電力信息網絡脆弱性與仿真驗證技術研究論文
【摘要】我們不斷深化網絡技術在電網系統中的應用，使電網系統更加自動化，然而隨著電力信息網絡的規模不斷增大，它所承接的業務也持續增加。為保證電力信息網絡中信息的安全性，保密性、完整性和可用性，本文分析了電力網絡的脆弱性，研究了仿真驗證技術。以復雜網絡分析思維為基礎，從網絡拓撲結構和業務數據特點入手，在故障場景仿真推演，業務數據統計及特征提取，電網的多維度管理維護等多個方面展開了研究。力求為我們電網的脆弱性分析提供系統化的支持，為仿真技術探索新的研究方向，保障我國電力信息網網絡的可靠性提供有力支撐。
【關鍵詞】電力信息網、脆弱性分析、仿真驗證
1.電力信息通信網絡與拓撲網絡虛擬實體與物理實體屬性映射機制
1.1拓撲網絡模擬電力信息網絡中具體實物機制的可靠性
拓撲網絡的高速發展，促進了電力信息通信網絡的建立與完善。然而，拓撲網絡在電力信息網絡中模擬物理實物的映射機制及其結構則非常巧妙。我們所說的電力系統的網絡拓撲虛擬，它的結構實際上指的是電力信息通信網絡內的各個發電廠及其變電站，還有那些開關站的布局，以及那些用來連接它們的各個級別線路的連接方式。在大部分拓撲網絡的發展初期，電網規模較小，無法切實的模擬物理實物。隨著拓撲網絡規模的不斷增大，尤其是互聯大電網的形成，電力信息網絡逐漸能夠有效的模擬物理實物，而物理實物本身的結構則被弱化，于是電力信息網絡核心結構的規劃，以及它的設計變得尤為重要。電網互聯，這是全國電力發展的的客觀規律；拓撲網絡的使用，則是世界電力發展的必然趨勢。對于如此龐大的電力信息網絡，電網拓撲的方式及結構，還有拓撲構造出的虛擬實體的可靠性，無疑直接決定著電力系統是否穩定，電力信息的保密是否可靠，模擬出的實體是否逼真等等一系列的電力信息網絡的核心問題。
1.2研究不同的電網系統拓撲模擬實物機制對于電網運行減少風險的意義
隨著電網的發展，為了謀求更多經濟上的效益，為了使系統運行的更穩定，用大電網拓撲取代了小電網拓撲。使用經濟的大電網拓撲系統對物理實物進行拓撲，它可以在最大的'地理環境范圍內，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網效益，實現了電網拓撲實物時的靈活轉換，在更大范圍內對物理實物的拓撲進行優化。研究電網拓撲模擬實物機制的脆弱性對于減小電網運行中的風險有極大的意義。
2.多維度管理維護與性能監測信息數據庫與仿真實景展示平臺軟硬件架構
2.1電子力信息網絡的多維度管理維護
電力信息網絡高速發展，現有的單維度的管理和維護，已經不能滿足電力信息網絡對速度和安全性的要求。電力信息安全運行管理維護問題，隨著我國的電力產業體制的進一步改革，以及所伴隨的相關產業，一起發生了極為巨大的變化。這也導致了我們的電力產業整個行業的技術升級，以及機遇和挑戰。我們針對那些廣域網，還有局域網，它們的技術特點進行了深入研究�，F有的電力企業，它們在進行一些數據的快速網絡傳輸的過程中，一般都是在基礎數據層，就已經完成了整個平臺的，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景展示平臺軟硬件架構
隨著我國電力工業不斷擴張，其中中小型電廠的運行模式逐漸地從以前的常規保護，以及人工控制，發展達到了現在的無人值班式遠程控制，最終將會向系統地綜合自動化方向發展。由于大型變電站的電力檢測控制點更多，檢測數據量更大，數據保存時間更長等原因，我們從軟件的總體結構中，可以輕松地發現，變電站整個的監測系統，它的功能，全都是建立在信息數據庫的基礎上�，F代市場競爭中，又在降低成本以及上市時間等方面對電廠提出了要求。許多的仿真實景展示平臺的架構因此變得無可取代，并且正在發揮越來越重要的作用。仿真實景系統具有對硬件直接進行控制的能力，仿真實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以及那些科研院校所廣泛接受，這樣的架構已經成為高性能仿真實景領域的新思路。
