[发明专利]一种双层协同架构下的县域级能源互联网通信方法

说明书

本发明公开了一种双层协同架构下的县域级能源互联网通信方法，首先分析县域级能源互联网的物理和决策结构，划分典型调控场景，搭建双层调控架构；接着，根据不同利益主体的特征，采用虚、实部署方式来部署虚拟控制器；然后，根据双层架构接入的设备以及功能，确定县域级能源互联网双层架构采用软件定义网络的通信方式，采用一种利用改进的自组织映射算法和多维条件熵算法的联合检测和防御机制保证系统安全；最后，通过非对称加密技术，提高系统运行可靠性、安全性。本发明利用改进的自组织映射算法和多维条件熵算法的联合检测和防御机制，解决了控制器DDoS攻击等安全问题；通过非对称加密技术，保证了信息传递的安全。

技术领域

本发明涉及县域级能源互联网技术领域，尤其是一种双层协同架构下的县域级能源互联网通信方法。

背景技术

在能源需求大幅增长与环境保护日益迫切的双重压力下，提高能源利用效率，促进可再生能源合理消纳，是能源结构改革的必由之路。随着我国城镇化水平日益提高，融合“互联网+”的能源互联网系统成为新型县域级背景下的能源产业发展的新形态，将依照绿色低碳、可持续的基本准则，可解决传统能源系统综合能效低、新能源消纳能力不足、需求响应互动差等问题。而打破原有单个能源系统单独规划、单独设计和独立运行的模式，进行县域级能源互联网的一体化规划设计，实现电、气、热等多种异质能流的统筹优化调控，是县域级能源互联网建设的首要任务。

传统的集中式优化调控策略是在单个决策主体的前提下制定的，常以能量管理系统或局域变电控制中心作为集中管理层，然而新型县域级能源互联网中分布式能源主体日益增多，电、气、热子系统也分属于不同的监管部门和运营商；县域级能源互联网的工程数据海量、异构，对数据处理能力和实时性要求极高，同时还需要考虑能源主体的隐私安全，这都使得传统的集中式调控难以为继。比如，一幢商业楼的中央空调不太会接受上层的侵入式控制；部分用户出于隐私考虑，不愿意上传完整的用能数据。由于集中式优化调控面临着隐私性、可靠性、经济型、灵活性、可行性等诸多方面的严峻挑战，分布式调控逐渐被运用到县域级能源互联网中，其允许邻近的分布式资源交互信息。但是，由于各能源主体的类型、用能特征和优化决策能力存在较多差异，无法要求所有的能源主体随时与全局优化目标保持一致，而且，也会出现单个利益主体仅顾自身优化目标，从而影响系统全局的经济性和安全性。因此，县域级能源互联网的优化调控模式仍需深入研究，需要合理集成不同的调控方式以提高系统的综合性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种双层协同架构下的县域级能源互联网通信方法，能够提高系统运行可靠性和基础数据共享的能力，保证系统安全。

为解决上述技术问题，本发明提供一种双层协同架构下的县域级能源互联网通信方法，包括如下步骤：

(1)分析县域级能源互联网的物理架构及决策结构，根据县域级能源互联网中能源主体不同的类型、调控目标及调控要求，划分出县域级能源互联网的典型调控场景，搭建含能量管理系统和虚拟控制器的县域级能源互联网的集中-分布式双层协同优化调控架构；

(2)根据不同能源主体的特征，采用实部署或虚部署两种方式进行虚拟控制器的部署；

(3)根据双层架构接入的设备、系统以及各自的功能，确定县域级能源互联网双层架构采用软件定义网络的通信方式；针对SDN网络面临着控制器DDoS攻击安全问题，设计一种高效的利用改进的自组织映射算法和多维条件熵算法的联合检测和防御机制；

(4)根据所确定的县域级能源互联网双层架构通信方式，通过过程层光纤网络和智能组件的方式和非对称加密技术，提高系统运行可靠性和基础数据共享的能力，保证系统安全。

优选的，步骤(1)中，县域级能源互联网物理架构中，多个分布式能源主体自由互联；县域级能源互联网的决策结构中，各能源主体从属于不同的利益主体，自主决策，监管中心监管总体指标以及负责与上一级监管中心交换信息；调控要求包括实时性要求、隐私性要求、全局性要求；调控场景包括短期优化调度运行、能源市场交易竞价。