電力信息網(wǎng)絡(luò )脆弱性與仿真驗證技術(shù)研究論文
【摘要】我們不斷深化網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在電網(wǎng)系統中的應用，使電網(wǎng)系統更加自動(dòng)化，然而隨著(zhù)電力信息網(wǎng)絡(luò )的規模不斷增大，它所承接的業(yè)務(wù)也持續增加。為保證電力信息網(wǎng)絡(luò )中信息的安全性，保密性、完整性和可用性，本文分析了電力網(wǎng)絡(luò )的脆弱性，研究了仿真驗證技術(shù)。以復雜網(wǎng)絡(luò )分析思維為基礎，從網(wǎng)絡(luò )拓撲結構和業(yè)務(wù)數據特點(diǎn)入手，在故障場(chǎng)景仿真推演，業(yè)務(wù)數據統計及特征提取，電網(wǎng)的多維度管理維護等多個(gè)方面展開(kāi)了研究。力求為我們電網(wǎng)的脆弱性分析提供系統化的支持，為仿真技術(shù)探索新的研究方向，保障我國電力信息網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )的可靠性提供有力支撐。
【關(guān)鍵詞】電力信息網(wǎng)、脆弱性分析、仿真驗證
1.電力信息通信網(wǎng)絡(luò )與拓撲網(wǎng)絡(luò )虛擬實(shí)體與物理實(shí)體屬性映射機制
1.1拓撲網(wǎng)絡(luò )模擬電力信息網(wǎng)絡(luò )中具體實(shí)物機制的可靠性
拓撲網(wǎng)絡(luò )的高速發(fā)展，促進(jìn)了電力信息通信網(wǎng)絡(luò )的建立與完善。然而，拓撲網(wǎng)絡(luò )在電力信息網(wǎng)絡(luò )中模擬物理實(shí)物的映射機制及其結構則非常巧妙。我們所說(shuō)的電力系統的網(wǎng)絡(luò )拓撲虛擬，它的結構實(shí)際上指的是電力信息通信網(wǎng)絡(luò )內的各個(gè)發(fā)電廠(chǎng)及其變電站，還有那些開(kāi)關(guān)站的布局，以及那些用來(lái)連接它們的各個(gè)級別線(xiàn)路的連接方式。在大部分拓撲網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展初期，電網(wǎng)規模較小，無(wú)法切實(shí)的模擬物理實(shí)物。隨著(zhù)拓撲網(wǎng)絡(luò )規模的不斷增大，尤其是互聯(lián)大電網(wǎng)的形成，電力信息網(wǎng)絡(luò )逐漸能夠有效的模擬物理實(shí)物，而物理實(shí)物本身的結構則被弱化，于是電力信息網(wǎng)絡(luò )核心結構的規劃，以及它的設計變得尤為重要。電網(wǎng)互聯(lián)，這是全國電力發(fā)展的的客觀(guān)規律；拓撲網(wǎng)絡(luò )的使用，則是世界電力發(fā)展的必然趨勢。對于如此龐大的電力信息網(wǎng)絡(luò )，電網(wǎng)拓撲的方式及結構，還有拓撲構造出的虛擬實(shí)體的可靠性，無(wú)疑直接決定著(zhù)電力系統是否穩定，電力信息的保密是否可靠，模擬出的實(shí)體是否逼真等等一系列的電力信息網(wǎng)絡(luò )的核心問(wèn)題。
1.2研究不同的電網(wǎng)系統拓撲模擬實(shí)物機制對于電網(wǎng)運行減少風(fēng)險的意義
隨著(zhù)電網(wǎng)的發(fā)展，為了謀求更多經(jīng)濟上的效益，為了使系統運行的更穩定，用大電網(wǎng)拓撲取代了小電網(wǎng)拓撲。使用經(jīng)濟的大電網(wǎng)拓撲系統對物理實(shí)物進(jìn)行拓撲，它可以在最大的'地理環(huán)境范圍內，獲得最好的可利用能源，取代那些錯峰調峰、跨流域補償、互為備用等等一系列的聯(lián)網(wǎng)效益，實(shí)現了電網(wǎng)拓撲實(shí)物時(shí)的靈活轉換，在更大范圍內對物理實(shí)物的拓撲進(jìn)行優(yōu)化。研究電網(wǎng)拓撲模擬實(shí)物機制的脆弱性對于減小電網(wǎng)運行中的風(fēng)險有極大的意義。
2.多維度管理維護與性能監測信息數據庫與仿真實(shí)景展示平臺軟硬件架構
