李銳

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昭通供電局，云南 昭通 657000）

0 前言

隨著城市化進(jìn)程不斷加速，為解決電力負(fù)荷密度較大區(qū)域的配電出線開關(guān)柜數(shù)量不足、進(jìn)出線受限制等問題，配電系統(tǒng)安裝了大量高壓開閉所設(shè)備來加強(qiáng)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)性及電路可靠性。智能配電系統(tǒng)將泛在物聯(lián)、建模仿真等技術(shù)投入到高壓開閉所設(shè)備中進(jìn)行應(yīng)用，與之俱來的是大量電力數(shù)據(jù)等待篩選、分類及處理。智能高壓開閉所數(shù)據(jù)物聯(lián)系統(tǒng)中不僅包含設(shè)備全景信息，還包含了配電網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、運(yùn)行調(diào)度數(shù)據(jù)以電力生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)等信息，這些數(shù)據(jù)來源各異、形式多樣，具有較強(qiáng)的多源異構(gòu)性，致使數(shù)據(jù)彼此間缺少連接、存儲(chǔ)共享能力較差[1-2]。本研究欲借助區(qū)塊鏈與云技術(shù)來解決高壓開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)語義物聯(lián)問題，以打破電力數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)之間壁壘，實(shí)現(xiàn)高壓開閉所數(shù)據(jù)信息的泛在互聯(lián)、長期存儲(chǔ)以及追溯共享。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

區(qū)塊鏈技術(shù)的概念由學(xué)者Satoshi Nakamoto在論文《Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system》中首次提出[3-4]。中央政治局第十八次集體學(xué)習(xí)時(shí)，習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)“把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口，加快推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展”。區(qū)塊鏈技術(shù)目前正加速向數(shù)字交易、醫(yī)療教育、電力物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域發(fā)展[5-8]。Beck R. 認(rèn)為區(qū)塊鏈能夠產(chǎn)生新型經(jīng)濟(jì)體系：區(qū)塊鏈經(jīng)濟(jì)。區(qū)塊鏈經(jīng)濟(jì)將以一種新的組織設(shè)計(jì)形式體現(xiàn)出來——分散的自治組織（Distributed autonomous organization，DAO），交易將按照智能合約定義的規(guī)則自動(dòng)執(zhí)行[9]。Carol I D. 通過研究歐盟監(jiān)管框架下借助區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行場外（Over-the-counter,OTC）電力批發(fā)交易的情況，并得出結(jié)論：區(qū)塊鏈應(yīng)用可以符合當(dāng)前的監(jiān)管框架，降低電能交易成本是主要的預(yù)期收益[10]。Xu Z. 將區(qū)塊鏈與微電網(wǎng)電能交易相結(jié)合，建立了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的微電網(wǎng)電力交易信息管理模型，研究顯示該模型每次以近乎最優(yōu)價(jià)格策略有效地維持了市場中各交易主體的效率[11]。Yu Y. 為使社區(qū)成員能與鄰居進(jìn)行對(duì)等電力點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易，提出了一種基于區(qū)塊鏈的分層招標(biāo)和交易結(jié)構(gòu)（Hierarchical bidding and transaction structure,HBTS），從而確保交易過程的安全性和賬本數(shù)據(jù)的不可篡改性[12]。Rathore S. 在區(qū)塊鏈與深度學(xué)習(xí)（Deep learning, DL）的基礎(chǔ)上提出了Block deep net，Block deep net 使用區(qū)塊鏈技術(shù)來確保物聯(lián)網(wǎng)中深度學(xué)習(xí)的機(jī)密性和完整性[13]。

