电力通信网中SDN控制器部署方法

电力通信网是电力系统业务实现的重要载体。SDN(Software Defined Network)架构的新型电力通信网能够为电力系统业务提供高效的信息传输技术支持。SDN控制器部署是影响SDN网络性能的重要因素。文中结合电力通信网特点,提出一种适用于电力通信网中的SDN控制器部署方法。该方法在建模过程中引入了节点重要度概念,基于非支配排序分类的和声搜索算法求解可靠性和时延问题,采用文中方法和CNPA(Clustering-based Network Partition Algorithm)对IEEE 30通信节点系统进行了比较仿真分析,结果表明,文中方法对电力通信网具有更好的适用性。     

软件定义网络的流量调度算法研究

目前,NOX、FloodLight等SDN控制器均提供了类似于传统路由器OSPF协议的最短路径转发算法,这些算法通过SDN控制器收集全局交换机静态参数从而进行路径计算,但并没有利用SDN系统的优势即获得运行时的动态信息来优化算法性能,在流量过大时传统算法容易导致网络拥堵。对SDN的路由算法进行研究,应用粒子群算法并利用SDN技术的特点对网络的负载均衡问题进行相关的优化。仿真实验表明与ECMP算法相比,提出的算法可以在一定程度提升网络的整体利用率,降低网络的时延和拥塞。     

配电网用户侧异构电力物联设备运行安全管控分析

随着配电网用户侧异构电力物联设备(UPID)接入电力系统的规模进一步扩大,给电力系统带来了一种新型的安全威胁——需求侧操控攻击。在此背景下,电力系统有必要对配电网UPID进行运行安全管控。为此,将软件定义网络（SDN）融入电力信息物理系统,提出一种针对配电网UPID控制指令的动态路由策略。首先,针对海量的设备数据,在各变电站部署边缘计算服务器;其次,考虑控制指令关联运行功率、动态信用以及电力系统网架结构等因素,构建一种三阶段的动态路由策略;最后,利用SDN控制器对控制指令实现就地控制。仿真结果表明,所提基于SDN的动态路由策略通过拒绝转发低信用的控制指令可有效避免大规模配电网UPID异常动作给电力系统带来的恶意影响,为电力系统抵御需求侧操控攻击提供一种解决思路和实施方案。     

基于无监督学习的电力系统网络潜在多步攻击实时检测方法

针对网络潜在攻击行为检测率和准确率较低、误报率较高的问题，提出基于无监督学习的电力系统网络潜在多步攻击实时检测方法。通过提取攻击流量特征、输入训练好的无监督学习模型，判断攻击流量是否产生攻击行为，同时检测潜在多步攻击类别。使用网络模拟器，模拟电力系统网络环境，采用攻击工具进行网络流量攻击。试验结果表明，设计方法检测网络攻击流时，检测率和准确率较高，误报率较低。方法可以有效抵挡网络多步攻击行为，保证电力系统安全。     

电力监控系统实时DDoS攻击检测方法

针对目前难以实时准确且低能耗地识别电力监控系统中分布式拒绝服务(DDoS)攻击的问题,本文基于电力监控系统专用防火墙装置提出一种实时DDoS攻击检测方法.采用软硬件结合的方式:硬件方面,防火墙采用现场可编程门阵列(FPGA)实时采集报文数据,在转发报文时更新计数器,实时提供检测所需的特征值并进行攻击预判;软件方面,在防...     

基于SDN的电力通信网络关键技术综述

随着智能电网和能源互联网的不断深入发展和推进,云计算、数据仓库、数据挖掘以及虚拟化等技术在电力行业的成熟应用,现有电网已无法满足业务的需求。软件定义网络(software defined network,SDN)作为新兴网络架构实现了控制功能和数据转发功能的解耦,是未来电力通信网络架构的选择之一。文中通过对SDN网络原理的论述,详细讨论了基于SDN的电力通信网络需要解决的关键技术,主要包括网架性能、安全性、时延、可扩展性、链路可靠性、容错性和兼容性,最后展望了软件定义网络相关技术在电力系统中的应用领域。     

