云計算環(huán)境下電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法

摘要：由于傳統(tǒng)的大數(shù)據(jù)安全傳輸方法對電力調(diào)度大數(shù)據(jù)傳輸加密不足，云計算環(huán)境下的安全機制創(chuàng)新不足。因此，文章提出云計算環(huán)境下電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法。該方法通過設定高效信道、深度數(shù)據(jù)特征提取，定制加密策略，采用先進算法強化敏感數(shù)據(jù)保密性；構建多層次加密框架，結合云計算的算力與擴展性，實現(xiàn)多重防護。文章引入智能干擾抑制技術，有效抵御攻擊，保障數(shù)據(jù)安全、穩(wěn)定、高效傳輸。實踐表明，該方法顯著降低傳輸失敗率，展現(xiàn)卓越防護與傳輸性能，為電力調(diào)度系統(tǒng)大數(shù)據(jù)傳輸提供了強有力的安全保障。

關鍵詞：云計算；電力調(diào)度；大數(shù)據(jù)技術；安全加密；實時傳輸把控

中圖分類號：TP311.52

文獻標志碼：A

0 引言

在信息化飛速發(fā)展的時代，云計算作為一種創(chuàng)新的計算模式，已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，為數(shù)據(jù)的存儲、處理和分析提供了前所未有的便利。特別是在電力調(diào)度領域，大數(shù)據(jù)的應用已經(jīng)成為提升調(diào)度效率、保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵技術之一。然而，隨著數(shù)據(jù)量的激增和數(shù)據(jù)價值的提升，如何確保這些大數(shù)據(jù)在云計算環(huán)境下的安全傳輸，成了一個亟待解決的問題。電力調(diào)度大數(shù)據(jù)涵蓋了從發(fā)電、輸電到配電的各個環(huán)節(jié)，包括實時監(jiān)控數(shù)據(jù)、歷史運行數(shù)據(jù)、用戶用電數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)不僅體量龐大，而且涉及國家安全、公共利益和個人隱私，因此對其安全性的要求極高。在云計算環(huán)境下，數(shù)據(jù)傳輸過程中可能面臨的安全威脅包括數(shù)據(jù)泄露、篡改、丟失等，這些威脅可能來自網(wǎng)絡攻擊、系統(tǒng)漏洞、人為錯誤等多個方面。因此，研究云計算環(huán)境下電力調(diào)度大數(shù)據(jù)的安全傳輸方法，不僅對于保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有重要意義，也是維護國家安全、保護用戶隱私的必要措施。本文將探討在云計算環(huán)境下，如何通過技術手段和管理措施，確保電力調(diào)度大數(shù)據(jù)的安全傳輸，為電力調(diào)度領域的信息化建設提供堅實的安全保障。

近年來，電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法的研究取得了顯著進展。龍燕軍等^［1］提出的基于電網(wǎng)信息模型數(shù)據(jù)的共享與高效傳輸技術，通過利用標準化數(shù)據(jù)結構提高了數(shù)據(jù)共享效率，盡管在實際應用中可能面臨兼容性和實施難度的問題。李秀峰等^［2］提出的基于多通道的水電站安全數(shù)據(jù)采集傳輸方法，通過提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院腿哂嘈裕_保了數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性，但其多通道系統(tǒng)的復雜部署和維護成本以及確保所有通道安全性的挑戰(zhàn)也不容忽視。這些方法在提升電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸能力的同時，也帶來了實施和維護上的挑戰(zhàn)，因此在選擇具體方法時，須綜合考慮系統(tǒng)的實際需求、成本效益及長期可維護性。為了解決上述方法存在的問題，本文提出云計算環(huán)境下電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法。

1 設計電力調(diào)度大數(shù)據(jù)云計算安全傳輸方法

1.1 并行傳輸信道設定

并行傳輸信道作為一種高效的數(shù)據(jù)傳輸方式，在電力調(diào)度大數(shù)據(jù)傳輸中相比于傳統(tǒng)的傳輸形式，整體的效率更高，針對性更強，在復雜的環(huán)境下能夠?qū)崿F(xiàn)多維傳輸處理^［3-4］。依據(jù)周期之內(nèi)電力數(shù)據(jù)的調(diào)度需求，根據(jù)電力調(diào)度大數(shù)據(jù)預設的傳輸標準，確定具體的信道數(shù)量，共隨機設置3條^［5］。以單元為基礎，采集數(shù)據(jù)流量、傳輸時間等數(shù)據(jù)，計算每條并行信道的帶寬，如公式（1）所示。

