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计及电网通信信息安全预警与决策支持的停电防御系统

北极星智能电网在线  来源:电力系统自动化微信公众号  作者:南瑞集团公司编辑部  2016/9/13 15:28:57  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:随着通信信息技术的广泛深入应用,现代电力系统已经发展为由物理电力系统和通信信息系统构成的复杂耦合系统-电力信息物理融合系统(Cyber Physical System, CPS)。电力CPS对信息通信的依赖越来越强,这也使得信息通信系统的安全在整个电力系统中变得越来越重要。

随着特高压跨区互联电网的发展,及通信新技术的应用,信息传输的延时误码的特征将变得更复杂。其对电网运行控制的影响将不可忽视。

因此有必要研究通信信息对电网停电防御的影响,将停电防御向通信信息系统拓展。为有效防御通信信息故障对电力系统的影响,必须在线跟踪通信信息系统的状态变化,制定通信信息故障后的通信信息系统的控制策略,使电网制定控制策略时,能了解通信的实际状态,并能及时应对通信信息系统的故障,使电网的控制策略更可靠、更有效、也更经济。

1.电网与通信信息融合的电力系统停电防御架构

经典概念中的电力系统的停电防御系统已在现场实际应用,功能如图1的上部分所示。作为经典概念中的通信信息系统,已有对通信信息设备的监测,及对设备故障的定量描述,而且也已有自愈保护、自动重路由和应急通信等保护措施。但在通信信息系统中,没有将其保护和控制措施像电力系统的三道防线一样进行系统的分类,因而也没有完整的防御体系的概念。为实现电网和通信信息融合的电力系统的停电防御,首先是要实现通信信息的系统化的安全防御(图1中的下部分),形成与电力系统三道防线类似的防御体系,为电网和通信信息的协调防御奠定基础。

图1给出了电网和通信信息融合的电力系统的停电防御与经典概念中的电网停电防御和通信信息系统防御间的关系。图中的红色部分表示要实现电网和通信信息融合的电力系统的停电防御需要开展的工作。

图1 电网与通信信息融合的电力系统的停电防御

2.通信信息三道防线

电力系统的“三道防线”意在通过不同的控制手段尽量降低电力故障造成的损失。借鉴电力系统三道防线的概念,提出通信信息的三道防线的定义:

通信信息第一道防线:是指在故障未发生时可采取加强通信信息网规划和业务路径的优化等措施来实现通信信息的预防控制功能;

通信信息第二道防线:是指通信信息发生业务中断等故障时采取网络自愈保护、备用通道快速切换、环网倒换等紧急控制策略来实现业务路径的快速恢复功能;

通信信息第三道防线:是指对中断业务短期故障无法解决的,采取自动重路由和应急通信等校正控制手段来保证业务的临时畅通。

和电力系统类似,在通信信息的第三道防线的校正控制实施后,通信信息系统处于部分信息缺失、性能指标非最优的状态,因此也需要采取恢复控制措施使之回到最优的正常通信状态。

通信信息三道防线的定义如图2所示。

图2 通信信息三道防线的定义

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