确定态势感知终端异常的方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及计算机处理技术领域，尤其涉及一种确定态势感知终端异常的方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.随着信息与通信技术的发展，为了准确、实时掌握配网运行特征，电网中通常会部署态势感知终端，基于物联网传输所有态势感知终端的电力数据，以及与电力数据来实时检测电网安全，掌握配网运行特征。但是在传输过程中，数据暴露在公网环境下，容易出现传输数据被篡改的问题，由此对数据进行及时、准确的检测，及时发现异常成为尤为重要的问题。
3.目前，数据检测的方法通常是将接收某个的态势感知终端数据与预设与电力值进行比对，若某个数据与预设数据不一致，则认为传输的数据存在异常，可能存在数据攻击行为，该方法的数据检测较片面，导致数据异常确定准确性低的问题，严重威胁电网安全。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种确定态势感知终端异常的方法、装置、设备及存储介质，以实现在提高数据传输有效性的同时，提高异常数据检测的准确性，达到保证电网安全运行的技术效果。
5.根据本发明的一方面，提供了一种确定态势感知终端异常的方法，该方法包括：
6.确定各态势感知终端所对应的区域中心，并在所述区域中心部署电子设备，以基于所述电子设备接收相应态势感知终端发送的用电参数；
7.对于隶属于同一区域中心的各态势感知终端，根据所述态势感知终端的用电参数，确定所述态势感知终端在当前时间窗口内的用电中位数；其中，当前时间窗口是根据当前时刻和预设窗口时长确定的；
8.根据所述态势感知终端在所述当前时刻的用电中位数和所述当前时间窗口内起始时刻所对应的历史用电参数，确定所述态势感知终端的用电异动参数；
9.若所述用电异常参数大于预设异动参数阈值，则确定与所述态势感知终端设备隶属于同一区域中心的各态势感知终端，在当前时刻之前预设数量内各时间窗口所对应的变动能量值；
10.对于各态势感知终端所对应的至少一个变动能量值，确定目标异常态势感知终端。
11.根据本发明的另一方面，提供了一种确定态势感知终端异常的装置，该装置包括：
12.区域中心确定模块，用于确定各态势感知终端所对应的区域中心，并在所述区域中心部署电子设备，以基于所述电子设备接收相应态势感知终端发送的用电参数；
13.用电中位数确定模块，用于对于隶属于同一区域中心的各态势感知终端，根据所述态势感知终端的用电参数，确定所述态势感知终端在当前时间窗口内的用电中位数；其
中，当前时间窗口是根据当前时刻和预设窗口时长确定的；
14.用电异动参数确定模块，用于根据所述态势感知终端在所述当前时刻的用电参数和所述当前时间窗口内起始时刻的起始用电参数，确定所述态势感知终端的用电异动参数；
15.变动能量值确定模块，用于若所述用电异常参数大于预设异动参数阈值，则确定与所述态势感知终端设备隶属于同一区域中心的各态势感知终端，在当前时刻之前预设数量内各时间窗口所对应的变动能量值；
16.异常态势感知终端确定模块，用于对于各态势感知终端所对应的至少一个变动能量值，确定目标异常态势感知终端。
17.根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
18.至少一个处理器；以及
19.与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
20.所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的确定态势感知终端异常的方法。
21.根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的确定态势感知终端异常的方法。
22.本发明实施例的技术方案，通过确定各态势感知终端所对应的区域中心，并在区域中心部署电子设备；对于隶属于同一区域中心的各态势感知终端，根据态势感知终端的用电参数，确定态势感知终端在当前时间窗口内的用电中位数；根据态势感知终端在当前时刻的用电中位数和当前时间窗口内起始时刻所对应的历史用电参数，确定态势感知终端的用电异动参数；若用电异常参数大于预设异动参数阈值，则确定与态势感知终端设备隶属于同一区域中心的各态势感知终端，在当前时刻之前预设数量内各时间窗口所对应的变动能量值；对于各态势感知终端所对应的至少一个变动能量值，确定目标异常态势感知终端，解决了现有技术中基于数据比对的方式确定终端数据是否存在异常，导致异常监测准确性低、效果差的问题，实现了通过将每个态势感知终端的用电参数传输至相应的区域中心，保证数据传输的有效性，进行通过基于隶属于同一区域中心的各态势感知终端的用电参数，以及各态势感知终端在当前时间窗口内起始时刻所对应的历史用电参数，确定态势感知终端的用电异动参数，通过监测用电异动参数的变化情况确定是否态势感知终端的数据是否存在异常，提高异常检测准确性，同时还各态势感知终端所对应的至少一个变动能量值，准确的确定出目标异常态势感知终端，实现快速、准确、可靠的检测出异常的态势感知终端，保障电网能够安全运行。
23.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于
本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1是根据本发明实施例一提供的一种确定态势感知终端异常的方法的流程图；