李克強(qiáng)總理在2019 年政府工作報(bào)告中提出“要把握科技革命歷史機(jī)遇，搶占云技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展先機(jī)?！彪S著云技術(shù)的關(guān)注焦點(diǎn)由“計(jì)算處理導(dǎo)向”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皵?shù)據(jù)管理導(dǎo)向”，云存儲(chǔ)服務(wù)作為關(guān)鍵性支撐技術(shù)被學(xué)者作為研究熱點(diǎn)被廣泛關(guān)注，研究者對(duì)云技術(shù)的研究不僅局限于云存儲(chǔ)，而是將目光投向云技術(shù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)管理服務(wù)[14-15]。云技術(shù)在使用戶享受數(shù)據(jù)高速運(yùn)算服務(wù)的同時(shí)，還可以將處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到云平臺(tái)上，安全云的推廣為數(shù)據(jù)資源管理帶來了巨大的便利[16]。Chen F.等分析了云存儲(chǔ)技術(shù)的安全性并基于網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)議構(gòu)建安全云存儲(chǔ)的系統(tǒng)方法[17]。Li M. 提出建立統(tǒng)一的多云存儲(chǔ)解決方案“CDStore”，用戶可通過其可靠性對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份來確保信息安全[18]。Gastermann B.提出了一種適用于中小型企業(yè)保密性較高的云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)管理模式，該模式安全性強(qiáng)、成本低，相比常規(guī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)更符合中小企業(yè)的發(fā)展經(jīng)營需求[19]。Nayak S.展示了如何在實(shí)踐中應(yīng)用基于云技術(shù)的安全存儲(chǔ)服務(wù)，并借助SEPDP 系統(tǒng)最大程度上減少網(wǎng)絡(luò)對(duì)云數(shù)據(jù)庫的攻擊[20]。

目前，區(qū)塊鏈與云技術(shù)的迅猛發(fā)展受到電網(wǎng)企業(yè)以及政府部門的高度重視，隨著智能配電系統(tǒng)中高壓開閉所設(shè)備安裝與使用的大幅增加，所產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)的價(jià)值挖掘、處理利用成為亟待解決的問題。本研究試圖將區(qū)塊鏈與云技術(shù)應(yīng)用在高壓開閉所設(shè)備的數(shù)據(jù)語義物聯(lián)管理中，以解決開閉所設(shè)備所產(chǎn)生復(fù)雜電力數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)物聯(lián)、追溯共享等問題。

2 區(qū)塊鏈與云技術(shù)在電力設(shè)備數(shù)據(jù)管理的可行分析

2.1 高壓開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)特征分析

高壓開閉所的設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其中包括電網(wǎng)傳輸線路、斷路器、負(fù)荷開關(guān)以及智能終端傳感器?，F(xiàn)有的配電網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)與相較以前發(fā)生很多變化，不僅種類繁雜格式而且變得愈發(fā)多樣化，主要體現(xiàn)在兩方面：首先，這些配網(wǎng)數(shù)據(jù)信息來源較廣，如來自于設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、智能系統(tǒng)自動(dòng)反饋等；其次，設(shè)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)差異較大，如數(shù)據(jù)包含文字信息、圖片信息、電力數(shù)據(jù)信息等。智能終端傳感器會(huì)對(duì)高壓開閉所運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集提取，設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生海量且不同類型的數(shù)據(jù)信息，如數(shù)字文字以及時(shí)間和坐標(biāo)等，進(jìn)而造成提取到高壓開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)的異構(gòu)性。數(shù)量巨大且類型各異的開閉所數(shù)據(jù)制約了電力信息互聯(lián)共享，這種異構(gòu)差異性主要表現(xiàn)為“語義差異”和“屬性差異”。語義差異是指不同數(shù)據(jù)顯示同一指標(biāo)時(shí)所產(chǎn)生的差異，屬性差異是指數(shù)據(jù)格式不同所導(dǎo)致的差異，且產(chǎn)生數(shù)據(jù)量龐大很難對(duì)所需的設(shè)備信息進(jìn)行精確追溯，以上原因?qū)е赂邏洪_閉所設(shè)備數(shù)據(jù)信息的互聯(lián)性、存儲(chǔ)性、可追溯性較差。

2.2 區(qū)塊鏈應(yīng)用在開閉所數(shù)據(jù)語義物聯(lián)的可行性分析

區(qū)塊鏈技術(shù)（Blockchain technology）按其準(zhǔn)入機(jī)制可分為公有鏈（Public blockchain）、專 有 鏈（Private blockchain） 和 聯(lián) 盟 鏈（Consortium blockchain），表1 為三類區(qū)塊鏈技術(shù)的特征對(duì)比。其中，聯(lián)盟區(qū)塊鏈的應(yīng)用場景最為廣泛，聯(lián)盟鏈保留了部分去中心化控制功能，信息處理效率較高，具有較強(qiáng)的可拓展性，且僅對(duì)特定群體進(jìn)行開放，可根據(jù)企業(yè)或組織的提出的特殊要求進(jìn)行設(shè)計(jì)與搭建。高壓開閉所數(shù)據(jù)在管理過程中需要對(duì)大量設(shè)備故障進(jìn)行記錄與追溯以及對(duì)電力傳輸信息進(jìn)行查詢，需借助一種具有全程留痕、不可偽造否認(rèn)、集體維護(hù)的數(shù)據(jù)信息管理手段。而聯(lián)盟區(qū)塊鏈所具備的數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)、公開透明、信息可追溯能力較強(qiáng)、記錄賬本不易篡改等特征，能夠有效解決高電壓開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)管理中各類棘手問題，表2 為區(qū)塊鏈應(yīng)用于開閉所數(shù)據(jù)管理的可行性分析。

