智能电网是一种将传统电网与现代信息技术相结合的新型电网,它的出现增强了整个电网系统的兼容性、可控性和自愈性,数据聚合技术使智能电网可以更加高效地收集、传输、处理数据。然而,在智能电网蓬勃发展的同时,其在隐私保护数据聚合方面仍存在着一些问题,面临着一定挑战。在数据聚合的过程中,用户的隐私信息面临着被泄露的安全威胁,从而影响智能电网系统的安全性和稳定性。另外,智能电网对细粒度数据分析、效率的需求日益增长。因此,如何设计一个安全、高效且支持细粒度数据分析的数据聚合方案成为本文的研究重点。针对目前数据聚合在细粒度分析和隐私保护方面存在的问题,本文首先提出了一种隐私保护多维和多子集数据聚合方案,本方案利用中国剩余定理、Paillier加密算法以及超递增序列实现多维和多子集数据聚合,满足智能电网对多维用电数据细粒度分析的需求。其次,为了在多维和多子集数据聚合中抵御差分攻击,本文在原方案的基础上进行扩展,结合差分隐私技术为细粒度用电数据提供差分隐私保护,解决了目前多维数据聚合未考虑差分攻击的问题。此外,本文提出了一种隐私保护加性多子集数据聚合方案,该方案基于椭圆曲线密码体制和哈希链为用户的真实身份生成不同的伪名,以保护用户的身份信息,并利用中国剩余定理、Paillier加密算法以及超递增序列实现对多子集聚合数据进行均值、方差、单向方差分析,解决了目前多子集数据聚合受限于简单聚合函数的问题,满足智能电网对多子集聚合数据细粒度分析的需求,而且本方案通过对用电量进行动态定价计费,提升了数据聚合的灵活性,具有较好的应用前景。最后,通过安全性证明与分析、实验对比,本文提出的方案在计算开销、通信开销方面表现较好,且能提供一定的数据安全性。