变电站自动化系统扰动同步协同攻击及防护分析

国家支持型网络攻击可经供应链攻击等方式渗透侵入变电站自动化系统,进而以逻辑炸弹的形式,通过多个变电站的无站间通信扰动同步协同跳闸攻击,达成最大化破坏后果的目的。首先分析了变电站跳闸攻击实现方式;在此基础上,提出基于扰动同步的多变电站无站间通信协同机制,分析了采用节点低电压表征扰动时的攻击协同方式;采用IEEE39节点系统进行以节点低电压为触发机制的扰动同步协同攻击仿真分析。仿真结果表明,采用适当的低电压阈值作为攻击协同判据,线路跳闸等初始故障可触发故障点邻近变电站中恶意软件的低电压逻辑,造成变电站跳闸失压、并可能以多个变电站主动连锁跳闸的方式导致大量变电站失压,触发大停电。最后结合电力监控系统入网检测流程,讨论变电站监控系统中扰动同步协同攻击恶意软件的检测方法。     

变电站时钟系统同步异常的判断方法

SOE记录是分析电力系统故障的重要信息,如果变电站内时钟系统同步异常,就会导致SOE记录时间出错,影响对故障的分析判断。文中在分析调度自动化系统时钟同步实现方式的基础上,提出了一种判断变电站时钟系统同步异常的方法,即通过比对SCADA系统接收到SOE记录的时间与SOE记录自身时间的时间差,可以在第一时间发现变电站内时钟同步系统的异常。该文提出的方法已在佛山供电局调度自动化SCADA系统进行了功能实现。应用表明,该方法能够大大提高变电站时钟系统同步故障发现的及时性和故障处理效率,进一步提高时钟同步系统和变电站自动化系统的可靠性,具有很好的推广应用价值。     

基于主时钟智能决策的变电站时间同步系统研究

随着电网自动化水平的不断提高,时间同步系统的稳定性、可靠性和准确性已经成为制约电力系统安全稳定运行的关键环节之一,如何保证变电站及全网时间同步系统可靠运行,也成为电力系统研究的关键技术之一。在已有研究基础上,针对主时钟功能扩展升级,提出了一种基于多源数据的主时钟智能决策变电站时间同步系统,从时间源头保证了变电站时间同步系统的可靠性。     

基于Kalman滤波的持续卫星时间同步攻击防护方法

随着网络空间对抗加剧,借助全球卫星导航系统进行的网络攻击已发展成为现实威胁。慢速持续型卫星时间同步攻击可绕过电力时间同步系统中卫星时钟异常检测机制,诱骗被授时设备输出错误时间信息,再借助电力系统工作机制达成攻击破坏后果。提出了一种基于Kalman滤波的持续卫星时间同步攻击防护方法。首先构建了考虑持续时间干扰的Kalman滤波卫星授时模型;然后利用能量泛函正则化最优化估算恶意攻击下被授时设备的时钟偏差;最后根据所构建的补偿模型对钟差进行补偿、实现遭攻击条件下的精准时间同步。仿真结果表明,该方法可有效防范慢速持续型卫星时间同步攻击对电力时间同步系统的影响。     

智能变电站精密时钟同步系统的研究

智能变电站作为智能电网的基本单元,其时钟同步精度的高低严重影响着全站信息化、自动化的实现效率。为提高变电站时钟系统的同步精度,文章对智能变电站NTP和IEEE1588时钟同步对时方式进行了对比分析,并根据同步报文时间戳的产生与识别以及变电站的过程层与站控层网络的拓扑结构,将精密时间同步系统嵌入到智能变电站过程层和站控层。最后通过精度测试验证满足IEC61850标准最高T5等级(1μs)的要求。     

电网自动化系统时间同步系统的构建

根据同步时钟的脉冲、报文、编码和网络协议四种对时方式,分析电网调度自动化系统和变电站自动化系统的需求和结构,提出调度自动化系统和变电站自动化系统二次设备对时方案,构建了电网时间同步系统.     