表1 三類區(qū)塊鏈技術(shù)特征對(duì)比

表2 區(qū)塊鏈應(yīng)用于開閉所數(shù)據(jù)管理的可行性分析

2.3 云技術(shù)應(yīng)用在開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)管理的可行性分析

云技術(shù)（Cloud technology）可以將廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)中的軟件、硬件以及網(wǎng)絡(luò)資源連接起來，是集成計(jì)算、處理、存儲(chǔ)、共享的數(shù)據(jù)管理技術(shù)。目前云技術(shù)發(fā)展日益完善、應(yīng)用成果不斷落地，可以針對(duì)高壓開閉所設(shè)備運(yùn)行環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)冗余、信息獲取被動(dòng)、信息更新不及時(shí)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全隱患大等問題提出解決方案。通過構(gòu)建云計(jì)算與云存儲(chǔ)視角下的數(shù)據(jù)管理模式，可以將設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、分析、清洗等處理手段以解決設(shè)備信息的冗余問題。云技術(shù)高效存儲(chǔ)能力可實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的云端存儲(chǔ)海量化，以便利用5G 技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能移動(dòng)終端的內(nèi)外部工作協(xié)調(diào)，以實(shí)現(xiàn)信息共享最大化，使員工及時(shí)判斷并處理開閉所設(shè)備的問題，表3為云技術(shù)應(yīng)用在開閉所數(shù)據(jù)管理中的技術(shù)特征。

表3 云技術(shù)應(yīng)用在開閉所數(shù)據(jù)管理中的技術(shù)特征

通過分析對(duì)云技術(shù)在開閉所數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用特征，并對(duì)電力設(shè)備的管理要求流程進(jìn)行梳理，將開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行提取分析、傳輸共享并進(jìn)行存儲(chǔ)技術(shù)的信息建模，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建“智能終端+ 多云技術(shù)”模式的配電網(wǎng)開閉所數(shù)據(jù)管理模型。

3 高壓開閉所設(shè)備的數(shù)據(jù)語義物聯(lián)管理機(jī)制

3.1 高壓開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)的采集提取

高壓開閉所在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的設(shè)備運(yùn)行狀況、配電額度、運(yùn)行時(shí)間、地址來源等海量數(shù)據(jù)會(huì)被智能傳感器采集，然后通過區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)開閉所的不同類型數(shù)據(jù)進(jìn)行采集提取，哈希函數(shù)（Hash Function）將提取后的信息轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一格式的字符串，然后將設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)信息封裝在加蓋時(shí)間戳的區(qū)塊中，形成新的節(jié)點(diǎn)并鏈接到最長的主鏈上，圖1 為高壓開閉所數(shù)據(jù)的采集處理流程。Hash 運(yùn)算是開閉所數(shù)據(jù)進(jìn)行非對(duì)稱加密的關(guān)鍵步驟，目前普遍使用的MD5 信息摘要算法（MD5 message-digest algorithm）可以產(chǎn)生16 字節(jié)散列值，以保障開閉所數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼鎸?shí)完整性。時(shí)間戳等信息通常是以字符串的形式封裝在數(shù)據(jù)區(qū)塊中，標(biāo)記了設(shè)備數(shù)據(jù)的簽發(fā)時(shí)間、數(shù)字簽名、來源地址等信息，使得電力設(shè)備數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的可追溯性，使電網(wǎng)企業(yè)建立不可偽造、不易抵賴的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫。