26.图2是根据本发明实施例二所提供的态势感知终端通信示意图；
27.图3是根据本发明实施例二所提供的用电参数缓存方法示意图；
28.图4是根据本发明实施例三提供的一种确定态势感知终端异常的装置的结构示意图；
29.图5是实现本发明实施例的确定态势感知终端异常的方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
31.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
32.实施例一
33.图1是根据本发明实施例一提供的一种确定态势感知终端异常的方法的流程图，本实施例可适用于确定态势感知终端异常的情况，该方法可以由确定态势感知终端异常的装置来执行，该确定态势感知终端异常的装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该确定态势感知终端异常的装置可配置于计算设备中。如图1所示，该方法包括：
34.s110、确定各态势感知终端所对应的区域中心，并在所述区域中心部署电子设备，以基于所述电子设备接收相应态势感知终端发送的用电参数。
35.其中，态势感知终端可以部署在电网的各个感知对象上，例如，态势感知终端可以为电流采集设备、电压采集设备、功率采集设备、温度传感器、微型相量测量装置(distribution phasor measurement unit，d-pmu)，等等。区域中心可以理解为具有数据接收、传输功能的站点，每个态势感知终端所对应的区域中心可能存在不同。
36.为了保证态势感知终端数据传输的有效性，可以通过确定每个态势感知终端所对应的区域中心，并在相应的区域中心部署好电子设备，基于电子设备接收相应态势感知终端发送的用电参数，并将用电参数存储在相应的区域中心中，还可以将区域中心中存储的数据转发至数据分析端进行数据分析，以基于数据判断与该区域中心所相关的态势感知终端是否存在异常(如注入错误数据等)。
37.需要说明的是，各态势感知终端所部署的具体位置可能是不同的，距离越近的态势感知终端所产生的电力数据值可能是相差越小的，防止出现将态势感知终端的数据传输至距离较远的区域中心，降低传输效率的问题，在确定各态势感知终端所对应的区域中心时，可以使用电气距离最小的方式确定态势感知终端所应接入的区域中心，例如，可利用算法将各态势感知终端所对应的电力数据值进行聚类计算，得到若干个簇，分别为每个簇内的态势感知终端设置一个区域中心。
38.可选的，确定各态势感知终端所对应的区域中心，包括：获取各态势感知终端在第一历史时刻的历史用电数据以及至少一个初始化聚类中心的聚类用电数据；分别确定各历史用电数据与每一个聚类用电数据的相对误差值；根据各历史用电数据所对应的至少一个相对误差值，确定各历史用电数据所属态势感知终端隶属的初始化聚类中心；根据各初始化聚类中心所关联的至少一个态势感知终端的历史用电数据，更新相应初始化聚类中心，得到至少一个区域中心。
39.其中，至少一个相对误差值与初始化聚类中心相对应，可以基于相对误差值表征态势感知终端与聚类中心之间的距离。历史用电数据和聚类用电数据是同一电气指标项数据，指标项数据可以与电压、电流或功率等指标项相对应。
40.在实际应用中，可以获取各态势感知终端在第一历史时刻的历史用电数据，如电压数据，使用k均值聚类算法(k-means clustering algorithm)进行聚类，如，假设已安装了k台态势感知终端，以电压作为聚类指标，其组成的电压向量为v＝[v1,v2,v3…
vk]，其中vk为第k台态势感知终端的历史用电数据，在k台态势感知终端中随机选取l个电压数据作为初始化聚类中心，如随机初始化聚类中心向量c＝[c1,c2,c3…cl
]其中，c
l
为第l个初始化聚类中心的聚类用电数据，可以分别计算各历史用电数据与每一个聚类用电数据的相对误差值，如可以利用公式r
mh
＝|v
m-ch|2计算，其中r
mh
为相对误差值，其表征第h个初始化聚类中心与第m台态势感知终端之间的距离。进一步的，可以根据各历史用电数据所对应的至少一个相对误差值，确定各历史用电数据所属态势感知终端隶属的初始化聚类中心，例如，可将历史用电数据a所对应的最小相对误差值对应的初始化聚类中心，作为历史用电数据a对应的态势感知终端1的初始化聚类中心，即将所计算的态势感知终端划分到相对误差值最小的聚类中心。相应的，每个态势感知终端均有与其唯一对应的聚类中心。进一步的，可以基于根据各初始化聚类中心所关联的至少一个态势感知终端的历史用电数据，更新相应初始化聚类中心，例如，在进行一次聚类之后，可以将每个聚类中心所包含的态势感知终端的历史用电数据做平均，基于平均值确定新的聚类中心，如聚类中心向量c＝[c
11
,c
12
,c
13
…c1l
]，其中c
1l
为第l个新的聚类中心的聚类用电数据，相应的，得到l个新的聚类中心，再分别确定各历史用电数据与每一个新的聚类中心的用电数据的相对误差值，依次重复直到聚类中心c的值基本不变时，可以结束，认为得到了l个区域中心，其中l为预设数量值，可根据区域中心硬件配置(如cpu、内存)进行确定。每个区域中心中的电子设备可以接收所划分好的至少一个态势感知终端的用电参数，降低数据传输的压力的同时，可以提高数据传输效率。
[0041]
需要说明的是，当某个或某几个区域中心退出运行时，可基于本技术方案重新选择通信链路，重新为各态势感知终端确定所对应的区域中心。
