面向光伏数据采集与存储的安全防护方法

doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2024.05.009

综合智慧能源 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (5): 73-80.doi: 10.3969/j.issn.2097-0706.2024.05.009

面向光伏数据采集与存储的安全防护方法

柳旭¹(), 陆俊¹(), 龚钢军¹^,^*(), 侯昝宇², 张春萌², 刘博³

1.北京市能源电力信息安全工程技术研究中心（华北电力大学），北京 102206
2.国网辽宁省电力有限公司，沈阳 110004
3.国网沈阳供电公司康平县供电分公司，辽宁康平 110500

收稿日期:2024-03-18 修回日期:2024-04-07 出版日期:2024-05-25
通讯作者: *龚钢军（1974），男，教授，博士，从事区块链技术应用、能源电力信息安全等方面的研究，gong@ncepu.edu.cu。
作者简介:柳旭（1999），男，硕士生，从事配电网与数据资产安全等方面的研究，guatai315@163.com；
陆俊（1976），男，高级工程师，副教授，博士，从事配电网、数据安全等方面的研究，lujun@ncepu.edu.cn
基金资助:
国家重点研发计划项目(2022YFB3105101)

Security protection for photovoltaic data acquisition and storage

LIU Xu¹(), LU Jun¹(), GONG Gangjun¹^,^*(), HOU Zanyu², ZHANG Chunmeng², LIU Bo³

1. Beijing Engineering Research Center of Energy Electric Power Information Security（North China Electric Power University），Beijing 102206，China
2. State Grid Liaoning Electric Power Supply Company Limited，Shenyang 110004，China
3. Kangping County Power Supply Branch， State Grid Shenyang Power Supply，Kangping 110500，China

Received:2024-03-18 Revised:2024-04-07 Published:2024-05-25
Supported by:
National Key R&D Program of China(2022YFB3105101)

摘要/Abstract

摘要：

随着能源结构的转型升级，光伏作为新兴能源受到更多的重视，然而随着光伏系统的不断增加，光伏数据的安全防护面临极大挑战。基于此，提出一种面向光伏数据采集与存储的安全防护方法。首先，在光伏采集端实行可信双向认证技术，保证采集到的光伏数据完整、可靠；其次，在光伏数据存储方面，采用分布式传输协议和哈希一致性检测方法完成光伏数据的分组存储；然后，为防止光伏数据泄露、非法窃取，采用可信安全架构和隐私保护方法对已存储光伏数据进行安全防护；最后，通过仿真算例验证方法的可行性。

关键词: 能源, 光伏系统, 光伏数据, 可信计算, 双向认证, 数据存储, 安全防护

Abstract:

With the energy structure transformation and upgrading， photovoltaic power， a representative emerging new energy， gets increasing attention. However， with the continuous development of photovoltaic systems， the security protection of photovoltaic data faces great challenges. Based on this， a security protection method for photovoltaic data collection and storage is proposed. First，a two-way trusted authentication technology is implemented at the photovoltaic collection end to ensure that the collected photovoltaic data is complete and reliable. Secondly， in terms of photovoltaic data storage， distributed transmission protocols and consistent hashing algorithm are used to complete grouping storage of photovoltaic data. In order to prevent photovoltaic data leakage and illegal theft， a trusted security architecture and a privacy protection method are used to protect stored photovoltaic data. Finally， the feasibility of the method is verified through simulation examples.

Key words: energy, photovoltaic system, photovoltaic data, trusted computing, two-way authentication, data storage, safety protection

中图分类号:

TM615：TN919.1

柳旭, 陆俊, 龚钢军, 侯昝宇, 张春萌, 刘博. 面向光伏数据采集与存储的安全防护方法[J]. 综合智慧能源, 2024, 46(5): 73-80.

LIU Xu, LU Jun, GONG Gangjun, HOU Zanyu, ZHANG Chunmeng, LIU Bo. Security protection for photovoltaic data acquisition and storage[J]. Integrated Intelligent Energy, 2024, 46(5): 73-80.

