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基于WSN的需求响应系统安全机制研究与实现

张红梅  
【摘要】:智能电网的研究与建设促进了现代电力系统的稳定、可靠运行,与此同时人们也越来越关注电网的经济、清洁与高效。需求响应作为一种动态调整电网供需的方法,充分实现用户与电网之间的双向通信,使双方利益最大化。然而随着需求侧与电网之间信息交互的增加以及电力通信网络对安全性、可靠性要求的提高,需求侧信息收集的安全隐患日益突显,因此解决需求响应通信系统的安全问题成为一项迫切而艰巨的任务。 首先,本文在智能电网需求响应概念及实现的基础上,分析了需求响应的分类、系统模型及基于WSN的需求响应通信结构体系存在的安全威胁,并提出满足可靠通信的安全需求。其次,本文针对需求响应系统通信的安全需求,设计了通信网络安全协议模型。再次,重点针对上行用户电量及负荷信息的收集,提出一种最优路径的生成协议并在此基础上设计了一种基于同态加密技术的安全数据汇集及认证方案。该方案执行效率高,可以有效解决合法用户通信、信息数据加密及消息完整性认证等问题。最后,对该方案进行了安全分析及性能分析,并搭建了一套基于同态密码算法的安全通信原型实验系统。实验结果表明课题所进行的研究工作在技术上可行,为具有信息安全保障的需求响应通信平台建设提出了一种新思路。


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