[0042]
还需要说明的是，为了在保证态势感知终端数据有效传输的同时，进一步缓解数据存储的压力，在接收的相应态势感知终端发送的用电参数时，可以根据用电参数的时效
性将用电参数划分为不同种类，进而将不同种类的用电参数存储到不同的缓存区域中。
[0043]
可选的，在区域中心部署电子设备之后，还包括：接收与当前区域中心相关联的各态势感知终端发送的用电参数；根据用电参数的时效性，将用电参数分别存储至相应的缓存空间中。
[0044]
其中，时效性可以表征用电参数的重要性、有效性，如用电参数的时效性越好，说明用电参数越有使用价值。可选的，时效性可以基于接收到用电参数的时间信息确定的，接受到的时间信息距离当前时间越长，说明用电参数的时效性越差，反之，接受到的时间信息距离当前时间越短，说明用电参数的时效性越好。每个区域中心所对应的用电参数的存储方式均相同，可以将任一区域中心作为当前区域中心进行说明。
[0045]
在实际应用中，在区域中心部署电子设备之后，每个态势感知终端可以将用电参数上传至自身所对应的区域中心中的电子设备中，进一步的，在接收与当前区域中心相关联的各态势感知终端发送的用电参数，可以根据用电参数的时效性，将每个态势感知终端的用电参数存储至相应的缓存空间中，例如，用电参数a为态势感知终端当前时刻之前1min内的数据，可以认为时效性好，将数据存储至缓存空间a；用电参数b为态势感知终端在5个月内的数据，可以认为时效性差，可以将数据存储至缓存空间b。
[0046]
需要说明的是，也可以根据业务需求，将态势感知终端划分为不同业务数据采集终端，如，态势感知终端1采集的实时业务数据，相应的在接受到实时业务数据时，将数据存储至缓存空间a；态势感知终端2采集的近实时业务数据，相应的将接受到数据存储至缓存空间b、态势感知终端3采集的非实时业务数据，相应的将接受到数据存储至缓存空间c。
[0047]
还需要说明的是，也可以根据业务需求，将态势感知终端采集的业务数据进行根据数据时效性进行划分，如，实时业务数据、近实时业务数据、非实时业务数据等，相应的可以设置相应数量的缓存空间，当检测到接收到的数据为实时业务数据时，可以将实时业务数据存储至缓存空间a。当检测到接收到的数据为近实时业务数据时，可以将数据存储至缓存空间b。
[0048]
可选的，缓存空间包括至少三个，根据用电参数的时效性，将用电参数分别存储至相应的缓存空间中，包括：在接收到用电参数且存储用电参数的时长在第一预设时长范围之内，则将用电参数存储至第一缓存空间；在接收到用电参数且存储用电参数的时长超过第一预设时长且未达到第二预设时长，则将用电参数从第一缓存空间转移存储至第二缓存空间；在用电参数的存储时长超过第二预设时长，则将用电参数从第二缓存空间移动存储至第三缓存空间；在用电参数的存储时长达到第三预设时长，则将用电参数从第三缓存空间释放。
[0049]
其中，第三预设时长大于第二预设时长，第二预设时长大于第一预设时长。
[0050]
需要说明的是，在具体应用中，可以根据业务需求，将数据划分为具有不同时效性的用电参数，如实时用电参数、近实时用电参数、非实时用电参数。可以将实时用电参数存储于快速读写设备中，如缓存等，称为缓存块1，即第一缓存空间。将近实时用电参数存于剩余缓存资源下，称为缓存块2，即第二缓存空间；非实时用电参数存在于硬盘下，即第三缓存空间。在进行数据传输时第一缓存空间优先级最高，当完成第一缓存空间数据传输后才能进行第二缓存空间数据传输，第三缓存空间的数据则需等待第二缓存空间数据传输完毕才能进行传输。这样传输的好处在于：优先传输时效性高的数据，保障实时性业务能够有效执
行。
[0051]
在本实施例中，考虑到系统硬件资源有限，可以当检测到接收到的用电参数且存储用电参数的时长在第一预设时长范围之内时，可以认为此时的用电参数的时效性最好，可以将用电参数存储至第一缓存空间。当检测到接收到用电参数且存储用电参数的时长超过第一预设时长且未达到第二预设时长，可以认为此时用电参数的失效性变差，可以将用电参数从第一缓存空间转移存储至第二缓存空间。在检测到用电参数的存储时长超过第二预设时长，可以认为此时用电参数的失效性进一步变差，可以将用电参数从第二缓存空间移动存储至第三缓存空间。在检测到在用电参数的存储时长达到第三预设时长时，可以认为此时用电参数的失效性差，没有使用价值，可以将用电参数从第三缓存空间释放。例如，第一缓存空间、第二缓存空间及第三缓存空间中的数据是渐进和动态的，一旦用电参数传输至第一缓存空间成功，当检测到用电参数的存储时长超过第一预设时长且未达到第二预设时长时，将其放置于第二缓存空间中，在等待一定时间还未收到读取等操作请求后，将其存放于第三缓存空间下。类似的，一旦用电参数传输至第二缓存空间成功，当检测到用电参数的存储时长超过第二预设时长且未达到第三预设时长时，将其放置于第三缓存空间中。这种动态转移缓存的方式的好处在于：有效的缓解内存存储压力，进一步保障实时性业务能够有效执行。
[0052]
s120、对于隶属于同一区域中心的各态势感知终端，根据所述态势感知终端的用电参数，确定所述态势感知终端在当前时间窗口内的用电中位数。
[0053]
其中，当前时间窗口是根据当前时刻和预设窗口时长确定的。例如，预设窗口时长为20min，可以将当前时刻到之前20min作为当前时间窗口。
[0054]
