驟s1中所述的關(guān)鍵部位包括：在變壓器的繞組、鐵芯附近部署，用于監(jiān)測(cè)電壓、電流變化；在斷路器的觸點(diǎn)處部署，監(jiān)測(cè)開(kāi)合狀態(tài)下的電流通斷情況及電弧產(chǎn)生時(shí)的相關(guān)參數(shù)；在電容器的極板附近部署，獲取電容值及電壓變化數(shù)據(jù)。
9、進(jìn)一步地，所述s1中，利用采集的電力參數(shù)生成量子態(tài)的電力指紋數(shù)據(jù)的步驟包括，
10、s11.電力參數(shù)量子化編碼，針對(duì)電壓、電流、功率、諧波等電力參數(shù)，確定電力參數(shù)的測(cè)量范圍，測(cè)量范圍表示為：，表示電力參數(shù)；將電力參數(shù)的測(cè)量范圍劃分個(gè)區(qū)間；其中，為正整數(shù)，精度要求越高，值越大，每個(gè)參數(shù)的區(qū)間長(zhǎng)度計(jì)算公式為：
11、;
12、和分別是電力參數(shù)測(cè)量范圍的上限和下限；
13、對(duì)于采集到的離散電力參數(shù)值，判斷電力參數(shù)值落入測(cè)量范圍內(nèi)的序號(hào)，按照線性編碼規(guī)則，將其映射為量子比特態(tài)：
14、；
15、；
16、；
17、其中，為采集到的離散電力參數(shù)值；為電力參數(shù)值落入測(cè)量范圍內(nèi)的序號(hào)；為將離散電力參數(shù)按照線性編碼規(guī)則映射后得到的量子比特態(tài)；是量子比特態(tài)處于基態(tài)時(shí)的概率幅系數(shù)，其概率值為；是量子比特態(tài)處于基態(tài)時(shí)的概率幅系數(shù)，其概率值為；且；
18、通過(guò)上述方式將電壓、電流、功率、諧波等參數(shù)分別轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的量子比特態(tài)，使得經(jīng)典的電力參數(shù)數(shù)據(jù)具備量子態(tài)的表達(dá)形式；
19、s12.選擇糾纏門(mén)操作，采用cnot門(mén)進(jìn)行量子糾纏操作，cnot門(mén)作用于兩個(gè)量子比特，當(dāng)控制比特為時(shí)，目標(biāo)比特狀態(tài)翻轉(zhuǎn)；當(dāng)控制比特為時(shí)，目標(biāo)比特狀態(tài)不變；其矩陣形式為：
20、；
21、s13.執(zhí)行糾纏操作構(gòu)建復(fù)合量子態(tài)：
22、糾纏操作，以電壓的量子比特態(tài)作為控制比特，以電流的量子比特態(tài)作為目標(biāo)比特，經(jīng)過(guò)cnot門(mén)操作后，得到糾纏態(tài)，糾纏態(tài)公式表示為：
23、；
24、得到后，繼續(xù)與功率量子比特態(tài)進(jìn)行糾纏，以中的某個(gè)比特（如第一個(gè)比特）作為控制比特，功率量子比特態(tài)作為目標(biāo)比特，操作后得到包含電壓、電流、功率信息的糾纏態(tài)，接著將與諧波量子比特態(tài)以及其他量子比特態(tài)進(jìn)行糾纏，最終構(gòu)建出復(fù)合量子態(tài)，即電力指紋數(shù)據(jù)；
25、其中，表示量子糾纏操作；表示經(jīng)過(guò)門(mén)操作后，以電壓量子比特態(tài)為控制比特、電流量子比特態(tài)為目標(biāo)比特所得到的糾纏態(tài)；代表電壓的量子比特態(tài)；代表電流的量子比特態(tài)；和是量子比特的兩個(gè)基本狀態(tài)；和是電壓量子比特態(tài)在計(jì)算基下的概率幅系數(shù)，分別決定了處于不同基態(tài)的概率；和是電流量子比特態(tài)在計(jì)算基下的概率幅系數(shù)，分別決定了處于不同基態(tài)的概率；為異或運(yùn)算。
26、進(jìn)一步地，所述s1中的量子加密方法為：采用基于量子密鑰分發(fā)（qkd）的加密方式，過(guò)程中利用bb84協(xié)議生成一次性量子密鑰，在bb84協(xié)議發(fā)送端，隨機(jī)選擇水平/垂直（、）或45?/135?（、）的量子態(tài)發(fā)送光子，bb84協(xié)議接收端隨機(jī)選擇測(cè)量基測(cè)量；若測(cè)量基與發(fā)送基匹配，記錄測(cè)量結(jié)果為密鑰比特，不匹配則舍棄；篩選出匹配的比特形成密鑰，對(duì)采集的電力指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，加密公式為：（為異或運(yùn)算），加密后存儲(chǔ)于量子存儲(chǔ)模塊。
27、進(jìn)一步地，所述的s2中，區(qū)塊鏈分布式賬本與動(dòng)態(tài)信息校準(zhǔn)的步驟包括：