3.網絡狀態與業務統計特征提取與仿真業務自動生成
3.1電力網絡狀態
人們加強了對于電力網絡運行狀態的分析，電力網絡的狀態對于我們的現實生活具有極其重要的意義。電力網絡運行狀態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，還有系統接線等等)下，系統及其設備的工作狀況。從廣義來講，電力網絡的運行狀態只有兩種狀態:正常狀態以及非正常狀態。為了有利于我們對電力網絡狀態進行管理，在不同地運行情況中，我們需要對電力網絡，它的狀態要進行嚴格的分類，然而目前電力網絡的狀態并沒有十分嚴格的定義，我們一般將電力網絡狀態其劃分成五種:正常狀態，以及警戒狀態，還有緊急狀態，甚至是崩潰狀態和恢復狀態，具體分類后我們將能更加妥善的對電力網絡狀態進行監測。
3.2業務統計特征提取與仿真業務自動生成
每個國家經濟的發展，它都時刻離不開統計信息，尤其是像電力這樣較為基礎的行業，電力作為每個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發展的完善規劃，無疑這對電力行業的發展起著無可取代的作用。當前電力統計以及特征提取工作，還存在很多問題，主要是統計工作的完整體制仍然沒有形成，相關的保證措施不到位。對于數據的統計仍然還有待進一步進行精確，統計及特征提取的速度有待進一步提升。對于現代統計工作觀念的更新，必須要明確我們是為了總結和提取出數據特征而統計。電力通信網絡的統計工作，它的服務對象是政府，而服務目標則是為我國的國民經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濟調控政策給予比較準確的數據。除了向政府的統計部門供給精確的數據，數據統計更加重要的是給企業管理層，給他們的決策提供更加科學可靠的數字依據。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。電力網絡的仿真業務，也對電力網絡測試有很大的意義。當今被廣泛應用的仿真業務自動生成系統，已經比較完備，自動生成出的業務數據對政府，企業，甚至個人都有較強的指導性作用。
4.網絡故障仿真場景輔助推演技術
電力網絡故障仿真場景輔助推演技術，它包含的范疇很廣泛，其中包含電力系統設計以及開發的各個過程，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，對電力通信網絡，使用系統性的故障仿真場景輔助推演技術，因此在使用仿真推演時，側重于更加綜合地應用已學的知識，來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，首先就要了解電力網絡的設計環境，在早期故障仿真技術的基礎上增加了軟件更加高級的仿真功能。電力網絡故障場景仿真能否成功，不僅僅取決于電網的原理圖，以及元件模型它的仿真屬性的好壞，還取決于電力網絡的表層結構以及故障仿真設置等�？傊�，電力網絡故障時有發生，為了降低它發生的頻率，我們急需建立并完善電網故障仿真系統，而該系統所使用的網絡故障仿真場景輔助推演技術仍然有待進一步的提高，這也引起了許多專家及學者的重視。需要對電力網絡中出現的各種故障，進行場景的仿真，還要通過這種仿真出的場景來輔助推演出電力網絡故障發生的整個過程，以此作為解決故障的數據基礎依據，也對將來針對此類故障進行防護有無可替代的意義。大力發展電網故障仿真技術不是我們的終極目的，終極目的是排除網絡中的時時故障，監控電力網絡狀態，提高對于電網的管理能力，快速分析排查電網故障原因，并及時填補漏洞。
參考文獻
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