需要说明的是，在实际数据传输的过程中，可能存在多个数据传输口将数据篡改为异常数据的情况，因此，在检测电网中各态势感知终端是否存在异常时，可以以区域中心为单位，当检测到与某个区域中心相关联的某个态势感知终端中存在异常数据时，可以初步认为可能存在攻击区域中心的行为，与该区域中心相关联的其余态势感知终端也可能存在异常数据。相应的吗，可以以区域中心为单位，监测隶属于同一区域中心的各态势感知终端传输的用电参数是否出现异常，以保证各态势感知终端的正常运行。
[0055]
在实际应用中，对于隶属于同一区域中心的各态势感知终端，可以根据某个态势感知终端的用电参数，确定该态势感知终端在当前时间窗口内的多个用电参数，进而可以在各用电参数中查找到用电中位数，以基于用电中位数确定该态势感知终端是否异常。示例性的，用电参数为电压，区域中心a以t为预设窗口时长查找滑动窗口中电压中位数，如当接收到态势感知终端1在t时刻的电压v1，以v1为当前时间窗口中最后一个数值，可知当前时间窗口中可以包括{vn,v
n-1
...v1}等电压值，其中，t-t时刻的n电压值，进而可以通过公式vmed,t＝med{vn,v
n-1
...v1}，找到t-t至t时间内的n个电压的中值vmed,t，med代表查找中位数。
[0056]
s130、根据所述态势感知终端在所述当前时刻的用电中位数和所述当前时间窗口内起始时刻所对应的历史用电参数，确定所述态势感知终端的用电异动参数。
[0057]
其中，用电异动参数可以表征态势感知终端异常状态情况。
[0058]
在实际应用中，在确定态势感知终端在当前时间窗口内的用电中位数之后，可以基于当前时间窗口内的起始时刻，查找到以该起始时刻为终止时刻的历史时间窗口中的至
少一个历史用电参数，确定态势感知终端的用电异动参数。例如，当前时刻为t，当前时间窗口为t-t至t，t-t为起始时刻，t-t为终止时刻的历史时间窗口为t-2t至t-t，可以计算t-2t至t-t中各历史用电参数所对应的用电中位数，基于当前时刻t所对应的用电中位数和t-2t至t-t所对应的用电中位数，确定态势感知终端的用电异动参数，如用电异动参数可以利用公式a＝e
|(vmed,t)-(vmed,t-t)|
计算，a表示用电异动参数，vmed,t表示当前时刻t所对应的用电中位数，(vmed,t-t)表示t-2t至t-t所对应的用电中位数。
[0059]
需要说明的是，为了提高数据处理的便捷性，可以通过预设计算用电异动参数时所需的目标函数，目标函数中包括至少一个计算用电异动参数时所需的参数，以使将参数输入至目标函数中，即可得到相应的用电异动参数。
[0060]
可选的，根据态势感知终端在当前时刻的用电中位数和当前时间窗口内起始时刻所对应的历史用电参数，确定态势感知终端的用电异动参数，包括：将态势感知终端在当前时刻的用电中位数和历史用电参数，作为目标函数的入参；基于入参和目标函数，确定态势感知终端的用电异动参数。
[0061]
在实际应用中，目标函数可以为{vn,v
n-1
...v1}为当前时刻t对应的当时时间窗口中所有用电参数集合。{v
2n
,v
2n-1
...v
n 1
,}为以当前时间窗口中起始时刻为终止时刻的历史时间窗口中所以历史用电参数集合，可以将{vn,v
n-1
...v1}和{v
2n
,v
2n-1
...v
n 1
,}作为目标函数的入参，得到当前时刻态势感知终端的用电异动参数a。目标函数也可以为a＝e
|(vmed,)t-(vme,d-t)t|
，此时将当前时间窗口的用电中位数(vmed,t)和历史时间窗口的用电中位数(vmed,t-t)作为目标函数的入参，即可得到用电异动参数a。
[0062]
s140、若所述用电异常参数大于预设异动参数阈值，则确定与所述态势感知终端设备隶属于同一区域中心的各态势感知终端，在当前时刻之前预设数量内各时间窗口所对应的变动能量值。
[0063]
在实际应用中，可以将检测到某个态势感知终端设备的用电异常参数大于预设异动参数阈值时，认为与该态势感知终端设备隶属于同一区域中心的各态势感知终端可能存在异常(如数据被篡改)，此时可以控制在同一区域中心的各态势感知终端停止数据传输，同时可以基于当前时刻之前预设数量内各时间窗口所对应的用电参数，进一步判断哪些态势感知终端存在异常，可以将判断的异常值作为变动能量值，以基于变动能量值判断和定位为异常态势感知终端范围，及时发现异常并解决。
[0064]
需要说明的是，数据传输过程中若存在异常入口，可能是单台态势感知终端被攻击，也可能是部分或全部区域内的态势感知终端。可以基于上报的各时间窗口所对应的用电参数计算异常情况。可选的，确定与态势感知终端设备隶属于同一区域中心的各态势感知终端，在当前时刻之前预设数量内各时间窗口所对应的变动能量值，包括：确定当前时刻之前预设数量内各时间窗口所对应的历史用电中位数；确定时间窗口内各用电数据和相应历史用电中位数的差方，并根据差方和时间窗口内的历史用电数量，确定各时间窗口的变动能量值。
[0065]
其中，用电数据与用电参数相一致。可选的，用电参数、用电数据以及历史用电数据中包括态势感知终端发送的电压数据、电流数据以及功率数据中的至少一种。
[0066]
在实际应用中，可以基于当前时间窗口所对应的用电参数和用电中位数，计算得到当前时间窗口所对应的变动能量值，如下公式(1)所示：
[0067][0068]
其中，s表示变动能量值，v
p
表示当前时间窗口中的用电参数，v
med,t
表示当前时间窗口的用电中位数，n表示用电参数的数量。
[0069]