安徽220kV电网GPS时间同步系统

本项目基于层次化时间同步架构技术,在安徽电网所有220kV变电站建立了全站统一的GPS时间同步系统,这是在国内首次实现的省级220kV电网时间同步系统,并且实现了时间同步     

330kV变电站GPS时间同步系统优化设计

介绍了GPS时间同步系统的组成,对330 kV变电站自动化设备的对时要求及GPS应用现状进行了分析.以一个典型的330 kV变电站工程为例,提出了330 kV变电站GPS时间同步系统的优化设计方案,并对变电站时间同步系统设计进行了展望.     

基于LAN的数字变电站时间同步误差研究

针对基于局域网(LAN)的数字变电站协同保护,研究了时间同步误差对保护算法的影响。建立了基于IEC 61850的智能变电站协同保护模型,利用IEEE 1588精密时间协议(PTP)设计了基于电流差动的协同保护系统,通过测量数据分析时间同步误差对距离保护算法的影响,研究了时间同步误差对电流差动保护和距离保护两种典型保护算法的影响。以具有14个测量点的简化220 kV变电站为例,对基于电流差动的变电站保护算法进行了仿真。结果表明,时间同步误差导致电流差动保护和距离保护算法分别出现错误的故障检测和错误的故障距离估计。     

NTP在电力自动化设备时钟同步中的应用探讨

NTP(Network Time Protocol)是一种能使计算机的时间同步化的网络时间协议,它可以对计算机的时钟源同步化,以此提高时间校正的精准度。在现代的许多电力自动系统设备中,许多电网事故的产生都与时间记录的准确性有莫大的关系。NTP在电力自动化设备时钟同步中的应用的可行性随着变电站自动化中以太网的广泛应用而逐步提高,本文主要讨论了NTP在变电站自动化设备时钟同步中的应用方案。     

变电站过程层与SMV安全传输的网络攻击检测与取证设计

提出了现有条件下变电站过程层与采样测量值(SMV)安全传输的网络攻击检测与取证策略;设计了SMV数字签名验证、媒体访问控制(MAC)地址异常、SMV不良数据、数据包逻辑检测、数据流量阀值异常、一次故障相似、网络攻击相似、上送SMV伪造、上送SMV篡改等9种异常指示器,用于过程层及SMV变电站内及调控中心间传输的网络攻击在线检测、取证和监视。鉴于目前间隔装置尚无SMV报文认证及网络攻击检测功能,探索了代理认证加密网关以及代理检测的可行性。     

针对网络攻击的配电网信息物理系统风险量化评估

现代物理电力系统的可靠和安全运行依赖于相关的信息系统,针对信息系统的网络攻击会导致严重的物理后果。为此,提出一种配电网信息物理系统网络攻击跨信息物理空间传递的风险量化评估方法。针对配电子站,根据IEC 61850标准建立三层信息模型,以断路器和分段开关为攻击目标,分析可能的攻击路径构造攻击图,提出基于相对熵(Kullback-Leibler(KL)距离)并结合逼近理想解排序法(TOPSIS)建立的KL-TOPSIS体系对信息系统脆弱性因子进行量化,结合马尔可夫链和深度优先算法综合计算攻击目标的攻击概率,并建立物理设备遭受网络攻击造成的物理后果指标,分别计算攻击各个断路器和分段开关的物理后果。结合物理后果和攻击概率,得到不同配电终端和配电子站的风险值。最后,以改进的配电网算例验证了所提风险评估模型的有效性。     

嵌入式以太网在变电站通信系统中的应用的研究

以太网由于其介质访问控制采用载波侦听多路访问／冲突检测的机制，对其能否应用于变电站自动化系统，究竟采用何种模式，在实践中一直有不同看法。文章在分析了嵌入式以太网技术应用于变电站内通信系统可行性的基础上，研究了其具体的应用模式，并从硬件平台和软件实现方面阐述了嵌入式以太网实现的关键技术，最后指出了实现过程中应注意的问题。     

基于IEEE 1588标准的全电网精确同步对时系统研究

发展智能电网迫切需要各变电站、各级调度中心之间建立统一的时间同步机制,基于IEEE 1588标准的全电网精确同步对时系统是建立此时间同步机制的有效途径。阐述了IEEE 1588标准的精确对时原理、特点和必要性,以及同步与延迟计算的过程,分析了利用IEEE 1588标准同步对时的关键硬件和基本软件框架。在此基础之上,提出了全电网精确对时系统的部署与构架,以及利用IEEE 1588标准的精确对时效果的测试方法,通过其测试结果可以得知时钟同步的精准程度。     