式（1）中：G表示信道帶寬，β表示周期數(shù)據(jù)流量，i表示預設周期，π表示重復數(shù)據(jù)，q和覆蓋傳輸范圍，w表示傳輸定點。當前的帶寬越大，數(shù)據(jù)傳輸速率越高，但成本也會相應增加，所以須要進行實時控制，保持數(shù)據(jù)傳輸時的平穩(wěn)及穩(wěn)定^［6］?；诖?，還要把控數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉藴剩刂茖膫鬏敃r間，在并行傳輸中，各信道之間的延遲差異可能導致數(shù)據(jù)同步問題，須要計算各信道的延遲^［7］，如公式（2）所示。

L=υm-n²+ο（2）

式（2）中：L表示信道延遲，υ表示可控同步差，m和n分別表示基礎傳輸頻率和實時傳輸頻率，ο表示同步時間^［8］。

1.2 安全傳輸負載特征提取及數(shù)據(jù)加密處理

負載以F表示，對原始輸入進行迭代分配^［9］。假設信道傳輸數(shù)據(jù)大小X、信道的長度C和寬度K以及傳輸數(shù)據(jù)的隊列堆積函數(shù)A^［10］。將各支路流量疊加，設計對應的迭代分配公式：

式（3）中：h^K_C（X）表示迭代分配結果，W表示迭代分配次數(shù)，t表示實時分配數(shù)據(jù)。引入反饋機制總結特征，轉換標準制定傳輸機制。采用AES加密數(shù)據(jù)，計算實時速度：

M=（1-U）²×δ（4）

式（4）中：M表示加密速度，U表示傳輸信道數(shù)量，δ表示實時傳輸速率，根據(jù)當前測定，將加密處理速度控制在該范圍之內(nèi)，為后續(xù)的傳輸設定一個循環(huán)的傳輸加密形式，對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行完整性校驗，防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中被篡改。

1.3 構建云計算電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸模型

一般情況下，在電力調(diào)度數(shù)據(jù)的過程中，較為注重的是數(shù)據(jù)的安全性和穩(wěn)定，雖然對數(shù)據(jù)進行基礎加密，但是仍然會受到外部環(huán)境及特定因素的影響，致使最終得出的傳輸效果未達到預期的標準。為此結合云計算，進行電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸模型的構建及分析。首先，在初始的模型中設計一個基礎的安全傳輸調(diào)度機制，作為初始的可控機制。隨后，在基礎的加密環(huán)境下，進行深層級的加密處理，設計組合式加密機制，組合加密處理如圖1所示。

圖1主要是對組合加密的處理。按照上述設定的信道，進行基礎布設。云計算下分布式電力調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸架構如圖2所示。

圖2主要是對云計算下分布式電力調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸架構的設計與實踐。此時，將采集的數(shù)據(jù)調(diào)整為數(shù)據(jù)包的形式并轉換為統(tǒng)一的執(zhí)行傳輸格式，按照順序通過信道傳輸?shù)街付ǖ奈恢?。當前，利用云計算的彈性伸縮能力，引入安全隔離機制，如防火墻、捕捉機制等，根據(jù)數(shù)據(jù)流量動態(tài)調(diào)整實時的數(shù)據(jù)，構建模型的調(diào)度傳輸表達式，如公式（5）所示。

在式（5）中，P表示安全傳輸輸出結果，κ表示調(diào)度數(shù)據(jù)總量，B表示轉換數(shù)據(jù)量，R表示調(diào)度頻次。結合當前測定，實現(xiàn)對測試結果的對比分析。當時這部分需要注意的是，在數(shù)據(jù)完成基礎傳輸之后，還須要對其進行解密處理。解密時須要先完成身份認證，這通常涉及使用公鑰基礎設施和數(shù)字證書來驗證通信雙方的身份。發(fā)送方使用自己的私鑰對信息進行簽名，接收方使用發(fā)送方的公鑰進行驗證，確保信息的完整性和發(fā)送方的身份。加密與解密結構是相互的，存在較強的關聯(lián)性，結合模型的約束及與云計算的輔助，可以進一步強化最終的傳輸效果。