在上述方案的基础上，可以基于当前时刻之前预设数量内各时间窗口所对应的历史用电参数，计算每个时间窗口所对应的历史用电中位数，基于各时间窗口所对应的历史用电参数(即用电数据)和相应历史用电中位数的差方、历史用电数量，确定各时间窗口的变动能量值。以基于当前时间窗口所对应的变动能量值和各时间窗口的变动能量值，确定态势感知终端在哪个时间段出现了异常，还可以基于各态势感知终端所对应的至少一个变动能量值，确定哪些态势感知终端出现了异常。
[0070]
s150、对于各态势感知终端所对应的至少一个变动能量值，确定目标异常态势感知终端。
[0071]
在实际应用中，对于各态势感知终端所对应的至少一个变动能量值，可以计算每个态势感知终端所对应的变动能量均值，可以将各变动能量均值进行均值处理，得到目标均值，可以当检测到某个态势感知终端的变动能量值超出目标均值预设数值时，认为该态势感知终端存在异常。或者，可选的，根据各态势终端所对应的至少一个变动能量值的分布信息，可以当检测到某个态势感知终端的变动能量值大幅度偏离分布信息时，可以将该态势感知终端作为目标异常态势感知终端。相应的，在确定出目标异常态势感知终端之后，可以恢复与目标异常态势感知终端隶属于同一区域中心的其余正常态势感知终端的数据传输，以精准的暂停、恢复读取区域内所有态势感知终端数据，同时上送异常数据事件。
[0072]
需要说明的是，为了提高异常检测的有效性，可选的，还可以根据目标异常态势感知终端的变动能量值，确定目标异常时间窗口。
[0073]
在具体应用中，对于某个目标异常态势感知终端所对应的至少一个变动能量值，可以当某个变动能量值大于预设数值时，认为该变动能量值所对应的时间窗口内可能存在异常，进而可以认为该目标异常态势感知终端在该时间窗口内可能存在异常，进而准确的确定出了攻击发生时间。或者，可以确定各变动能量值所对应的分布信息，当检测到某个变动能量值大幅度偏离分布信息时，可以将该变动能量值所对应的时间窗口作为目标异常时间窗口，以基于确定出的攻击发生时间为异常分析提供参考，准确有效的确定处理方式。
[0074]
需要说明的是，本实施例的技术方案中，第一预设时长、第二预设时长、第三预设时长、预设窗口时长、预设数量以及预设异动参数阈值均可以由技术人员根据实际工作情况确定，本技术方案对此不做限定。
[0075]
本实施例的技术方案，通过确定各态势感知终端所对应的区域中心，并在区域中心部署电子设备；对于隶属于同一区域中心的各态势感知终端，根据态势感知终端的用电参数，确定态势感知终端在当前时间窗口内的用电中位数；根据态势感知终端在当前时刻的用电中位数和当前时间窗口内起始时刻所对应的历史用电参数，确定态势感知终端的用电异动参数；若用电异常参数大于预设异动参数阈值，则确定与态势感知终端设备隶属于
同一区域中心的各态势感知终端，在当前时刻之前预设数量内各时间窗口所对应的变动能量值；对于各态势感知终端所对应的至少一个变动能量值，确定目标异常态势感知终端，解决了现有技术中基于数据比对的方式确定终端数据是否存在异常，导致异常监测准确性低、效果差的问题，实现了通过将每个态势感知终端的用电参数传输至相应的区域中心，保证数据传输的有效性，进行通过基于隶属于同一区域中心的各态势感知终端的用电参数，以及各态势感知终端在当前时间窗口内起始时刻所对应的历史用电参数，确定态势感知终端的用电异动参数，通过监测用电异动参数的变化情况确定是否态势感知终端的数据是否存在异常，提高异常检测准确性，同时还各态势感知终端所对应的至少一个变动能量值，准确的确定出目标异常态势感知终端，实现快速、准确、可靠的检测出异常的态势感知终端，保障电网能够安全运行。
[0076]
实施例二
[0077]
作为上述实施例的一可选实施例，为了使本领域技术人员进一步清楚本发明实施例的技术方案，给出具体的应用场景实例。具体的，可以参见下述具体内容。
[0078]
示例性的，参见图2，可以表示为态势感知终端通信示意图，本技术方案可以由态势感知终端、区域中心以及数据处理中心和应用中心共同实现。考虑到配网中需要部署大量的态势感知终端，可以为各态势感知终端分配相应的区域中心，每个区域中心接入多台态势感知终端传输的用电参数，所有区域中心将用电参数汇聚至数据处理中心，数据处理中心基于用电参数分析确定目标异常态势感知终端和目标异常时间窗口，应用中心基于目标异常态势感知终端和目标异常时间窗口确定目标处理方式，保证电网的正常运行。
[0079]
在上述方案的基础上，确定各态势感知终端所对应的区域中心，确定方法可以是：获取各态势感知终端在第一历史时刻的历史用电数据，例如，历史用电数据为态势感知终端的电压值，以电压作为聚类指标，使用k-means进行聚类，其执行步骤为：
[0080]
步骤1：获取各态势感知终端的电压数据，设已安装了k台态势感知终端,其组成的电压向量为v＝[v1,v2,v3…
vk]，其中vk为第k台态势感知终端的电压数据，随机初始化c个初始化聚类中心，如c＝[c1,c2,c3…cl
]，c
l
为第l个初始化聚类中心的聚类电压数据。
[0081]
步骤2：通过公式r
mh
＝|v
m-ch|2计算各态势感知终端与c个初始化聚类中心的距离，即相对误差值，其中r
mh
为相对误差值，其表征第h个初始化聚类中心与第m台态势感知终端之间的距离。获得c个相对误差值后，将各态势感知终端划分至最小相对误差值所对应的初始化聚类中心，获得每个初始化聚类中心所包含态势感知终端。
[0082]
步骤3：基于步骤2所得的c个初始化聚类中心所包含态势感知终端的电压数据，更新c＝[c1,c2,c3…cl