圖1 高壓開閉所數(shù)據(jù)的采集處理流程

數(shù)據(jù)采集完成后要進(jìn)行非對(duì)稱加密處理，開閉所在區(qū)塊中進(jìn)行加密并按時(shí)間序列進(jìn)行鏈接，區(qū)塊由區(qū)塊頭和區(qū)塊體構(gòu)成。區(qū)塊頭主要包括序列號(hào)、時(shí)間戳、Merkle 根值，區(qū)塊體包含設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、公鑰與私鑰、地址來源等信息。當(dāng)非對(duì)稱加密流程進(jìn)行時(shí)，高壓開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)關(guān)鍵信息通過哈希算法轉(zhuǎn)化成密文，并將密文存儲(chǔ)至區(qū)塊體。參與數(shù)據(jù)記錄的節(jié)點(diǎn)將密文和公鑰進(jìn)行封裝后鏈接到區(qū)塊鏈上，其他節(jié)點(diǎn)通過分析區(qū)塊頭信息來判斷鏈接的區(qū)塊是否合法。若驗(yàn)證通過后，下一個(gè)區(qū)塊便會(huì)通過私鑰來對(duì)密文進(jìn)行解密，將密文解密后添加到區(qū)塊賬本中。至此，區(qū)塊鏈本輪數(shù)據(jù)的非對(duì)稱加密流程結(jié)束，進(jìn)入下一輪數(shù)據(jù)處理。圖2 為區(qū)塊鏈視角下開閉所數(shù)據(jù)非對(duì)稱加密流程。

圖2 區(qū)塊鏈視角下開閉所數(shù)據(jù)的非對(duì)稱加密

3.2 高壓開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)的語義聚合

高壓開閉所設(shè)備在配電網(wǎng)運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生各種故障，這些設(shè)備的故障類型差異性較小，依賴人工識(shí)別效率非常低。區(qū)塊鏈與云技術(shù)可以通過分析設(shè)備數(shù)據(jù)的細(xì)微差別，增強(qiáng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的語義性，使故障識(shí)別更加精準(zhǔn)。設(shè)備數(shù)據(jù)的差異性主要表現(xiàn)為“語義差異”和“屬性差異”，而語義差異是數(shù)據(jù)聚合的關(guān)鍵問題，通過區(qū)塊鏈技術(shù)可以建立起數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，解決語義沖突等問題，使開閉所數(shù)據(jù)信息能夠共享和反復(fù)應(yīng)用。區(qū)塊鏈技術(shù)使用統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符（Uniform resource identifier, URI）來標(biāo)記開閉所數(shù)據(jù)，開閉所數(shù)據(jù)信息經(jīng)過處理后存儲(chǔ)在區(qū)塊節(jié)點(diǎn)中，節(jié)點(diǎn)之間依靠資源描述框架（Resource description framework, RDF）來完成連接，節(jié)點(diǎn)不斷締結(jié)延伸下去最后形成語義網(wǎng)。從某一處節(jié)點(diǎn)出發(fā)，順著鏈接就會(huì)發(fā)現(xiàn)更多相互連接的節(jié)點(diǎn)不斷拓展，區(qū)塊鏈將無數(shù)區(qū)塊連接起來，區(qū)塊中包含的數(shù)據(jù)包含范圍較廣，數(shù)據(jù)可以是來源于同一個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)集，也可以是來自不同設(shè)備的數(shù)據(jù)集；可以是相似語義的，也可以是不同語義的。正是由于開閉所數(shù)據(jù)的特殊性質(zhì)，使得智能設(shè)備既能整合不同類型的信息資源，又能跨數(shù)據(jù)庫對(duì)不同數(shù)據(jù)進(jìn)行語義聚合分析。

為了增強(qiáng)配電網(wǎng)中數(shù)據(jù)信息語義性，可以借助基于混合本體（Hybrid ontology）的異構(gòu)數(shù)據(jù)聚合方法對(duì)開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)信息進(jìn)行聚合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)重用共享與信息深度挖掘。首先對(duì)數(shù)據(jù)標(biāo)簽進(jìn)行預(yù)處理，包括對(duì)標(biāo)簽數(shù)據(jù)的清洗、去重、去燥，選取所需要的標(biāo)簽數(shù)據(jù)并對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行切片處理；然后對(duì)Tag 進(jìn)行數(shù)據(jù)特征處理，如高頻詞、關(guān)鍵短語提取以及優(yōu)化；最后在優(yōu)化預(yù)處理后進(jìn)行語義關(guān)系架構(gòu)處理，形成微本體（Micro ontology）語義模型。開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)信息語義聚合過程如圖3 所示。

圖3 開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)信息語義聚合過程

3.3 高壓開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)的傳輸存儲(chǔ)

