基于集群智能的智能电能表异常检测技术

白志霞，刘馨卉，索思远，陈雯

(国网山西省电力公司计量中心，太原 030000)

0 引 言

电网系统的安全对经济社会的正常运行至关重要。然而，传统电网中始终存在着窃电行为、各类技术性与非技术性损失等不稳定因素，因此可靠性受限[1-2]。随着计算机与通信技术在电力领域的应用，以各类高级计量体系(Advanced Metering Infrastructure, AMI)为基础的智能电网体系已经成为电网系统的主要架构。相比传统电网体系，智能电网具备双向通信与实时需求响应的优势，因此有更高的可靠性，稳定性与安全性[3-5]。

另一方面，由于AMI设备在记录能耗的同时，也会在用户与控制中心之间建立起双工通信路径，因此面临着更为复杂且更难发现的攻击模式[6]。一种典型的攻击形式为：攻击者通过伪造或篡改数据干扰AMI设备与控制中心的通信，从而达到窃电等目的[7-8]。针对这一问题，提出基于集群智能(Swarm Intelligence, SI)的异常检测机制与度量指标，有效地挖掘出AMI网络中的异常设备。

1 集群智能

集群智能的概念来源于自然界中的种群社会性行为，例如鸟群、蚁群、鱼群与蜂群等。集群智能反映了能力有限的个体通过汇聚成群体从而能解决超出自身能力的更为复杂的问题，体现出群体效用。集群智能是一种基于分散个体的、具有自组织特性的人工智能[9-11]。与集中式的系统相比，集群智能具有许多优势：

(1)自组织特性：群体中没有任何充当领导者的中心个体；

(2)低负荷：通过在个体之间分散工作量，降低单个个体的工作量；……