1.4 干擾抑制輔助實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全傳輸處理

在云計算環(huán)境下，干擾抑制是確保電力調(diào)度大數(shù)據(jù)的安全傳輸?shù)年P鍵。通過減少或消除通信過程中的干擾信號，進一步提高數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。在電力調(diào)度大數(shù)據(jù)的傳輸過程中，由于網(wǎng)絡環(huán)境的復雜性和多樣性，數(shù)據(jù)傳輸可能會受到各種干擾的影響。所以，結合云技術，相對模型輸出的數(shù)據(jù)及信息進行基礎性處理，剔除數(shù)據(jù)中的重復數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行壓縮處理，以此來減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜哂嗪湾e誤。在可控的干擾環(huán)境中，干擾抑制輔助處理結構如圖3所示。

圖3主要是對干擾抑制輔助處理結構的設計與分析。在此基礎之上，針對電磁干擾，信道噪聲等，基于模型的處理效果，設定對應的數(shù)據(jù)傳輸抑制效率，結合云計算，如公式（6）所示。

r=∫+φ（1-b）²（6）

式（6）中：r表示數(shù)據(jù)傳輸抑制效率，表示抑制捕捉數(shù)據(jù)，φ表示傳輸延遲，b表示數(shù)據(jù)調(diào)度均值。根據(jù)當前測定，將其設置為基礎的干擾抑制安全約束傳輸標準，在基礎的干擾抑制處理的過程中，還須要結合實際的傳輸要求及阻礙條件，調(diào)整對應的傳輸機制與標準以此來滿足最終的傳輸結果，完成電力數(shù)據(jù)的調(diào)度處理。

2 方法測試

結合云計算環(huán)境，對電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法實際應用效果進行分析驗證，考慮到最終測試結果的真實與穩(wěn)定，選定H電站的在G區(qū)域的電力調(diào)度系統(tǒng)作為測試的目標對象，以對比的形式展開驗證，參考電網(wǎng)信息模型數(shù)據(jù)的共享傳輸方法、多通道電站安全數(shù)據(jù)采集傳輸方法以及此次設計的云計算電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法進行分析，關聯(lián)專業(yè)的抓裝置與平臺形成測試程序，將采集的數(shù)據(jù)匯總整合，存儲在預設的位置上，以待后續(xù)使用?；谠萍夹g，進行測試區(qū)域環(huán)境的搭建與細化處理。

2.1 測試準備

在云計算環(huán)境的輔助下，對H電站在G區(qū)域電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法測試環(huán)境進行設定及細化部署。（1）經(jīng)過設定可以得知，該供電區(qū)域采用Mininet工具進行基礎控制，建立電力調(diào)度數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡拓撲結構；（2）標定出此時的交換機端口，對電力調(diào)度數(shù)據(jù)進行采集和基礎性設置，具體的電力調(diào)度數(shù)據(jù)設置標準如表1所示。

表1實際上是對電力調(diào)度數(shù)據(jù)標準的設置。在此基礎之上，在當前的電力調(diào)度設備之中，部署一定數(shù)量的監(jiān)測節(jié)點，節(jié)點之間互相搭接，形成循環(huán)式的監(jiān)測環(huán)境。預設電力調(diào)度數(shù)據(jù)的傳輸周期，共3個周期，每個周期均須要進行均衡協(xié)調(diào)調(diào)度處理，確保最終測試環(huán)境的穩(wěn)定及安全。

2.2 測試過程與結果分析

在上述搭建的測試環(huán)境之中，結合實際的測定需求，結合云計算技術，對G區(qū)域電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法測試核驗。當前，基于預設的3個周期，設定4組輔助的干擾指令，指令隨機導入測試平臺，不定時對傳輸?shù)男诺肋M行攻擊，模擬測試過程中的虛擬傳輸背景環(huán)境。隨后，每周期采集測試的數(shù)據(jù)樣本，形成數(shù)據(jù)集之中，將同類數(shù)據(jù)轉換為數(shù)據(jù)包，利用信道傳輸?shù)筋A設的位置之上，此時，計算3個周期的大數(shù)據(jù)安全傳輸平均耗時，如公式（7）所示。

式（7）中：D表示安全傳輸平均耗時，表示未處理采集數(shù)據(jù)，z表示數(shù)據(jù)采集周期，s、d和f分別表示3個周期采集的數(shù)據(jù)。在安全傳輸平均耗時之內(nèi)，說明安全傳輸?shù)沫h(huán)境可控，基于此，針對傳輸接收到的數(shù)據(jù)，進行失敗數(shù)據(jù)傳輸量的計算，如公式（8）所示。