图/表 10

图1

图2

图3

表1

图4

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表2

表3

表4

表5

参考文献 36

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数据类型	一级数据	二级数据	三级数据
重要数据	—	轻微影响或一般影响	严重影响或特别严重影响
客户数据	—	单条客户一般数据	单条客户敏感数据、单条敏感客户一般数据，或者总量规模较大的客户一般数据的集合
业务数据	无影响或轻微影响	一般影响或严重影响	特别严重影响

光伏电站标识	光伏电站名称	设备类型编号	电源容量/MW	总有功功率/MW	通信地址
86975636	新何电站	2	630	0.255 3	440100705427
86975636	新何电站	2	280	0.300 1	440100123567
86975243	流花电站	2	280	0.316 6	440100686213
86975243	流花电站	2	200	0.304 3	440100709079
86975215	钟村电站	2	200	0.307 1	440100683270
86975215	钟村电站	2	400	0.298 9	440100683270
86975585	白石电站	2	100	0.307 2	440100641973
86975585	白石电站	2	500	0.288 1	440100708819
86975489	珠吉电站	2	650	0.295 6	440100273716
86975489	珠吉电站	2	800	0.295 5	440100586119

光伏电站标识	光伏电站名称	设备类型编号	电源容量/MW	总有功功率/MW	通信地址
86****36	新**电站	2	645.7	0.25	4.40101E+11
86****36	新**电站	2	291.9	0.30	4.40101E+11
86****43	流**电站	2	287.5	0.31	4.40101E+11
86****43	流**电站	2	188.5	0.30	4.40101E+11
86****15	钟**电站	2	210.0	0.30	4.40101E+11
86****15	钟**电站	2	410.0	0.30	4.40101E+11
86****85	白**电站	2	112.3	0.30	4.40101E+11
86****85	白**电站	2	512.7	0.29	4.40101E+11
86****89	珠**电站	2	652.4	0.30	4.40101E+11
86****89	珠**电站	2	797.0	0.29	4.40101E+11

面向光伏数据采集与存储的安全防护方法

Security protection for photovoltaic data acquisition and storage

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存储次数	存储字节数/MB	设计方法	传统方法	RPA	NNS
1	100	30	35	28	32
2	200	34	38	32	32
3	300	39	42	36	35
4	400	43	48	40	38
5	500	49	55	44	42
6	600	52	62	48	46
7	700	55	70	52	50

存储次数	存储字节数/MB	设计方法	传统方法	RPA	NNS
1	100	4	11	6	7
2	200	4	13	7	7
3	300	5	14	8	9
4	400	7	14	10	10
5	500	7	16	11	10
6	600	8	18	11	12
7	700	9	19	12	13

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1	100	30	35	28	32
2	200	34	38	32	32
3	300	39	42	36	35
4	400	43	48	40	38
5	500	49	55	44	42
6	600	52	62	48	46
7	700	55	70	52	50

存储次数	存储字节数/MB	设计方法	传统方法	RPA	NNS
1	100	4	11	6	7
2	200	4	13	7	7
3	300	5	14	8	9
4	400	7	14	10	10
5	500	7	16	11	10
6	600	8	18	11	12
7	700	9	19	12	13

存储次数	存储字节数/MB	设计方法	传统方法	RPA	NNS
1	100	30	35	28	32
2	200	34	38	32	32
3	300	39	42	36	35
4	400	43	48	40	38
5	500	49	55	44	42
6	600	52	62	48	46
7	700	55	70	52	50

存储次数	存储字节数/MB	设计方法	传统方法	RPA	NNS
1	100	4	11	6	7
2	200	4	13	7	7
3	300	5	14	8	9
4	400	7	14	10	10
5	500	7	16	11	10
6	600	8	18	11	12
7	700	9	19	12	13