基于攻击图的电网信息物理融合系统风险定量评估

由于信息和通信技术的广泛应用,现代电网已成为一个实时感知、动态控制与信息服务的多维异构复杂系统,即电网信息物理融合系统(电网CPS)。信息系统与电力系统的深度融合使得电网面临更多的网络威胁。在此背景下,本文提出了虚假数据注入攻击下的电网信息物理融合系统风险定量评估方法。针对攻击建立了数据流传递的电力信息安全模型,将攻击分为两个过程:首先选择变电站注入虚假数据,然后基于通信拓扑图构建了流传递路径,采用攻击图量化攻击源信息传递模型,并基于故障下最优负荷削减策略对电力系统潜在后果进行了定量评估。最后通过算例研究,确定考虑网络攻击因素下系统的薄弱节点,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于改进卷积神经网络的电网假数据注入攻击检测方法

假数据注入攻击可以篡改由数据采集与监控(SCADA)系统采集到的量测信息,影响电网的重要决策,从而对电网状态估计造成安全威胁。针对智能电网状态估计,研究了交流模型下假数据注入攻击的原理,构建了基于改进卷积神经网络(CNN)的假数据注入攻击检测模型。将门控循环单元(GRU)结构加入CNN中的全连接层之前构建CNN-GRU混合神经网络,根据电网历史量测数据进行训练并更新网络参数,提取数据的空间和时间特征,并根据提出的模型设计实现了高效实时的假数据注入攻击检测器。最后,在IEEE 14节点和IEEE 118节点测试系统中,与基于传统CNN、循环神经网络及深度信念网络的检测方法分别进行了大量对比实验,验证了所提方法的有效性。     

一种基于涌流检测与计算的智能供电网络的研究

通过电力监控系统中建立数据报表和实时趋势曲线对智能供电系统进行反馈研究,采用一种基于B/S网络(Browser浏览器/Server服务器)架构的通信模块连接高压继电保护装置与无功补偿装置,计算无功补偿因子提高率和检测涌流速断来验证供电可靠性。实现低延迟远动操作和快速诊断电流和电压参数特性。使供电系统在数字化与信息化方面具有易管理和数据更新诊断的动态特性。     

输电网虚假数据攻击研究综述

虚假数据攻击利用输电网状态估计中基于残差的不良数据检测漏洞,通过向数据采集与监控系统(supervisory control and data acquisition,SCADA)系统中注入虚假数据,达到修改电力系统的量测值和状态变量、控制电力系统的运行状态或者获取经济利益等不法目的。阐述了虚假数据攻击的基本理论和实现机制,并从攻击方法和防御策略、电力系统信息完整性、基于传统虚假数据攻击(false data injection attacks,FDIAs)扩展的攻击方式和攻击向量优化算法4个方面梳理了虚假数据攻击的研究现状和发展情况,分析了现有研究成果的优点和不足。在此基础上,从虚假数据攻击对分布式状态估计的影响、相量测量单元(phasor measurementunit,PMU)/SCADA混合量测下虚假数据攻击和多代理技术在虚假数据攻击防御中的应用3个方面对虚假数据攻击研究进行了展望。     

基于区块链的配电物联网数据安全防护方法

针对配电物联网中海量数据易受网络攻击的问题,提出一种基于区块链的配电物联网数据安全防护方法。首先,构建一种协作式安全防护架构,通过自适应流量监测设计异常流量识别机制。其次,采用改进实用拜占庭共识(PBFT)算法建立信任机制,实现配电云主站与每个配电边缘代理装置攻击检测模型共享。然后,基于区块链智能合约实现攻击检测模型动态更新,采用深度强化学习训练各攻击检测模型并进行融合,得到攻击检测融合模型。最后,基于Mininet搭建仿真平台并对所提方法进行实验论证,结果表明,所提攻击检测模型综合性能优于集中式和分布式模型。     

基于SDN构建高性能、易扩展的电力通信网

目前电力通信网所采用的是以主机为核心的传统网络组建方式,该模式在运营中表现出的设备投资大、管理成本高、升级难度大等问题,使其越来越难以满足电力系统信息化发展与创新的需要。在分析电力通信网承载业务特点的基础上,结合当前互联网发展趋势提出了一种基于软件定义网络（SDN）的新型电力通信网络架构,该架构具备的高性能、高可靠性、易扩展等特性,同时还可以便捷、低成本地实现网络管理、扩展升级以及新业务研发与部署。     