高壓開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)通過區(qū)塊鏈的部分去中心化網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（Peer to peer, P2P）傳輸，P2P 式的傳輸網(wǎng)絡(luò)能將所有開閉所智能感應(yīng)終端連接起來，形成巨大的泛在物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，圖4 為區(qū)塊鏈視角下開閉所數(shù)據(jù)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)在扁平式物聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行傳輸交互，智能開閉所終端承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，負(fù)責(zé)區(qū)塊信息認(rèn)證，同時(shí)還進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳遞。從扁平式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)看，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為部分去中心化、分布式存儲(chǔ)，這種模式優(yōu)點(diǎn)為不依賴網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)信息即可在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸。若非法節(jié)點(diǎn)或失效節(jié)點(diǎn)不超過節(jié)點(diǎn)總數(shù)的51% 則無法發(fā)起“雙花攻擊”（51%Attack），外界影響因素很難對(duì)區(qū)塊主鏈的數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)產(chǎn)生不利影響。為了解決區(qū)塊對(duì)開閉所數(shù)據(jù)識(shí)別及信任的問題，區(qū)塊鏈中內(nèi)嵌了工作量證明（PoW）、權(quán)益證明（PoS）、股份授權(quán)證明（DPoS）、拜占庭容錯(cuò)（BFT）、實(shí)用拜占庭容錯(cuò)（PBFT）、RAFT 協(xié)議以及Ripple 協(xié)議等多種共識(shí)機(jī)制，這些共識(shí)機(jī)制確保節(jié)點(diǎn)在最短時(shí)間內(nèi)識(shí)別數(shù)據(jù)并達(dá)成共識(shí)，提高了配電網(wǎng)開閉所的設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸效率。

圖4 區(qū)塊鏈視角下開閉所數(shù)據(jù)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)

在開閉所數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)耐瑫r(shí)，云技術(shù)對(duì)處理后的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)云端存儲(chǔ)。通過物理存儲(chǔ)器記錄數(shù)據(jù)備份的策略確實(shí)能夠增加信息可靠性。但缺點(diǎn)也同樣存在，開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體量較大，非常浪費(fèi)存儲(chǔ)空間且消耗存儲(chǔ)性能，這種方案數(shù)據(jù)存儲(chǔ)往往通過單個(gè)主機(jī)就能獲取完整數(shù)據(jù)文件，信息泄露風(fēng)險(xiǎn)較高。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過程中，采取存儲(chǔ)備份的方式基于多對(duì)映射模型，將數(shù)據(jù)文件通過特殊方式進(jìn)行切割，切割完成后對(duì)文件塊進(jìn)行非對(duì)稱加密處理，然后依照多對(duì)多映射模型的數(shù)據(jù)備份方式，將分散后的文件存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的云服務(wù)器上。這樣可以減少數(shù)據(jù)備份所產(chǎn)生的冗余，既確保了存儲(chǔ)系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，又能提升每個(gè)數(shù)據(jù)單元的安全性，從多個(gè)角度實(shí)現(xiàn)了開閉所數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)與備份。

3.4 高壓開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)的應(yīng)用共享

高壓開閉所的設(shè)備物聯(lián)與數(shù)據(jù)應(yīng)用共享是區(qū)塊鏈、云技術(shù)以及通信網(wǎng)絡(luò)深度融合的產(chǎn)物，是實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)和信息互通的基礎(chǔ)[21-22]。開閉所智能終端對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以判斷出當(dāng)前設(shè)備乃至整個(gè)電力物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行狀況，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)會(huì)觸發(fā)智能合約，智能合約不受人為以及外部因素的干擾，按照程序編碼自動(dòng)執(zhí)行合約條款。在智能合約運(yùn)行后，系統(tǒng)會(huì)按照預(yù)置的編程自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行互聯(lián)共享并反饋相關(guān)問題，這同時(shí)也為分布式存儲(chǔ)的可靠性以及電力數(shù)據(jù)的共享與應(yīng)用性提供了安全保障。數(shù)據(jù)區(qū)塊通過接口獲取所需要的數(shù)據(jù)信息，在這個(gè)過程中建立開閉所數(shù)據(jù)交互機(jī)制并完成預(yù)定功能。例如，節(jié)點(diǎn)區(qū)塊對(duì)開閉所數(shù)據(jù)進(jìn)行提取后，分析并確認(rèn)設(shè)備是否正常運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)，分析完成后的數(shù)據(jù)又被其他節(jié)點(diǎn)所獲取重新再次被區(qū)塊記錄、傳輸，使數(shù)據(jù)信息可以被多個(gè)部門反復(fù)共享應(yīng)用。通過開閉所的數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以判斷出開閉所設(shè)備以及配電系統(tǒng)的狀況，對(duì)產(chǎn)生的問題及時(shí)反饋并解決。

