隐私保护有限时间平均共识及其在POWER-SONIC蓄电池储能系统功率分配中的应用
2026-06-29 13:20:27 点击： 次
分布式协同控制在工业控制体系中发挥着重要作用[1][2][3][4]。其中，均匀一致算法作为基础性算法，经过分布式信息交互使一切智能体收敛至初始状况的均匀值[5][6]，被广泛使用于能源体系的功率分配与智能电网的电压调节[7][8]。但是，对于不具备隐私维护功能的传统均匀一致算法而言，分布式交互会使相邻节点与进犯者获取信息，从而导致敏感信息走漏。
为维护均匀一致算法的隐私性，Kefayati等人[9]提出选用随机偏移量战略对信息进行随机混淆。考虑到实践规划网络中节点数量有限，Manitara与Hadjicostis[10]规划了一种伪随机偏移量办法，其偏移量最终会彼此抵消。Mo和Murry[11]经过引入揭露向量，量化了其相关噪声办法的隐私维护程度。但是，文献[10][11]中提出的相关噪声办法易受窃听者或好奇节点进犯——当这类恶意节点与某个诚笃节点及其一切街坊节点相连时尤为明显。该问题已经过状况分化机制[12]得到解决。
但是文献[12]至少需求一种调节体系初始状况的全局战略。该权重机制依赖于相邻子节点的本地信息。在实践使用中，由于节点间地理间隔较远，节点的本地信息有必要经过信道彼此传输。研讨表明，若一致算法仅经过状况分化机制进行隐私维护，内部和外部进犯者仍能以较高精度估算出一致算法的隐私信息。
差分隐私[13]是一种无需获取相邻节点本地信息的广泛使用技术。黄等人[14]经过向核算过程中添加独立且指数衰减的噪声，提出了一种差分隐私迭代同步一致办法。但需注意，差分隐私均匀一致算法无法确保节点状况渐近收敛至准确均匀值，这意味着有限时刻收敛相同无法完成。
为避免影响算法收敛性，加密技术常被用作提升隐私进犯防护性能的办法。Lagendijk等人[15]在无第三方帮忙的情况下，经过掠夺节点对最终值的拜访权来维护初始状况隐私。%%为使一切参与节点都能获取准确最终值，Ruan等人提出了一种根据同态加密的办法，该办法即便在时变网络中也能保障隐私。Kaheni等人运用拉格朗日乘数法和对偶分化办法，%%[16]在电池储能体系中规划了一种隐私维护优化算法。但是上述加密办法均需很多通讯与核算资源，在工业现场资源受限的嵌入式体系中实施具有挑战性。本文提出一种有限时刻离散时刻均匀一致算法的隐私维护机制。咱们的基本思路是将每个节点分化为
初始状况不变的连通子节点，且每个子节点均与该节点的某一街坊节点相连|Ni|随后，每个子节点生成一个随机数并将其发送给相邻节点，以改变有限时刻离散时刻均匀一致的初始状况。与状况分化法不同，咱们的隐私维护机制无需获取街坊节点的任何本地信息。一切节点均能在无需街坊帮忙的情况下维护其隐私信息。与现有以献身精度为价值的差分隐私办法不同，该机制可在有限过程内获取准确均匀值。vi与相关噪声办法要求被进犯节点至少存在一个未与敌手相连的街坊节点不同，本机制答应被进犯节点的一切街坊均与敌手相连。此外，咱们的隐私维护机制无需选用密码学操作，因而避免了继续通讯与很多核算工作。这一特性使得咱们的轻量级算法能够快捷地在微控制器上完成。本文的主要奉献如下。
- 1.
A new privacy-preserving finite-time discrete-time average consensus is proposed.
- 2.
For both curious but not malicious nodes and eavesdroppers, the privacy analysis is presented based on estimation theory. The degree of privacy preservation is quantified by the range of adversaries’ estimation.
- 3.
Based on the multi-rate sampling method, the proposed privacy-preserving finite-time discrete-time average consensus is applied as an estimator to the distributed battery energy storage system.
