隐私感知智能计量：进展与挑战

下一代能源网络，即所谓的智能电网（SG），相较于传统能源网络，有望在管理电网的效率、安全性和灵活性上实现巨大提升。这在当今比以往任何时候都更为必要，因为全球能源消耗正以空前速度增长，且可再生能源必须无缝接入电网以保障人类的可持续发展。智能电表（SM）是 SG 概念的关键使能者之一；它们向公用事业提供商提供关于用户家庭能耗的精确高频信息，这对于分时定价、快速故障检测、防窃电至关重要，同时也为消费者提供对其消耗的更大灵活性与控制力。然而，高度精确且细粒度的 SM 数据也威胁着消费者隐私，因为非侵入式负载监测技术使恶意攻击者能够推断用户私人生活的诸多细节。本文聚焦于在不牺牲消费者隐私的前提下，向电网运营商提供精确能耗信息的隐私增强型能源管理技术。特别地，我们关注借助可充电电池、可再生能源或需求整形等物理资源来塑造和修改用户实际能耗的技术。在各种可用物理资源的物理约束下，给出了隐私的严格数学分析。最后，提出了为在未来 SG 中有效保护用户隐私铺平道路而需解决的开放性问题与挑战。