面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通系統(tǒng)設(shè)計(jì)

邱海楓，包賢祿

（1.深圳供電局有限公司，廣東深圳 518000；2.南方電網(wǎng)深圳數(shù)字電網(wǎng)研究院有限公司，廣東深圳 518000）

隨著電力控制技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，電力設(shè)備安全問題逐漸受到廣泛重視。為提高電力物聯(lián)數(shù)據(jù)的安全性，研究電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通設(shè)計(jì)方法，在電網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全管理和信息優(yōu)化存儲(chǔ)方面具有重要意義，相關(guān)的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法研究受到人們的極大關(guān)注[1]。

對(duì)電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是建立在參數(shù)辨識(shí)和信息調(diào)度基礎(chǔ)上[2]。傳統(tǒng)方法中，電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法主要有線性編碼方法、隨機(jī)密鑰擴(kuò)展編碼方法、基于混沌密鑰設(shè)計(jì)的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法等[3-5]。傳統(tǒng)方法通過構(gòu)建電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通系統(tǒng)設(shè)計(jì)的聯(lián)合參數(shù)識(shí)別模型，通過物理空間參數(shù)規(guī)劃和電網(wǎng)參數(shù)的線性加密設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通系統(tǒng)設(shè)計(jì)，但傳統(tǒng)電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通系統(tǒng)的自適應(yīng)性不好，參數(shù)識(shí)別能力不強(qiáng)。

對(duì)此，該文提出面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。最后設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)測(cè)試所提方法的應(yīng)用性能，結(jié)果表明該文方法在提高電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通控制能力方面優(yōu)于傳統(tǒng)方法。

1 電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼和密鑰設(shè)計(jì)

1.1 電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼設(shè)計(jì)

為提高電力物聯(lián)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院痛鎯?chǔ)穩(wěn)定性，需要優(yōu)化設(shè)計(jì)電力物聯(lián)數(shù)據(jù)的編碼。采用概率密度特征參數(shù)分析方法[6]，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力物聯(lián)數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖赃m應(yīng)控制和參數(shù)輸出穩(wěn)定性識(shí)別，構(gòu)建電力物聯(lián)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)態(tài)特征分析模型為：

式中，K(xi,xj)為電力物聯(lián)數(shù)據(jù)塊，d為初始數(shù)簇。

采用約束誘導(dǎo)靜態(tài)分岔點(diǎn)分析方法，構(gòu)建電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼的規(guī)范性約束參量，通過穩(wěn)定性范疇內(nèi)的分岔點(diǎn)控制的方法[7]，在幾何鄰域(t,p)內(nèi)，得到電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼的線性概率密度為：

式中，m為同步序列密碼組數(shù)。采用擾動(dòng)參量自整定方法[8]實(shí)現(xiàn)電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼的線性概率規(guī)劃設(shè)計(jì)，在一維邊界條件約束下，得到譯碼器輸出的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)碼字C(x)，得到輸出碼元序列滿足：

式中，Si、Sj分別為xi、xj對(duì)應(yīng)的輸出碼。

采用公鑰參數(shù)融合的方法[9]，得到面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼的隨機(jī)檢測(cè)變量（x1,x2,…,xi），通過高斯概率密度統(tǒng)計(jì)分析方法，得到面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼的組合解析模型：

式中，a為電力物聯(lián)數(shù)據(jù)參數(shù)融合的聯(lián)合特征分布因子，n為密碼分組連接個(gè)數(shù)。

綜上所述，得到了面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼的密鑰參數(shù)，完成了電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼設(shè)計(jì)，為電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通控制打下基礎(chǔ)。

1.2 電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通控制

為了實(shí)現(xiàn)構(gòu)建電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通控制，采用設(shè)備編碼控制和線性融合識(shí)別方法[10]構(gòu)建電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼的參數(shù)解析模型，得到電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼的特征線性方程為：

式中，C為電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)參數(shù)分布概率密度值，得到加密算法的公鑰：

式中，h0為初始子公鑰序列。面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼的控制約束方程描述為：

式中，ds為物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼數(shù)簇，da為擴(kuò)張編碼數(shù)簇，t為偽隨機(jī)子密碼?；诜€(wěn)態(tài)特征參數(shù)分析[11]，建立面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼狀態(tài)參數(shù)融合模型，表示為：

式中，fm(x)為空間分布融合特征量。

通過規(guī)范性的碼元組合控制方法[12]，建立面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼算術(shù)結(jié)構(gòu)模型，得到規(guī)范的二值編碼輸出為：

式中，p為直流母線電壓的傳遞速度，N為直流母線電壓的傳遞次數(shù)。采用碼元特征分解的方法[13]，構(gòu)建面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)參數(shù)融合和模糊聚類分析模型，表示為：

式中，b為電力物聯(lián)數(shù)據(jù)參數(shù)融合的預(yù)失真度。

根據(jù)上述分析，采用電熱聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)節(jié)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼過程中的密鑰設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)建電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通控制，以此為前提，對(duì)電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。

