基于双链结构的配电自动化系统异常检测方法

测方法

摘要：目前，配电网的数据共享成本高，传输效率低，数据安全性不能保证，并分析了配电自动化系统在运行期间的异常数据对电力市场和需求端用户的不利影响，对此，提出基于双链路的电力系统故障诊断技术研究。这个方法在本地数据库、主链和影链中记录分配的数据,在主链上安装双向接听程序,可以对特定的系统数据进行有效的检测,数据不正常时发生问题,便能通过监控系统，进行及时的处理,返回处理指令配站的数据，在此期间，在影链服务器上执行时，在配电站频繁出现的数据异常时，必须对其进行备份。

关键词：配电自动化；区块链；影链；双链结构；异常检测；主成分分析 一、双链结构 （一）区块链和影链

区块链技术是一个新兴的计算机网络管理系统信息要用模型，其中主要包括共识管理机制、点对点通信和密码运算等。区块链是一个以分布式体系结构为基石的数据信息储存、离散化、迁移和证明等分布式帐簿技能。区块链包括大量的数据信息，这些数据信息是通过密码方法产生的，同时，每一个区块都包含先前区块的哈希值。

目前，将电力数据和区块链技术相结合的方法是联合链。联盟链实质上是一种由多个组织或专有链构成的群集协作管理。在此基础上，网络节点的管理权限被分配到各个组织和管理部门，并通过各个组织对其进行数据的读取和传输。联盟链中的每一个结点的加入和退出都需要相应的授权。各结点对应的组织与机构，共同维持区块链的正常运作。

基于区块链，影链是一种既要满足数据源的可靠、有效的，又要符合存储方式的不可篡改特征，又要满足额外的。其中，数据源是指在数据库（主要链）上对数据进行监听而生成的记录数据，这些数据源必须是可靠且有效的。数据源的可信度是指当所有的读出行为被监听时，所生成的全部记录数据都可以被存入影链。数据源的正确性是指所生成的所有记录资料均为真实、有效的，不得为凭空捏造、伪造。在储存方式中，资料的不可篡改性质是指在储存及传送期间，不能被修改。

（二）引入影链的双链结构

国外学者提供一个基于双链结构的农产品供应商企业公共区块链，其中着重对双链的框架和储存模型进行了讨论，同时，分析资源的寻租和配对和一致性统计。中国研究者给出了一个双链式的主链与副链型架构，简单确定交换的时间。以及基于稳定的分布微电网物理市场需求,提出了基于实体区块链的一种新方法,同时，基于交易的区块链技术建立双链体系结构。总的来说，上述工作如果没有将检测和跟踪的异常数据纳入其中,那么无法满足配电自动化系统中的异常检测和追踪需求。由于配电网的数据量大，传输效率低，运行跟踪困难，提出了一种适用于配电自动化系统的双链式结构，将影链引入到原有的区块链结构中，并利用监测异常数据，实现对非正常操作的回退与追溯。

二、异常数据检测算法

利用主分量分析与离散二进制微粒群算法对异常数据进行了改进，从而建立了一个由历史配电自动化系统数据构成的用户行为数据库，然后利用异常操作的检测方法进行异常数据的识别。

主分量分析，将初始有联系的变量通过正交变换转化为一套线性无关的变量集合，这是一种常见的统计分析法。在现实问题中，为了充分考虑到各种因素对问题的影响，往往会在模型中设置许多相关的变量，这些变量从不同的角度反映了问题的某些方面。配电网的数据结构是多种多样的，利用主成份分析，可以将其转化为具有有限特性的结构数据。其优点是：主要是以特征值分解为主，运算

方法简化；利用矩阵的正交法消除了原始分量之间的相互影响，避免了数据的冗余；信息的数量统计仅由变异数来确定，只能由数据集合来确定。

孤立森林算法是一种非监管的异常检测的机器学习算法，它更适合于连续的数据，不太适合于离散的资料。将此方法引入到离散数据中，通过对历史分布数据进行训练，从而构成了用户规范行为数据库。

利用异常检测方法对电网中的异常进行识别，由此可以探测到电网中的不正常数据。如岭回归、支持向量机等，由于它的特性，需要保证正、负两个采样的均衡以及预测与训练的数据集的分配。而在分布数据中，异常数据所占的比重非常小，一般的机器学习算法都不适用。

三、异常检测与追溯性能对比 （一）异常数据处理

传统的异常数据处理追踪技术无法对异常数据进行有效的检测与保护。针对配线人员的错误操作、记录被恶意篡改、恶意删除、非法访问记录等安全性问题，常规的异常跟踪技术不能很好的解决这个问题。

配电自动化系统中的数据异常检测及追踪，双链路的架构，可以很好的解决上述问题。建立用户行为数据库和异常识别，可以识别异常数据动作，再进行回滚运算，对数据库进行数据处理，可以确保数据的安全性。在一个例外情况下，如果主链服务器是脆弱的，由此可见，其容易受到侵害，这样的话，采用这种方法便就可以解决这个问题了，主要是为了确保配电网的正常运转，采用副本替代机制。

（二）配电数据存储

常规的分析跟踪记录方法是把分派统计信息内容和分派统计信息系统的执行工作记载保存在电脑上，资源保存收费高，没有统计安全的保证;文章从电源统计信息和应用工作记录中分离出来并保留:在主链服务器上保留分配信息Hash值，同时，在影链中保留分配统计信息的作业纪录，能够有效地提升配电网的数据信息可靠性，并为异常运行的探测打下了良好的基础。

（三）配电数据安全

本文主要是为了保证影链服务器上的数据源的绝对可靠，对此，采用这种方式进行维护。由于在影链中，在这里，所有的主要数据都是通过进行的，因此，采用这种方法，能够保证在主链被攻击时，还能确定影链的资料安全。

四、结语

随着现代科学技术的高速发展，对于配电网建设工作的重视程度越来越高，而为保证其发展进度能够跟随社会脚步，便要从自动化的方向入手。在信息技术和科学技术发展的背景下，自动化在社会实践中的运用程度越来越高，同时，涉及范围也越来越广泛，对此，将自动化运用到配电网建设中来，已经成为社会发展的必要条件。随着自动化在配电网中的运用，使其原先出现的问题得到有效的解决，在自动隔离故障、自动恢复供电等问题上得到明显的改善，从而为现代社会人民日常生活提供有利保证，同时，也提高企业的综合服务水平。在大量数据中，自动化的运用，给城市电网规划管理提供了新的方向，也为其发展起到重要作用，对此，自动化的运用已经成为时代发展的必然趋势。

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