电力通信网脆弱性分析 游佳

发表时间:2018/5/8   来源:《电力设备》2017年第36期   作者:游佳
[导读] 摘要:在电力系统运行期间,应当利用监测控制系统与信息通信系统来对电力系统做出实时监控,以此来保证电力系统能够正常的运作。
        (国网四川省电力公司德阳市蓥华供电分公司  四川什邡  618400)
        摘要:在电力系统运行期间,应当利用监测控制系统与信息通信系统来对电力系统做出实时监控,以此来保证电力系统能够正常的运作。在电力系统当中,电力通信网对它的影响非常关键,在电力系统监控控制中倚靠着电力通信网的可靠性以及安全性。正因如此我们可以利用对网络脆弱性进行分析,以便可以科学的了解电力通信网的特性,掌握它的可靠性以及安全性。所以,要通过对电力通信网的脆弱性来进行研究,是保障智能电网能够顺利运作的关键。
        关键词:电力系统;通信网;脆弱性
        一、脆弱性的基本概念和特点
        在电力通信网络的安全问题上,漏洞是指系统的缺陷和弱点,系统对特殊攻击,威胁或危险事件的敏感性,以及攻击程度的有效威胁的影响。脆弱性的标准与其他标准基本不同。一般来说,当计算系统的安全性时,存在生存性计算,有效性计算和可靠性计算。可靠性是指系统在一段时间内最大限度地发挥功能的一定功能;有效性是指在适当的操作系统中都能正常工作;生存能力是准确评估可靠性的网络拓扑通信网络的破坏程度是指链路的最小数量和必须销毁的节点数,以阻止某些节点之间的通信。
        二、现代电力通信网络的现状及其脆弱性的表现
        电力安全是国家财产安全的一个重要部分,他不仅关系到直接工作人员的人身安全,更关系到社会经济的稳定发展。目前我国电力网络存在的普遍缺陷就是通信能力不足,且发展非常缓慢。这主要是因为公用通信网络承载的业务种类非常的繁杂,且行业之间的跨度很大,导致网络功能多而不精,这在一定程度上决定了我国的电力通信网络很难做到业务层面的标细化运作。
        1、网络结构存在缺陷
        目前我国的电力通信网络采取的结构大多是复合型的网络结构,多表现为树形结构和星形结构,这种结构存在缺陷就是很难形成迂回的电路,这样就导致在发生故障的時候很难通过迂回进行合理的分担,导致现行的网络结构比较的脆弱。
        2、网络接入和网络管理存在缺陷
        目前我国的电力通信网络用户的接入方式一般是通过光纤或者是数字信号接口,这种接入方式较之之前的形式虽然有了很大的发展,但是网管对有用的信息的收集工作依然很难,目前为止我国的电力通信网络还没有形成一个系统全面的网管系统,这使网络管理存在很大的问题。
        3、通信体制存在缺陷
        目前我国现行的通信体制比较的落后,很多的光纤线路已经运行了很多年,都超过了报废的期限,尤其是光纤电路都超期服役,这导致形成的数字业务无法达到综合性标准。
        三、复杂电网的改进拓扑模型
        早期建立实际电网的复杂网络模型为无向无权拓扑模型,考虑到实际电网与电气特性同样密切相关,简化的电网拓扑模型仅仅从拓扑结构的角度分析网络元件不够合理,不能较为准确识别电网的脆弱元件。基于上述问题,当前研究加强对拓扑模型权重的选择以及电网脆弱性的评估指标。其中,加权拓扑模型的建立本文将其分为以下3类。
        1、以支路阻抗作为边权重
        线路阻抗是边缘权重,发电机的有功功率输出是最短路径权重,重量不足的传输线路,对于功率很小但重要位置的线路有一定的识别效果在结构中。然而,为了考虑当前方向,功率仅沿着发电机节点和负载节点对之间的最短路径传输,并且与实际功率分布不同。在本文中,考虑了发电机容量和负载水平,通过将电流分量转换为电流元件来量化发电功率。机器负载“节点之间的线路功耗和电气连接的重量之间加入方向性趋势,但是当当前元件注入”发电机-负载“节点对之间时,电流分量为在所有线路上产生,这与实际功率分布不一致。


        2、以电网运行参数为元件权重