式（8）中：Y表示失敗數(shù)據(jù)傳輸量，η表示接收數(shù)據(jù)，?和ω分別表示預設異常數(shù)量和實際異常數(shù)據(jù)量。針對選定的3種數(shù)據(jù)傳輸方式，對失敗數(shù)據(jù)傳輸量展開對比，如圖4所示。

圖4是對電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸結果的分析。對比于電網(wǎng)信息模型數(shù)據(jù)的共享傳輸方法、多通道電站安全數(shù)據(jù)采集傳輸方法，此次設計的云計算電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法最終得出的失敗數(shù)據(jù)傳輸量相對較小，這表明在云計算技術的輔助下，本次設計的力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法更加穩(wěn)定、安全、高效，實際的傳輸防護效果更佳，針對性強，實際的應用價值明顯提升。

3 結語

云計算技術的輔助與支撐，可以進一步保證電力網(wǎng)絡的安全性和實時性，在初始的程序之中，增設數(shù)據(jù)加密、身份認證和訪問控制等環(huán)節(jié)，強化彈性伸縮、高可用性等優(yōu)勢，生成一個更加高效、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸方案，共同推動電力行業(yè)的信息化進程。

參考文獻

［1］龍燕軍，李偉，王欣.基于電網(wǎng)信息模型數(shù)據(jù)的共享與高效傳輸技術研究［J］.電子設計工程，2023（11）：120-124.

［2］李秀峰，李勝，梁妙元，等.基于多通道的水電站安全數(shù)據(jù)采集傳輸方法［J］.計算機應用與軟件，2023（5）：124-128，183.

［3］郭少勇，劉巖，邵蘇杰，等.新型電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)跨域流通泛安全邊界防護技術［J］.電力系統(tǒng)自動化，2024（6）：96-111.

［4］何培穎，傅曉菲，陳涵，等.基于數(shù)據(jù)安全提升的電力數(shù)據(jù)共享實踐探索［J］.山東電力高等?？茖W校學報，2023（6）：64-67.

［5］顧斌，鄒云峰，單超，等.基于數(shù)字水印的電力數(shù)據(jù)安全分發(fā)與溯源技術研究［J］.信息技術，2023（11）：99-104.

［6］梁捷，梁廣明，黃水蓮.基于信任度和區(qū)塊鏈的電力交易數(shù)據(jù)安全驗證模型研究［J］.電力安全技術，2023（10）：41-44，51.

［7］徐健.上海軌道交通“新三線”綜合監(jiān)控系統(tǒng)電力數(shù)據(jù)傳輸方案優(yōu)化［J］.城市軌道交通研究，2024（增刊1）：152-156.

［8］周楠，蔡頔，劉凱倫，等.基于邊緣云計算的移動端電力數(shù)據(jù)交互技術研究［J］.電子設計工程，2024（10）：87-91.

［9］張小花，張中超，黃曉怡，等.基于深度學習的電網(wǎng)實時調(diào)度數(shù)據(jù)可靠度評估算法研究［J］.自動化應用，2023（3）：16-19.

［10］羅鑫，吳彥亨.智能電網(wǎng)IT運維駕駛艙跨區(qū)數(shù)據(jù)傳輸技術分析［J］.科技經(jīng)濟市場，2022（11）：35-37.

（編輯 王永超）

Secure transmission method of power dispatching big data in cloud computing environment

MA Ye

（State Grid Corporation of China Jinzhong Branch， Jinzhong 030600， China）

Abstract：Due to the insufficient encryption of power dispatch big data transmission in traditional big data security transmission methods and the lack of innovation in security mechanisms in cloud computing environments， the article proposes a secure transmission method for big data in power dispatching under cloud computing environment. This method sets efficient channels， extracts deep data features， customizes encryption strategies and uses advanced algorithms to enhance the confidentiality of sensitive data. Build a multi-level encryption framework that combines the computing power and scalability of cloud computing to achieve multiple protections. The paper introduces intelligent interference suppression technology to effectively resist attacks and ensure data security， stability and efficient transmission. Practice has shown that this method significantly reduces transmission failure rates， demonstrates excellent protection and transmission performance and provides strong security guarantees for big data transmission in power dispatch systems.

Key words：cloud computing; power dispatching; big data technology; security encryption; real-time transmission control