]，即将每个初始化聚类中心所包含的态势感知终端的电压值做平均，得到新的聚类中心c＝[c
11
,c
12
,c
13
…c1l
]，其中c
1l
为第l个新的聚类中心的电压数据，依次重复步骤2和步骤3直到聚类中心c的值基本不变时，聚类结束。
[0083]
步骤4：得到l个区域中心，其中l为预设数量值，可根据区域中心硬件配置(如cpu、内存)进行确定。
[0084]
本技术方案可动态、自适应且最优的决定态势感知终端通信链路，一旦某个或某几个区域中心退出运行时，可基于本技术方案重新选择通信链路，为各态势感知终端重新确定所对应的区域中心。
[0085]
在上述方案的基础上，为了保证态势感知终端数据有效传输，可以基于区域中心
中电子设备接收相应态势感知终端发送的用电参数，参见图3，可以表示为用电参数缓存方法示意图，可以根据业务需求，将态势感知终端划分为实时业务数据、近实时业务数据、非实时业务数据。可以将实时用电参数存储于快速读写设备中，如缓存等，称为缓存块1，即第一缓存空间。将近实时用电参数存于剩余缓存资源下，称为缓存块2，即第二缓存空间；非实时用电参数存在于硬盘下，即第三缓存空间。在进行数据传输时第一缓存空间优先级最高，当完成第一缓存空间数据传输后才能进行第二缓存空间数据传输，第三缓存空间的数据则需等待第二缓存空间数据传输完毕才能进行传输。这样传输的好处在于：优先传输时效性高的数据，保障实时性业务能够有效执行。同时考虑到态势感知终端的硬件资源有限，第一缓存空间、第二缓存空间及第三缓存空间中的数据是渐进和动态的，一旦用电参数传输至第一缓存空间成功，当检测到用电参数的存储时长超过第一预设时长且未达到第二预设时长时，将其放置于第二缓存空间中，在等待一定时间还未收到读取等操作请求后，将其存放于第三缓存空间下。类似的，一旦用电参数传输至第二缓存空间成功，当检测到用电参数的存储时长超过第二预设时长且未达到第三预设时长时，将其放置于第三缓存空间中。这种动态转移缓存的方式的好处在于：有效的缓解内存存储压力，进一步保障实时性业务能够有效执行。
[0086]
在上述方案的基础上，为了提高异常数据检测的效率和准确性，可以基于隶属于同一区域中心的各态势感知终端的用电参数，确定出目标异常态势感知终端和目标异常时间窗口，示例性的，用电参数为电压，区域中心a以t为预设窗口时长查找滑动窗口中电压中位数，如当接收到态势感知终端1在t时刻的电压v1，以v1为当前时间窗口中最后一个数值，可知当前时间窗口中可以包括{vn,v
n-1
...v1}等电压值，其中，t-t时刻的n电压值，进而可以通过公式vmed,t＝med{vn,v
n-1
...v1}，找到t-t至t时间内的n个电压的中值vmed,t，med代表查找中位数。进一步的，可以基于公式a＝e
|(vmed,t)-(vmed,t-t)|
计算态势感知终端1的用电异动参数，a表示用电异动参数，vmed,t表示当前时刻t所对应的用电中位数，(vmed,t-t)表示t-2t至t-t所对应的用电中位数。当检测到用电异常参数a大于预设异动参数阈值(如1.05)时，可以认为态势感知终端1中用电数据存在异常，将与态势感知终端1隶属于同一区域中心的所有态势感知终端数据标记为异常数据，并暂停读取区域内所有态势感知终端的数据，进一步的，需进一步判断和定位被篡改的异常为态势感知终端范围，以精确确定应停止读取态势感知终端数据。例如，可以基于态势感知终端1中当前时间窗口所对应的用电参数和用电中位数，计算得到当前时间窗口所对应的变动能量值，如下公式(1)所示：
[0087][0088]
其中，s表示变动能量值，v
p
表示当前时间窗口中的用电参数，v
med,t
表示当前时间窗口的用电中位数，n表示用电参数的数量。
[0089]
在上述方案的基础上，可以根据各态势感知终端所对应的至少一个变动能量值，确定目标异常态势感知终端。例如，根据各态势终端所对应的至少一个变动能量值的分布信息，可以当检测到某个态势感知终端的变动能量值大幅度偏离分布信息时，可以将该态势感知终端作为目标异常态势感知终端。相应的，在确定出目标异常态势感知终端之后，可以恢复与目标异常态势感知终端隶属于同一区域中心的其余正常态势感知终端的数据传
输，以精准的暂停、恢复读取区域内所有态势感知终端数据，同时上送异常数据事件。为了提高异常检测的有效性，还可以基于目标异常态势感知终端的当前时刻之前预设数量内各时间窗口所对应的变动能量值，确定目标异常时间窗口。例如，可以当目标异常态势感知终端中某个变动能量值大于预设数值时，认为该变动能量值所对应的时间窗口内可能存在异常，进而可以认为该目标异常态势感知终端在该时间窗口内可能存在异常，准确的确定出了攻击发生时间。或者，可以确定各变动能量值所对应的分布信息，当检测到某个变动能量值大幅度偏离分布信息时，可以将该变动能量值所对应的时间窗口作为目标异常时间窗口。进一步的，同时上送异常数据事件及时间段数据。对于确定异常的态势感知终端需分析原因并执行整过措施后才可恢复数据。
[0090]
在本技术方案中，可以通过确定各态势感知终端所对应的区域中心，保证态势感知终端数据传输的有效性、异常终端控制的准确性，快速、准确、可靠的检测态势感知终端被攻击对象和数据范围，有效的保障电网运行安全。
[0091]
