随着物联网、云计算、大数据等技术融入到电力系统中,智能电网得到快速发展。在智能电网中,智能电表可以通过网关与控制中心进行双向通信,实现实时的用电量数据聚合。控制中心可以通过聚合的数据掌握各个区域中的电力使用情况,并进行进一步的分析与预测,从而优化电力调度。然而,智能电网面临着智能电表计算资源受限、设备无人值守等问题,还面临着多种传统互联网的安全威胁和新型网络攻击,如用户用电量数据在聚合过程中遭窃取或破坏,用户身份信息泄露等。因此如何设计安全、高效和可靠的数据聚合方案是智能电网研究中的重要问题之一。近年来,国内外学者针对智能电网数据聚合进行了较为深入的研究,并提出了多种安全数据聚合方案,但这些方案存在无法应对用电量数据丢失、无法抵御某些安全攻击、计算开销过高等问题。针对这些问题,本文在权衡安全和效率的基础上,提出了更实用的智能电网隐私保护数据聚合方案,具体如下:1.针对智能电网中数据聚合过程中的用电量数据丢失问题,提出了一种不依赖可信第三方的安全电网数据聚合方案。现有的许多方案都依赖可信第三方,一旦任何用电量数据丢失,数据聚合过程便无法正常进行,不符合实际智能电网的需求。本文的方案可以在部分用户用电量数据丢失时正常进行数据聚合,并且还实现了用户身份匿名和数据保密。本文在随机预言机模型下证明了该方案的安全性,并与其他类似的方案进行了性能比较,仿真实验结果表明本文的方案在计算开销和通信开销上满足智能电网的要求。2.针对智能电网中多维数据聚合的问题,提出了一种面向多维数据的安全电网数据聚合方案。现有的许多方案都是针对单维数据的,而在实际的智能电网应用中需要聚合多维数据。本文方案可以对多维数据进行聚合并且保护用户的身份隐私和数据隐私。本文在随机预言机模型下证明了该方案的安全性。仿真实验结果表明本文方案在计算开销和通信开销上相比类似的方案具有较大的优势。