基于Cyber-net与无监督学习的电网调度网络安全态势感知方法

在电网运行过程中,如果调度网络受到攻击,容易出现安全漏洞,导致电网调度安全性降低,为此,提出基于Cyber-net与无监督学习的电网调度网络安全态势感知方法。构建电网调度网络隔离性安全检测模型,引入综合风险指标作为电网的三层评估指标,建立电网调度的可靠性指标计算体系;通过引入期望负荷削减参数,实现电网调度安全性频率特征监测;基于负荷削减平均持续风险指标评估,设置电网调度的安全允许条件;结合风险评估和负荷参数检测,采用Cyber-net构建电网控制模型;采用无监督学习的方法,通过接入和分散式调度,实现电网的安全态势感知。测试表明,该方法进行电网调度网络安全态势感知的准确性较高,能够提高并网控制的安全性。

信息-物理-社会视角下的电力-交通耦合网络建模与协同优化

近年来,电动汽车(EV)、快速充电设施的高速增长将电力系统和交通系统这两个复杂的基础设施网络紧密耦合。EV具备充电时间和充电位置的灵活性,对于新型电力系统正是理想的移动储能资源,可提供规模巨大的时间、空间灵活调节能力。然而,宏观的电力-交通耦合背后是海量EV用户在各类信息引导下做出的微观社会化决策,构成了复杂的信息-物理-社会系统。从这一视角对电力-交通耦合网络建模分析与协同优化的相关研究进行了梳理。首先,对两网耦合的基本场景和关键挑战进行了介绍;接着,以社会层与物理层为重点归纳了融合微观车主决策与宏观网络动态的EV群体出行-充电行为建模方法;然后,进一步纳入信息层,总结了多类定价主体与EV间的策略交互与协同优化;最后,对电力-交通耦合网络建模分析与协同优化相关方向的研究进行展望。

从复杂网络视角评述智能电网信息安全研究现状及若干展望

未来智能电网可视为信息/物理网相互依存的超大规模二元复合网络(cyber-physical power grid,CPPG),研究其安全理论特别是信息安全对全系统存活性的影响在理论和工程两方面均具有重要意义。全面论述了电网信息安全的国内外研究现状,提出将复杂网络理论加以发展并应用于CPPG的网络建模、拓扑结构特征提取、连锁故障机理分析和脆弱度评估的新思路。所提研究课题有望建立基于CPPG的二元网络复杂性理论,为未来智能电网的建设提供技术支撑,特别是对从信息安全角度防止系统灾变具有重要意义。

基于耦合动态离散事件链相关性的信息网络异常检测初探

信息网络一旦遭受攻击,将给电气网络带来极大影响。文中提出一种基于事件链模型的信息物理耦合动态相关性分析方法,并尝试将其应用于电网信息网络异常动态识别。首先定义了电气网络和信息网络事件,并以事件链描述其中耦合网络动态;进而提出事件链相关性分析方法,设计通信动态异常指标,最终判断是否存在信息网络异常。以一个由IEEE 39节点电气网络和18节点放射状信息网络组成的信息物理电力网络为算例,算例结果表明,信息攻击会导致通信动态异常指标显著增大,初步验证了所述信息网络异常检测方法的有效性和可行性。

电网信息物理系统的关键技术及其进展

信息物理系统旨在通过物理与信息系统的互通与深度融合,实现超越传统应用系统的运行效果与性能水平。电网信息物理系统是其在电网领域的拓展和应用,该文阐述了电网信息物理系统的概念及研究现状,提出了由4个关键技术组成的研究体系,包括:电网信息物理融合建模技术、电网信息物理系统分析方法、基于融合模型的电网控制技术、基于融合模型的形式化验证。在此基础上,展望了电网信息物理系统在能源互联网、主动配电网以及传统电网中的应用。

极端自然灾害下考虑信息-物理耦合的电力系统弹性提升策略:技术分析与研究展望

随着智能电网技术的发展,电力系统基础设施与通信网络的耦合越发紧密,构成典型的信息-物理融合系统。电力系统依赖于通信系统实现海量接入设备的监测和控制,提升系统的可观性和可控性来满足诸多电力系统高级应用的需求,而通信网络设备的供电则需要电网的支持。在极端自然灾害下,这一信息-物理耦合特性成为电力系统的薄弱环节,给建立弹性电力系统带来挑战。如何有效挖掘信息层和物理层的灵活资源的协同作用,是提升电力系统弹性的关键问题。本文总结了电力系统弹性提升的研究现状及电力系统现有的态势感知和通信技术,在此基础上分析电力系统物理层与信息层的耦合性对电力系统弹性的影响,并归纳了信息-物理耦合性的研究方法。阐述了电力信息物理融合系统的弹性提升方法,探讨了利用先进通信技术的潜力和可行性。最后,针对现有工作的不足提出了这一领域未来的研究方向。

考虑多层耦合特性的电力信息物理系统建模方法

从信息物理融合的角度出发,综合考虑电力网、通信网和信息网的关联关系和耦合特性,提出了一种电力信息物理系统分层建模方法。首先,提出了考虑多层耦合特性的电力信息物理系统三层模型框架。然后,基于电网稳态潮流方程,考虑通信传输过程和信息决策过程,对电力网、通信网和信息网进行了分层次建模。针对信息网的监控功能和信息流的传递方向不同,建立了负责信息传递的上行/下行通信通道模型,再以网间接口模型关联电力网、通信网和信息网,推导出考虑多层耦合的电力信息物理系统一体化模型,显现了电力网、通信网和信息网的功能关系。最后,用IEEE 9节点和39节点系统构建的电力信息物理系统模型,基于潮流计算和拓扑分析方法,以最小切负荷为优化目标,定量推演信息网的感知决策过程和模型参数的变化对电网运行状态的影响,验证了所提出建模方法的有效性,适用于分析网络攻击、连锁故障演化机理等场景。

电网信息物理系统网络安全风险分析与防护对策

为有效应对电网信息物理系统(Power Grid Cyber Physical Systems,PGCPS)所面临的网络安全风险和保证PGCPS的安全稳定运行,文章结合我国PGCPS的网络安全防护现状总结了目前管理和技术2方面存在的主要问题,从结构安全、本体安全、监测应急、安全管理4个方面系统分析了目前存在的安全风险,从网络边界防护、设备接入和防病毒、源代码安全检测与漏洞修补、网络安全态势感知平台建设、威胁情报通报与应急队伍建设5个角度提出对应的安全防护对策,从而提高了PGCPS网络安全水平。

面向未来智能配用电的信息物理系统:技术、展望与挑战

基于电力信息通信发展现状,探讨信息物理系统等未来智能配用电的关键新技术。首先介绍了当前配用电环节中"云大物移"等技术的发展趋势,接着介绍了在未来智能配用电中可能起到重要作用的信息物理系统,总结了当前研究热点问题和发展动态,并阐述了潜在的前沿问题。基于此,对未来智能配用电中的一些新型信息物理系统应用进行了展望,并对其在实际实施中的挑战进行了讨论,期望能够为相关研究提供参考。