本实施例的技术方案，通过确定各态势感知终端所对应的区域中心，并在区域中心部署电子设备；对于隶属于同一区域中心的各态势感知终端，根据态势感知终端的用电参数，确定态势感知终端在当前时间窗口内的用电中位数；根据态势感知终端在当前时刻的用电中位数和当前时间窗口内起始时刻所对应的历史用电参数，确定态势感知终端的用电异动参数；若用电异常参数大于预设异动参数阈值，则确定与态势感知终端设备隶属于同一区域中心的各态势感知终端，在当前时刻之前预设数量内各时间窗口所对应的变动能量值；对于各态势感知终端所对应的至少一个变动能量值，确定目标异常态势感知终端，解决了现有技术中基于数据比对的方式确定终端数据是否存在异常，导致异常监测准确性低、效果差的问题，实现了通过将每个态势感知终端的用电参数传输至相应的区域中心，保证数据传输的有效性，进行通过基于隶属于同一区域中心的各态势感知终端的用电参数，以及各态势感知终端在当前时间窗口内起始时刻所对应的历史用电参数，确定态势感知终端的用电异动参数，通过监测用电异动参数的变化情况确定是否态势感知终端的数据是否存在异常，提高异常检测准确性，同时还各态势感知终端所对应的至少一个变动能量值，准确的确定出目标异常态势感知终端，只需停掉目标异常态势感知终端的数据传输即可，保障电网能够安全运行。
[0092]
实施例三
[0093]
图4是根据本发明实施例三提供的一种确定态势感知终端异常的装置的结构示意图。如图4所示，该装置包括：
[0094]
其中，区域中心确定模块410，用于确定各态势感知终端所对应的区域中心，并在所述区域中心部署电子设备，以基于所述电子设备接收相应态势感知终端发送的用电参数；用电中位数确定模块420，用于对于隶属于同一区域中心的各态势感知终端，根据所述态势感知终端的用电参数，确定所述态势感知终端在当前时间窗口内的用电中位数；其中，当前时间窗口是根据当前时刻和预设窗口时长确定的；用电异动参数确定模块430，用于根据所述态势感知终端在所述当前时刻的用电参数和所述当前时间窗口内起始时刻的起始用电参数，确定所述态势感知终端的用电异动参数；变动能量值确定模块440，用于若所述用电异常参数大于预设异动参数阈值，则确定与所述态势感知终端设备隶属于同一区域中心的各态势感知终端，在当前时刻之前预设数量内各时间窗口所对应的变动能量值；异常
态势感知终端确定模块450，用于对于各态势感知终端所对应的至少一个变动能量值，确定目标异常态势感知终端。
[0095]
本实施例的技术方案，通过确定各态势感知终端所对应的区域中心，并在区域中心部署电子设备；对于隶属于同一区域中心的各态势感知终端，根据态势感知终端的用电参数，确定态势感知终端在当前时间窗口内的用电中位数；根据态势感知终端在当前时刻的用电中位数和当前时间窗口内起始时刻所对应的历史用电参数，确定态势感知终端的用电异动参数；若用电异常参数大于预设异动参数阈值，则确定与态势感知终端设备隶属于同一区域中心的各态势感知终端，在当前时刻之前预设数量内各时间窗口所对应的变动能量值；对于各态势感知终端所对应的至少一个变动能量值，确定目标异常态势感知终端，解决了现有技术中基于数据比对的方式确定终端数据是否存在异常，导致异常监测准确性低、效果差的问题，实现了通过将每个态势感知终端的用电参数传输至相应的区域中心，保证数据传输的有效性，进行通过基于隶属于同一区域中心的各态势感知终端的用电参数，以及各态势感知终端在当前时间窗口内起始时刻所对应的历史用电参数，确定态势感知终端的用电异动参数，通过监测用电异动参数的变化情况确定是否态势感知终端的数据是否存在异常，提高异常检测准确性，同时还各态势感知终端所对应的至少一个变动能量值，准确的确定出目标异常态势感知终端，只需停掉目标异常态势感知终端的数据传输即可，保障电网能够安全运行。
[0096]
在上述装置的基础上，可选的，所述区域中心确定模块410，包括聚类用电数据确定单元、相对误差值确定单元、初始化聚类中心确定单元和区域中心确定单元。
[0097]
聚类用电数据确定单元，用于获取各态势感知终端在第一历史时刻的历史用电数据以及至少一个初始化聚类中心的聚类用电数据；
[0098]
相对误差值确定单元，用于分别确定各历史用电数据与每一个聚类用电数据的相对误差值；
[0099]
初始化聚类中心确定单元，用于根据各历史用电数据所对应的至少一个相对误差值，确定各历史用电数据所属态势感知终端隶属的初始化聚类中心；其中，至少一个相对误差值与初始化聚类中心相对应；
[0100]
区域中心确定单元，用于根据各初始化聚类中心所关联的至少一个态势感知终端的历史用电数据，更新相应初始化聚类中心，得到至少一个区域中心。
[0101]
在上述装置的基础上，可选的，所述装置还包括：数据存储模块，所述数据存储模块包括用电参数接收单元和数据存储单元。
[0102]
用电参数接收单元，用于接收与当前区域中心相关联的各态势感知终端发送的用电参数；
[0103]
数据存储单元，用于根据所述用电参数的时效性，将所述用电参数分别存储至相应的缓存空间中。
[0104]
在上述装置的基础上，可选的，所述缓存空间包括至少三个，所述时效性是基于接收到所述用电参数的时间信息确定的，所述数据存储单元，包括：第一存储子单元、第二转移子单元、第三转移子单元和第四释放子单元。
[0105]
第一存储子单元，用于在接收到所述用电参数且存储所述用电参数的时长在第一预设时长范围之内，则将所述用电参数存储至第一缓存空间；
[0106]
第二转移子单元，用于在接收到所述用电参数且存储所述用电参数的时长超过第一预设时长且未达到第二预设时长，则将所述用电参数从所述第一缓存空间转移存储至第二缓存空间；
[0107]
第三转移子单元，用于在所述用电参数的存储时长超过所述第二预设时长，则将所述用电参数从所述第二缓存空间移动存储至第三缓存空间；