        例如发电机的输出,功率流的分布,部件的可靠性,主动注入的准稳态功率分配因子的节点的可靠性,建立加权模型,以及整个网络的单位组件重量比提高了指标的比例,功率差异。选择行的活动分布的权重,以避免最短路径的概念。使用阻抗作为建模方法权重的边缘。当网络节点评估时,节点通过节点在电网中的功率分配和网格结构中的连接重要性加权。组件操作的可靠性是组件的重量,并且在结构脆弱性的基础上添加参数脆弱性。用于识别长时间离开电网的线路,严重影响电网的正常运行。
        3、以混合测度为边权重
        在所提出的加权网络模型中,线路在有功功率传输中的贡献由线路阻抗与通过线路的有功功率乘积表示。中间分支的重量是线路阻抗和线路电压因数的倒数的乘积,电网分解为P(有功)和Q(无功)两个方向加权网络,以研究功率平衡和无功功率平衡。线路阻抗可以反映线路长度和材料,是线路传输容量的固有限制因素,主动传输或线路电压降是线路动态性能的实例,即组件静态结构和动态的重量经营综合调查。目前,混合电网拓扑建模方法仍然不足。困难在于,在多因素耦合关系中提取电特性的关键因素更为不准确。
        四、电力通信网脆弱性分析的有效措施
        如前所述,电力通信网络的可靠性和安全性对电力系统的安全稳定运行有很大的影响。电力通信网络的安全运行将给电力系统的运行带来巨大损失。电力通信网络的安全运行风险主要来自外部环境,电力通信网络本身的脆弱性。电力通信网络的脆弱性越强,电力通信网络安全域的稳定性越大,反之亦然。近年来,随着电网系统的逐步开放,电力通信网络的安全使用逐渐增加,如何加强电力通信网络脆弱性分析下的现有条件;如何采取有效措施减少电力通信网络的脆弱性;如何消除安全威胁是电力公司必须认真考虑的问题。
        1、脆弱性衡量指标评估
        我们可以按照电力通信网的特点,对脆弱性的各种参数,其中包含有聚类系数、度分布、度数、最短路径以及介数等方面,对电力通信网的脆弱性作出全方位的探究。节点度数分布、聚类系数、平均距离以及节点介数分布这些方面都可作为评估电力通信网其脆弱性的标准。在通信网络过程之中,任意相连的两个节点之间的距离被称作最短路径,所有节点之间的距离平均值就称作平均距离。平均距离其长度与网络节点之间信息的传输息息相关。网络节点的聚类系数影响着它的聚集程度,它可确切的表现了网络内部的小集团化。
        2、脆弱性仿真分析
        根据电力通信网业务层的脆弱性来创建模型,通过单元失效模型以及网络模型的设计来做出脆弱性的判断,以便在不同条件下都可以判断以及描述网络的脆弱性。在电力通信网络内选取某一线路或者是节点,并移除它,网络的性能就会随之降低。这是我们可按照网络性能的降低情况,对此线路或是节点做出脆弱性的判断,由此可对系统故障做出判别,以便能对其选用有效的解决方便。利用脆弱性攻击做出仿真效果,网络功能会因此出现改变。随机攻击和蓄意攻击所引起的改变具有明显的差别。蓄意攻击网络的脆弱性与随机攻击对比,蓄意攻击会更加明显的降低网络的性能。高介数或者是高度数节点会更大的影响着网络其脆弱性。因此我们可利用对脆弱性来做出仿真判断,以便更加直观的明白作用于电力通信网脆弱性的因素。与电力通信网脆弱性有关的因素有:①网络拓扑结构无法做到平衡,因而加大了电力通信网的脆弱性;②通信网的业务分布关系着通信网的连接,从而在一定范围内作用于电力通信网的脆弱性。
        结束语
        良好的通信是保障电力运行的根本,更是提高电力通信安全性的前提,由于设计结构及各种软硬件自身存在的弱点,电力通信网络的性能还存在着很大的风险,在现实中表现出各种的不足,系统称之为脆弱性,这对电力系统的正常运行产生了严重的影响。上文我们就电力通信网络的脆弱性进行了系统的分析,希望能够对今后的电力网络的发展做出贡献。
        参考文献:
        [1]樊冰,唐良瑞.电力通信网脆弱性分析[J].中国电机工程学报,2014,3407:11911197.
        [2]李佳,林立军.浅析电力通信网的脆弱性[J].信息通信,2014,11:5758.
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