高壓開閉所設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)借助云技術(shù)共享到企業(yè)云當(dāng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)電力企業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息互聯(lián)共享，云存儲(chǔ)視角下的高壓開閉所數(shù)據(jù)管理機(jī)制的服務(wù)器端、云端以及移動(dòng)端三方數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)、同步更新，將開閉所數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。電網(wǎng)工作人員可以不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制，隨時(shí)登錄系統(tǒng)查看、使用全部公開信息，使開閉所數(shù)據(jù)的獲取更加快捷方便，同時(shí)可以深度挖掘信息潛在價(jià)值、提高設(shè)備數(shù)據(jù)利用率。云存儲(chǔ)視角下的高壓開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)互聯(lián)共享機(jī)制，通過搭建“智能終端+ 多云技術(shù)”的信息應(yīng)用模式，梳理高壓開閉所的業(yè)務(wù)流程與數(shù)據(jù)處理流程，利用物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，通過對(duì)設(shè)備信息整合以及創(chuàng)新管理流程來實(shí)現(xiàn)開閉所的數(shù)據(jù)物聯(lián)共享。圖5 為云技術(shù)視角下開閉所數(shù)據(jù)的信息共享流程。

圖5 云技術(shù)視角下開閉所數(shù)據(jù)互聯(lián)共享流程

4 結(jié)束語

將區(qū)塊鏈與云技術(shù)應(yīng)用在高壓開閉所設(shè)備的數(shù)據(jù)語義物聯(lián)管理中，不僅包含了技術(shù)上的創(chuàng)新，同時(shí)還包含了管理理念與思維方式的創(chuàng)新。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與電力物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，本成果對(duì)高電壓開閉所的設(shè)備帶數(shù)據(jù)及管理流程進(jìn)行了分析，確定了高壓開閉所設(shè)備的數(shù)據(jù)集以后，采取適當(dāng)方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理為信息挖掘和價(jià)值共享打下基礎(chǔ)。為了深度剖析電力設(shè)備數(shù)據(jù)信息語義庫中的數(shù)據(jù)文檔價(jià)值，電網(wǎng)企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出了基于區(qū)塊鏈與云技術(shù)研發(fā)出具有數(shù)據(jù)提取分類的前端物聯(lián)平臺(tái)以及存儲(chǔ)應(yīng)用的后臺(tái)共享系統(tǒng)。開閉所數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)通過對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)的歸納總結(jié)，并根據(jù)以往的數(shù)據(jù)分析形成設(shè)備運(yùn)行管理報(bào)告，為配電系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行決策輔助，方便今后新建配電網(wǎng)項(xiàng)目規(guī)劃與施工。以高壓開閉所為主的配電網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)語義物聯(lián)管理不僅是為了獲取更多數(shù)據(jù)信息，更多是借助區(qū)塊鏈與云計(jì)算等新興技術(shù)進(jìn)一步挖掘數(shù)據(jù)規(guī)律，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息在多個(gè)場景的實(shí)時(shí)共享，提升電力數(shù)據(jù)資產(chǎn)的可利用價(jià)值。

本成果將區(qū)塊鏈和云技術(shù)應(yīng)用在高壓開閉所設(shè)備的數(shù)據(jù)語義物聯(lián)管理過程中，研究了高壓開閉所設(shè)備的數(shù)據(jù)特征以及數(shù)據(jù)信息物聯(lián)管理機(jī)制，提升了配電網(wǎng)規(guī)劃水平以及運(yùn)維人員對(duì)配電系統(tǒng)的認(rèn)知程度。但目前將區(qū)塊鏈和云技術(shù)應(yīng)用在開閉所數(shù)據(jù)管理中的學(xué)者較少，并且在探索研究過程中存在諸多障礙，希望本研究能加速開閉所設(shè)備數(shù)據(jù)語義物聯(lián)管理的科研成果落地轉(zhuǎn)化。