[0108]
第四释放子单元，用于在所述用电参数的存储时长达到第三预设时长，则将所述用电参数从所述第三缓存空间释放；
[0109]
其中，所述第三预设时长大于所述第二预设时长，所述第二预设时长大于所述第一预设时长。
[0110]
在上述装置的基础上，可选的，所述用电异动参数确定模块430，包括入参确定单元和用电异动参数确定单元。
[0111]
入参确定单元，用于将所述态势感知终端在当前时刻的用电中位数和所述历史用电参数，作为目标函数的入参；
[0112]
用电异动参数确定单元，用于基于所述入参和所述目标函数，确定所述态势感知终端的用电异动参数。
[0113]
在上述装置的基础上，可选的，所述变动能量值确定模块440，包括历史用电中位数确定单元和变动能量值确定单元。
[0114]
历史用电中位数确定单元，用于确定当前时刻之前预设数量内各时间窗口所对应的历史用电中位数；
[0115]
变动能量值确定单元，用于确定所述时间窗口内各用电数据和相应历史用电中位数的差方，并根据所述差方和所述时间窗口内的历史用电数量，确定各时间窗口的变动能量值。
[0116]
在上述装置的基础上，可选的，所述异常态势感知终端确定模块450，包括异常态势感知终端确定单元。
[0117]
异常态势感知终端确定单元，用于根据各态势终端所对应的至少一个变动能量值的分布信息，确定目标异常态势感知终端。
[0118]
在上述装置的基础上，可选的，所述装置还包括：目标异常时间窗口确定模块。
[0119]
目标异常时间窗口确定模块，用于根据所述目标异常态势感知终端的变动能量值，确定目标异常时间窗口。
[0120]
在上述装置的基础上，可选的，所述用电参数、用电数据以及历史用电数据中包括态势感知终端发送的电压数据、电流数据以及功率数据中的至少一种。
[0121]
本发明实施例所提供的确定态势感知终端异常的装置可执行本发明任意实施例所提供的确定态势感知终端异常的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
[0122]
实施例四
[0123]
图5是实现本发明实施例的确定态势感知终端异常的方法的电子设备的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功
能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
[0124]
如图5所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(rom)12、随机访问存储器(ram)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(rom)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(ram)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、rom 12以及ram 13通过总线14彼此相连。输入/输出(i/o)接口15也连接至总线14。
[0125]
电子设备10中的多个部件连接至i/o接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
[0126]
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如确定态势感知终端异常的方法。
[0127]
在一些实施例中，确定态势感知终端异常的方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到ram 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的确定态势感知终端异常的方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行确定态势感知终端异常的方法。
[0128]
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
[0129]
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
[0130]
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质
可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
[0131]
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
[0132]
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)、区块链网络和互联网。
[0133]
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与vps服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
[0134]
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0135]
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。