28、s21.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，搭建基于聯(lián)盟鏈的分布式賬本，采用改進(jìn)的拜占庭容錯(cuò)（pbft）共識(shí)算法，改進(jìn)的拜占庭容錯(cuò)（pbft）共識(shí)算法中引入量子隨機(jī)數(shù)生成器，利用量子力學(xué)中的不確定性原理生成真正的隨機(jī)數(shù)，通過(guò)哈希函數(shù)對(duì)真正的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行處理，得到從隨機(jī)數(shù)到主節(jié)點(diǎn)選擇的中間轉(zhuǎn)換參本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種電力設(shè)備指紋編碼方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備指紋編碼方法，其特征在于，所述的關(guān)鍵部位包括：在變壓器的繞組、鐵芯附近部署，用于監(jiān)測(cè)電壓以及電流變化。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備指紋編碼方法，其特征在于，所述S1中，利用采集的電力參數(shù)生成量子態(tài)的電力指紋數(shù)據(jù)的步驟包括：
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備指紋編碼方法，其特征在于，所述S1中的量子加密方法為：采用基于量子密鑰分發(fā)QKD的加密方式，過(guò)程中利用BB84協(xié)議生成一次性量子密鑰，在BB84協(xié)議發(fā)送端，隨機(jī)選擇水平/垂直或45?/135?的量子態(tài)發(fā)送光子，BB84協(xié)議接收端隨機(jī)選擇測(cè)量基測(cè)量；若測(cè)量基與發(fā)送基匹配，記錄測(cè)量結(jié)果為密鑰比特，不匹配則舍棄；篩選出匹配的比特形成密鑰，對(duì)采集的電力指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，加密公式為：，為異或運(yùn)算，加密后存儲(chǔ)于量子存儲(chǔ)模塊。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備指紋編碼方法，其特征在于，所述的S2中，區(qū)塊鏈分布式賬本與動(dòng)態(tài)信息校準(zhǔn)的步驟包括：
6.據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電力設(shè)備指紋
7.據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電力設(shè)備指紋編碼方法，其特征在于，所述S22中，對(duì)交易內(nèi)容采用SHA?-?256進(jìn)行哈希計(jì)算包括：
8.據(jù)權(quán)利要求7所述的一種電力設(shè)備指紋編碼方法，其特征在于，所述S22中，所述S224中，循環(huán)壓縮過(guò)程包括：
9.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備指紋編碼方法，其特征在于，所述S22中，所述S3中設(shè)備相關(guān)特征提取方法：
10.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備指紋編碼方法，其特征在于，所述S22中，所述S4包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種電力設(shè)備指紋編碼方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備指紋編碼方法，其特征在于，所述的關(guān)鍵部位包括：在變壓器的繞組、鐵芯附近部署，用于監(jiān)測(cè)電壓以及電流變化。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備指紋編碼方法，其特征在于，所述s1中，利用采集的電力參數(shù)生成量子態(tài)的電力指紋數(shù)據(jù)的步驟包括：
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力設(shè)備指紋編碼方法，其特征在于，所述s1中的量子加密方法為：采用基于量子密鑰分發(fā)qkd的加密方式，過(guò)程中利用bb84協(xié)議生成一次性量子密鑰，在bb84協(xié)議發(fā)送端，隨機(jī)選擇水平/垂直或45?/135?的量子態(tài)發(fā)送光子，bb84協(xié)議接收端隨機(jī)選擇測(cè)量基測(cè)量；若測(cè)量基與發(fā)送基匹配，記錄測(cè)量結(jié)果為密鑰比特，不匹配則舍棄；篩選出匹配的比特形成密鑰，對(duì)采集的電力指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，加密公式...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：彭君，王忠飛，陳曉沾，錢(qián)寶玉，虎亞玲，李靜，張?zhí)煲?/a>，于龍，陳克強(qiáng)，李進(jìn)，楊欣蓉，李力，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司蘭州供電公司，
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