(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111524525.1 (22)申请日 2021.12.14 (71)申请人 东南大学 地址 211102 江苏省南京市江宁区东 南大 学路2号 (72)发明人 张赫　许文盈　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 代理人 李淑静 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 30/02(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 21/62(2013.01) (54)发明名称 智能电网中基于隐私保护的电能输出确定 方法及设备 (57)摘要 本发明公开了一种智能电网中基于隐私保 护的电能输出确定方法及设备。 所述方法包括： 根据参与电能输出的各方的分布情况构建有向 图网络； 根据有向图网络结构， 建立各节点的决 策信息模型； 各节点对提供的能源输出量加入服 从拉普拉斯 分布的独立随机噪声， 建立观察序列 p， 作为网络中沟通交换的信息； 根据网络 结构建 立行随机的权重邻接矩阵W， 并确定其特征值1对 应的左特征向量q； 各节点根据权重矩阵W及观察 序列p估计邻居节点的能源输出量， 并计算相应 的成本函数； 以指定步长和左特征向量q作为参 数， 对各节点的能源输出量进行更新迭代。 本发 明较好地实现了智能电网中基于有 限信息的电 能输出决策并能很好保护用户隐私和安全。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114386769 A 2022.04.22 CN 114386769 A 1.一种智能电网中基于隐私保护的电能输出确定方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)根据参与电能输出的各方的分布情况构建有向图网络， 将电能输出参与方作为节 点， 参与方之间存在的通信连接作为 边； (2)根据有向图网络 结构， 建立节点的决策信息模型， 第i个节点的决策信息xi包括该节 点自身的能源输出量xi,i以及该节点记载的其 他节点的能源输出量xi,‑i； (3)节点i对基于决策信息模型给出的能源输出量xi加入随机噪声vi， 建立观察序列pi ＝xi+vi， 作为网络中沟通交换的信息； (4)根据有向图网络结构建立行随机的权重邻接矩阵W， 并确定其特征值1对应的左特 征向量q； (5)节点i根据权重邻接矩阵W及观察序列pi估计邻居节点的能源输出量 结合自身 的能源输出量xi,i， 作为估计的决策信息 并基于 计算相应的目标函数 (6)基于目标函数， 以指定步长和左特征向量q作为参数， 对各节点的能源输出量进行 更新迭代， 当满足迭代 停止条件时， 确定各节点 最终的能源输出量。 2.根据权利要求1所述的智能电网中基于隐私保护的电能输出确定方法， 其特征在于， 所述步骤(3)中随机噪声vi为服从拉普拉斯分布的独立随机噪声变量， 其密度函数为 其中b＝dpk， d>0， 0<p<1， k为正整数。 3.根据权利要求1所述的智能电网中基于隐私保护的电能输出确定方法， 其特征在于， 所述步骤(4)包括： (4‑1)建立以ωij为第i行第j列元素的权重邻接矩阵W， 若节点j可以向节点i发送信息， 则ωij>0， 并记满足这样 节点j的集合为Ni， 表示节点i的入邻居集合； 反之ωij＝0， 同时保证 W满足行随机性质； (4‑2)根据Perron ‑Frobenius定理， 求出权重邻接矩阵W特征值为1所对应的左特征向 量q， 其中q＝[q1,q2,...,qi,...,qN]T， N为节点总数。 4.根据权利要求3所述的智能电网中基于隐私保护的电能输出确定方法， 其特征在于， 所述步骤(5)中节点i根据 下式估计邻居节点的能源输出量： 称为节点 i收集到的入邻居的信息 。 5.根据权利要求4所述的智能电网中基于隐私保护的电能输出确定方法， 其特征在于， 所述步骤(6)中节点 i根据下式更新自身的信息： 式中， proj为投影算子， 为扩展伪梯度映射 赋予权重 α 为固定步长； 对于节点i记 载的其他节点的能源输出量xi,‑i， 以节点i收集到的入邻居的信息 作为 节点信息的更新。 6.一种智能电网中基于隐私保护的电能输出确定装置， 其特 征在于， 包括： 有向图构建模块， 用于根据参与电能输出的各方的分布情况构建有向图网络， 将电能权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114386769 A 2输出参与方作为节点， 参与方之间存在的通信连接作为 边； 决策信息模型建立模块， 用于根据有向图网络结构， 建立节点的决策信息模型， 第i个 节点的决策信息xi包括该节点自身的能源输出量xi,i以及该节点记载的其他节点的能源输 出量xi,‑i； 观察序列 构造模块， 用于指示节点i对基于决策信息模型给出的能源输 出量xi加入随机 噪声vi， 建立观察序列pi＝xi+vi， 作为网络中沟通交换的信息； 邻接权重矩阵构造模块， 用于根据有向图网络结构建立行随机的权重邻接矩阵W， 并确 定其特征值1对应的左特 征向量q； 邻居信息估计模块， 用于指示节点i根据权重邻接矩阵W及观察序列pi估计邻居节点的 能源输出量 结合自身的能源输出量xi,i， 作为估计的决策信息 并基于 计算相应的 目标函数 信息更新模块， 用于基于目标函数， 以指定步长和左特征向量q作为参数， 对各节点的 能源输出量进行 更新迭代， 当满足迭代 停止条件时， 确定各节点 最终的能源输出量。 7.根据权利要求6所述的智能电网中基于隐私保护的电能输出确定装置， 其特征在于， 邻接权重矩阵构造模块包括： 矩阵建立单元， 用于建立以ωij为第i行第j列元素的权重邻接矩阵W， 若节点j可以向节 点i发送信息， 则ωij>0， 并记满足这样节点j的集合为Ni， 表示节点i的入邻居集合； 反之ωij ＝0， 同时保证W满足行随机性质； 求解单元， 用于根据Perron ‑Frobenius定理， 求出权重邻接矩阵W特征值为1所对应的 左特征向量q， 其中q＝[q1,q2,...,qi,...,qN]T， N为节点总数。 8.根据权利要求6所述的智能电网中基于隐私保护的电能输出确定装置， 其特征在于， 所述邻居信息估计模块指示节点i根据下式估计邻居节点的能源输出量： 称为节点 i收集到的入邻居的信息 。 9.一种计算机设备， 其特 征在于， 所述设备包括： 一个或多个处 理器； 存储器； 以及 一个或多个程序， 其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中， 并且被配置为由 所述一个或多个处理器执行， 所述程序被处理器执行时实现如权利要求 1～5任一项 所述的 智能电网中基于隐私保护的电能输出确定方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 该计算机可读存储介质上存储有计算机程序， 其特征在 于， 在处理器执行所述计算机程序时可实现权利要求 1～5任一项 所述的智能电网中基于隐 私保护的电能输出确定方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114386769 A 3