2.1電子力信息網(wǎng)絡(luò )的多維度管理維護
電力信息網(wǎng)絡(luò )高速發(fā)展，現有的單維度的管理和維護，已經(jīng)不能滿(mǎn)足電力信息網(wǎng)絡(luò )對速度和安全性的要求。電力信息安全運行管理維護問(wèn)題，隨著(zhù)我國的電力產(chǎn)業(yè)體制的進(jìn)一步改革，以及所伴隨的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，一起發(fā)生了極為巨大的變化。這也導致了我們的電力產(chǎn)業(yè)整個(gè)行業(yè)的技術(shù)升級，以及機遇和挑戰。我們針對那些廣域網(wǎng)，還有局域網(wǎng)，它們的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了深入研究�，F有的電力企業(yè)，它們在進(jìn)行一些數據的快速網(wǎng)絡(luò )傳輸的過(guò)程中，一般都是在基礎數據層，就已經(jīng)完成了整個(gè)平臺的，所有的基礎數據的錄入。從系統的底層維護確保數據的安全性和準確性。
2.2性能監測信息數據庫與仿真實(shí)景展示平臺軟硬件架構
隨著(zhù)我國電力工業(yè)不斷擴張，其中中小型電廠(chǎng)的運行模式逐漸地從以前的常規保護，以及人工控制，發(fā)展達到了現在的無(wú)人值班式遠程控制，最終將會(huì )向系統地綜合自動(dòng)化方向發(fā)展。由于大型變電站的電力檢測控制點(diǎn)更多，檢測數據量更大，數據保存時(shí)間更長(cháng)等原因，我們從軟件的總體結構中，可以輕松地發(fā)現，變電站整個(gè)的監測系統，它的功能，全都是建立在信息數據庫的基礎上�，F代市場(chǎng)競爭中，又在降低成本以及上市時(shí)間等方面對電廠(chǎng)提出了要求。許多的仿真實(shí)景展示平臺的架構因此變得無(wú)可取代，并且正在發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。仿真實(shí)景系統具有對硬件直接進(jìn)行控制的能力，仿真實(shí)景展示平臺對軟硬件架構的要求都很高。首先，機群結構需要具有統一的系統映像，因為只有這樣才能夠充分地利用單個(gè)PC中的計算資源。其次，軟硬件要有強大的計算能力，而且要使投資地風(fēng)險減小。最后，要求軟硬件結構靈活，并且可擴展性強。這樣的結構目前已被我們大量的計算機用戶(hù)以及那些科研院校所廣泛接受，這樣的架構已經(jīng)成為高性能仿真實(shí)景領(lǐng)域的新思路。
3.網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)與業(yè)務(wù)統計特征提取與仿真業(yè)務(wù)自動(dòng)生成
3.1電力網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)
人們加強了對于電力網(wǎng)絡(luò )運行狀態(tài)的分析，電力網(wǎng)絡(luò )的狀態(tài)對于我們的現實(shí)生活具有極其重要的意義。電力網(wǎng)絡(luò )運行狀態(tài)是指電力系統在不同地運行條件（例如負荷水平，以及出力配置，還有系統接線(xiàn)等等)下，系統及其設備的工作狀況。從廣義來(lái)講，電力網(wǎng)絡(luò )的運行狀態(tài)只有兩種狀態(tài):正常狀態(tài)以及非正常狀態(tài)。為了有利于我們對電力網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)進(jìn)行管理，在不同地運行情況中，我們需要對電力網(wǎng)絡(luò )，它的狀態(tài)要進(jìn)行嚴格的分類(lèi)，然而目前電力網(wǎng)絡(luò )的狀態(tài)并沒(méi)有十分嚴格的定義，我們一般將電力網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)其劃分成五種:正常狀態(tài)，以及警戒狀態(tài)，還有緊急狀態(tài)，甚至是崩潰狀態(tài)和恢復狀態(tài)，具體分類(lèi)后我們將能更加妥善的對電力網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)進(jìn)行監測。