基于大数据分析的电力监控网络安全主动防护策略研究*

作为电力工业的关键基础设施之一,电力监控系统的网络安全对电网稳定运行有着非常重要的意义。目前电力监控网络安全防护技术无法保证所有的网络攻击都能够有效防护。基于此,针对电力监控网络无法有效检测多类型网络攻击形成的复合攻击问题,提出了一种新的主动检测防护策略。该策略基于D-S证据理论,计算安全事件的偏离度,根据偏离度大小,采用局部线性加权确定安全事件的权重,形成基于局部线性加权的安全事件证据组合。在此基础上,针对多类型网络攻击,构建了基于证据分类的复合攻击检测防护策略。实验结果表明,本方案不仅对单一攻击源具有非常良好的判别精确度,还能够有效甄别多类型网络攻击行为,对电网安全运行具有参考意义。     

华北电网广域实时动态监测系统

基于同步相量测量技术的电网实时动态监测系统能在线监测系统动态过程的全貌,同时,其记录的电网扰动事件数据有助于对仿真系统的模型与参数进行离线校核.文章结合华北电网实时动态监测系统的研制,论述了该系统的构成、主要功能和特点.该系统一期工程由华北网调主站系统和安装在7个关键发电厂和变电站的子站装置构成,子站与主站之间通过调度数据网连接.文章结合东北500kV系统三相短路大扰动试验介绍了该系统在华北电网中的实际应用情况.     

Monitoring and control technology of solar photovoltaic power generation system

In view of characteristics of solar photovoltaic (PV) power station such as the decentralized layout and massive monitoring and control information, a solar PV power generation monitoring and control system has been designed. The system is designed into three layers namely the sensor and actuator layer, the PLC field monitoring and control layer and the remote network monitoring and control layer. Through ZigBee wireless network, PROFIBUS and GPRS wireless network, the system makes the three layers exchange information rapidly, and the system supervises not only various operational parameters of the power generating system but also weather changes as a way to change the solar tracking strategy of the PV power generating system and reduce the operating energy consumption of the system. Through the hardware redundant design of PLC central controller and the upper computer, the solar PV power station can be more secure and reliable when running.     

智能配用电通信网络的研究

随着智能电网的不断发展,各种新型配用电业务层出不穷,现有配用电通信网络架构不能很好地满足未来配用电业务灵活性、开放性的要求。对新兴的智能配用电业务在通信网络方面的需求进行了分析。提出了基于SDN技术并结合网络虚拟化与融合网关技术的智能配用电通信网络方案,研究了网络的基本架构和涉及的关键技术,最后,对SDN技术在配用电业务中的拓展应用进行了展望。     

基于软件定义网络(SDN)的电力光纤到户带宽分配技术

以太无源光网络(Ethernet passive optical network,EPON)技术是实现电力光纤到户(power fiber to the home,PFTTH)组网的重要手段,与EPON在光纤系统中的广泛应用不同,电力光纤到户系统不仅需要为用户提供语音、数据和视频等互联网业务服务,还需承载用户的电力类业务。文章详细分析了终端用户的业务需求,并针对电力类业务和互联网业务提出了相对应的分级策略。同时,针对传统EPON系统带宽分配机制不灵活等问题,提出了基于软件定义网络(software defined network,SDN)的EPON系统架构,并结合该架构,提出了以电力类业务为主、以互联网类业务为辅的动态带宽分配策略,从而满足了用户的业务需求,增强了系统的灵活性和可管理性。     

OpenFlow在电力大数据平台中的应用

为解决电力大数据平台数据通信网灵活性受限问题,针对OpenFlow技术的技术体系进行了研究,给出了该技术在融合数据平台中的一种实现方法。分析了OpenFlow架构及现有标准化现状,从数据处理流程以及业务配置等方面,分析了OpenFlow在未来电力大数据平台中的应用优势,并从SDN功能单元与技术扩展性等方面进行了研究。OpenFlow已被列入国家电网公司电力大数据平台的关键技术,支持OpenFlow技术等SDN主流控制协议可以提升电力业务承载的灵活性,通过控制平面和数据平面解耦,将网络的控制功能分离开,可满足国家电网公司对数据网络高效性的要求。