2 電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1 電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼密鑰設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通設(shè)計(jì)優(yōu)化，需要進(jìn)行電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼密鑰設(shè)計(jì)，采用差異性的隨機(jī)探測(cè)協(xié)議[14]，得到電力物聯(lián)數(shù)據(jù)的密鑰丟棄分組概率為：

式中，設(shè)置Q為密文輸出塊數(shù)量。在概率置信度約束下，在f(x)上采用隨機(jī)線性分布式融合的方法，得到面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼控制的隨機(jī)映射表示為f(x,q)，設(shè)F(x)是f(x)的唯一極小范數(shù)特征解，構(gòu)建面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼的聯(lián)合參數(shù)識(shí)別模型，表示為：

采用功率輸出穩(wěn)態(tài)增益調(diào)度，構(gòu)建面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼的調(diào)速系統(tǒng)為：

式中，λ為功率輸出穩(wěn)態(tài)閾值。采用自適應(yīng)加權(quán)控制，得到電力物聯(lián)數(shù)據(jù)多維傳感陣列檢測(cè)輸出的權(quán)重為：

式中，τ為自適應(yīng)指數(shù)平滑檢測(cè)誤差。

基于穩(wěn)態(tài)特征分析的方法[15]，構(gòu)建面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼的密鑰協(xié)議，表示為：

式中，?i為待編碼的設(shè)備編碼序列擴(kuò)張分布子集。

由此，結(jié)合聯(lián)合相似度特征分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼的密鑰設(shè)計(jì)，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通均衡設(shè)計(jì)。

2.2 電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通均衡設(shè)計(jì)

設(shè)備編碼擴(kuò)張輸出的相鄰子密碼長度為：

式中，Ωy為功率補(bǔ)償值，at(θ)為設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)解析的聯(lián)合融合度。根據(jù)上述分析，構(gòu)建設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼模型，表示為：

式中，μw為前饋電壓解耦特征分布概率，基于穩(wěn)態(tài)功率補(bǔ)償，得到電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼的失真解析控制方程：

式中，Us為最大負(fù)荷增益率。通過時(shí)滯相關(guān)耦合補(bǔ)償[16]，得到電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼的碼元輸出序列為：

式中，L為最小擾動(dòng)電壓輸出的期望值?；谪?fù)荷比例控制，構(gòu)建電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼互通輸出為：

綜上分析，通過物理設(shè)備參數(shù)調(diào)節(jié)的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范性參數(shù)辨識(shí)和負(fù)荷特征分析，完成了電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通均衡設(shè)計(jì)。

3 仿真測(cè)試分析

為驗(yàn)證該文方法在實(shí)現(xiàn)電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通檢測(cè)中的應(yīng)用性能，進(jìn)行仿真測(cè)試分析，電力物聯(lián)數(shù)據(jù)采樣的點(diǎn)數(shù)為2 000，線性編碼的用時(shí)為120 s，編碼規(guī)范互通的信道數(shù)為12。

電力物聯(lián)數(shù)據(jù)原始分布序列如圖1 所示。

圖1 電力物聯(lián)數(shù)據(jù)原始分布序列

以圖1 的數(shù)據(jù)為測(cè)試對(duì)象，實(shí)現(xiàn)面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通設(shè)計(jì)，測(cè)試編碼輸出的通信可靠傳輸率，得到對(duì)比結(jié)果如圖2 所示。

圖2 編碼輸出的正確通信率

分析圖2 得知，所提的面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范方法下，通信傳輸率較高，輸出可靠性較好。

測(cè)試面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通輸出誤碼率，得到對(duì)比結(jié)果如圖3 所示。

圖3 電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通輸出誤碼率測(cè)試

分析圖3 得知，所設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范時(shí)，輸出的誤碼率較低。這是因?yàn)椴捎秒姛崧?lián)合系統(tǒng)調(diào)節(jié)方法設(shè)計(jì)電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼密鑰，通過剛性耦合限制性調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)編碼規(guī)范性參數(shù)辨識(shí)和負(fù)荷特征分析，優(yōu)化了電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通檢測(cè)能力，從而降低電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通輸出誤碼率。

4 結(jié)束語

提出面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。采用概率密度特征參數(shù)分析方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力物聯(lián)數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖赃m應(yīng)控制，通過規(guī)范性的碼元組合控制方法，建立面向設(shè)備編碼擴(kuò)張的電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼算術(shù)結(jié)構(gòu)分析模型，通過物理設(shè)備參數(shù)調(diào)節(jié)的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范性參數(shù)辨識(shí)和負(fù)荷特征分析，提高電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通檢測(cè)能力。研究得知，該文方法進(jìn)行電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼的輸出穩(wěn)定性較高，可靠性較好，電力物聯(lián)數(shù)據(jù)編碼規(guī)范互通傳輸通信的輸出誤碼率較低。