3.2業(yè)務(wù)統計特征提取與仿真業(yè)務(wù)自動(dòng)生成
每個(gè)國家經(jīng)濟的發(fā)展，它都時(shí)刻離不開(kāi)統計信息，尤其是像電力這樣較為基礎的行業(yè)，電力作為每個(gè)國家能源穩定供應的前提保障，依據十分準確的統計數據，政府能夠制定出適用于電力行業(yè)發(fā)展的完善規劃，無(wú)疑這對電力行業(yè)的發(fā)展起著(zhù)無(wú)可取代的作用。當前電力統計以及特征提取工作，還存在很多問(wèn)題，主要是統計工作的完整體制仍然沒(méi)有形成，相關(guān)的保證措施不到位。對于數據的統計仍然還有待進(jìn)一步進(jìn)行精確，統計及特征提取的速度有待進(jìn)一步提升。對于現代統計工作觀(guān)念的更新，必須要明確我們是為了總結和提取出數據特征而統計。電力通信網(wǎng)絡(luò )的統計工作，它的服務(wù)對象是政府，而服務(wù)目標則是為我國的國民經(jīng)濟給予不同水平的的更加準確的各種數據以及資料，也為我國政府的各種經(jīng)濟調控政策給予比較準確的數據。除了向政府的統計部門(mén)供給精確的數據，數據統計更加重要的是給企業(yè)管理層，給他們的決策提供更加科學(xué)可靠的數字依據。但是數據統計及特征提取最重要的還是為廣大的人民群眾提供服務(wù)。電力網(wǎng)絡(luò )的仿真業(yè)務(wù)，也對電力網(wǎng)絡(luò )測試有很大的意義。當今被廣泛應用的仿真業(yè)務(wù)自動(dòng)生成系統，已經(jīng)比較完備，自動(dòng)生成出的業(yè)務(wù)數據對政府，企業(yè)，甚至個(gè)人都有較強的指導性作用。
4.網(wǎng)絡(luò )故障仿真場(chǎng)景輔助推演技術(shù)
電力網(wǎng)絡(luò )故障仿真場(chǎng)景輔助推演技術(shù)，它包含的范疇很廣泛，其中包含電力系統設計以及開(kāi)發(fā)的各個(gè)過(guò)程，可更加細致地分為系統級，還有電路級，以及物理級的系統。我們可以借助現代EDA技術(shù)，對電力通信網(wǎng)絡(luò )，使用系統性的故障仿真場(chǎng)景輔助推演技術(shù)，因此在使用仿真推演時(shí)，側重于更加綜合地應用已學(xué)的知識，來(lái)設計較為復雜的故障仿真推演。為了研究這些更為復雜的故障仿真技術(shù)，首先就要了解電力網(wǎng)絡(luò )的設計環(huán)境，在早期故障仿真技術(shù)的基礎上增加了軟件更加高級的仿真功能。電力網(wǎng)絡(luò )故障場(chǎng)景仿真能否成功，不僅僅取決于電網(wǎng)的原理圖，以及元件模型它的仿真屬性的好壞，還取決于電力網(wǎng)絡(luò )的表層結構以及故障仿真設置等�？傊�，電力網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)有發(fā)生，為了降低它發(fā)生的頻率，我們急需建立并完善電網(wǎng)故障仿真系統，而該系統所使用的網(wǎng)絡(luò )故障仿真場(chǎng)景輔助推演技術(shù)仍然有待進(jìn)一步的提高，這也引起了許多專(zhuān)家及學(xué)者的重視。需要對電力網(wǎng)絡(luò )中出現的各種故障，進(jìn)行場(chǎng)景的仿真，還要通過(guò)這種仿真出的場(chǎng)景來(lái)輔助推演出電力網(wǎng)絡(luò )故障發(fā)生的整個(gè)過(guò)程，以此作為解決故障的數據基礎依據，也對將來(lái)針對此類(lèi)故障進(jìn)行防護有無(wú)可替代的意義。大力發(fā)展電網(wǎng)故障仿真技術(shù)不是我們的終極目的，終極目的是排除網(wǎng)絡(luò )中的時(shí)時(shí)故障，監控電力網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)，提高對于電網(wǎng)的管理能力，快速分析排查電網(wǎng)故障原因，并及時(shí)填補漏洞。
參考文獻
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