黑龙江省东部电网区域稳定控制系统的二期开发

介绍了黑龙江省东部电网区域稳定控制系统（二期）的主要技术。该系统包括一期的5个子站和二期的2个子站,在故障情况下采取切机措施以提高黑龙江东部电网的稳定水平。二期系统利用双通道微波通信实现实时数据通信和控制命令的传送,使用双机互备主机裁决的结构提高控制子站的可靠性,使用灵活配置的监控软件完成各子站的监测任务并实现子站的控制策略,并实现了对策表人工在线修改,同时基于全球卫星定位系统（GPS）提供高精度时钟实现全网同步监测和相量测量。     

数字化变电站对时方法的研究

针对数字化变电站的结构特点,分析了其同步对时的要求以及存在的问题,提出了一种适用于数字化变电站的同步对时方案。该方案依据过程层设备、间隔层设备、变电站层设备的对时特点,分别采用了不同的具体对时方式,以满足各层设备的不同对时要求。在此基础上,提出了间隔层与过程层实现数据同步的方法。对时方案结构清晰,逻辑简单,便于在各智能电子设备中实现,可以有效实现数字化变电站的全站信息同步。     

Time delay approach for PSS and SSSC based coordinated controller design using hybrid PSO–GSA algorithm

In this work we present a novel approach in order to improve the power system stability, by designing a coordinated structure composed of a power system stabilizer and static synchronous series compensator (SSSC)-based damping controller. In the design approach various time delays and signal transmission delays owing to sensors are included. This is a coordinated design problem which is treated as an optimization problem. A new hybrid particle swarm optimization and gravitational search algorithm (hPSO–GSA) algorithm is used in order to find the controller parameters. The performance of single-machine infinite-bus power system as well as the multi-machine power systems are evaluated by applying the proposed hPSO–GSA based controllers (PSS and damping controller). Various results are shown here with different loading condition and system configuration over a wide range which will prove the robustness and effectiveness of the above design approach. From the results it can be observed that, the proposed hPSO–GSA based controller provides superior damping to the power system oscillation on a wide range of disturbances. Again from the simulation based results it can be concluded that, for a multi-machine power system, the modal oscillation which is very dangerous can be easily damped out with the above proposed approach.     

电力时间同步系统在线监测方案

为解决变电站内时间同步系统及被授时装置缺乏监控措施的问题,分析了相对监测和绝对监测2种方式的适用性,得出相对监测方式适用于具有精确时间协议（PTP）信号输出的时间同步系统,绝对监测方式适合于相互独立的时间同步系统。结合电力时间同步系统的现状和绝对监测方式,提出在电力调度数据网上传输监测信号的时间同步监测系统架构,利用时间监测单元设备对厂站端授时装置及电力二次设备授时状态进行监测,最终给出冀北电力公司的时间同步在线监测系统的实施方案。     

基于GIS和图论分析的电网协调规划方法

主配电网协调规划的重点是110 kV变电站选址和供电范围的联合优化问题。提出了基于地理信息系统（GIS）和图论分析的主配电网协调规划方法。首先基于GIS和图论分析了变电站的基本属性;其次,提出变电站供电范围相邻关系环的概念;然后,利用变电站相邻关系环分析变电站最佳选址区域,使变电站选址充分考虑配电网发展需要,方便新建站后调整已有站的供电范围,并将变电站确定供电范围和确定具体地址通过迭代优化,实现主配电网的协调规划。     

基于电网协调发展的特高压变电站电气主接线设计原则

随着特高压电网建设的进行,特高压变电站电气主接线对电网可靠性的影响变得越来越重要,因此,如何充分考虑其与电网的协调发展成为特高压变电站设计的一个关键问题.文章从不同的电网结构(单链式、单环网、网格状),变电站在电网中的不同位置(源端、受端、枢纽),以及特高压变电站接入区域500 kV电网的方式(点对网、网对网),综合分...