配電網(wǎng)CPS信息系統(tǒng)異常檢測與半實(shí)物仿真研究.pdf

1、隨著配電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備類型與物理架構(gòu)的日益復(fù)雜,以及數(shù)字化與信息化程度的不斷提高,傳統(tǒng)的配電網(wǎng)已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?、信息深度融合的配電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)(Cyber Physical System,CPS),并由此產(chǎn)生了諸多亟待解決的新問題。其中,由于配電網(wǎng)CPS中信息通信技術(shù)與設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用,以及需求側(cè)響應(yīng)功能的廣泛開展,信息安全已經(jīng)成為了決定現(xiàn)代配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行中不容忽視的重要問題。
　　然而,目前配電網(wǎng)CPS信息安全的研究尚處于起步階

2、段,缺少相關(guān)的研究方法與實(shí)驗(yàn)平臺。本文針對配電網(wǎng)CPS中信息系統(tǒng)的異常檢測與半實(shí)物仿真,進(jìn)行了初步的研究,主要工作如下:
　　(1)分析了現(xiàn)有配電網(wǎng)CPS信息安全的研究內(nèi)容與存在的問題。
　　首先,從研究背景、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀等方面,概述了配電網(wǎng)CPS信息安全的相關(guān)研究內(nèi)容;其次,在介紹中國的電力信息安全架構(gòu)的基礎(chǔ)上,分析了當(dāng)前配電網(wǎng)CPS信息安全方面所面臨的潛在威脅;最后,提出了本文的研究內(nèi)容與思路。
　　(2)提出了

3、一種基于時間序列提取和維諾圖的信息系統(tǒng)異常數(shù)據(jù)檢測方法。
　　首先,利用基于重要點(diǎn)分段的時間序列提取方法,將高維數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理,并將其映射到二維平面上,從而降低了數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜度;其次,基于維諾圖方法,通過構(gòu)造維諾圖分區(qū)實(shí)現(xiàn)了異常數(shù)據(jù)點(diǎn)的快速、準(zhǔn)確檢測;最后,以負(fù)荷終端遭受攻擊導(dǎo)致負(fù)荷大幅波動為例,通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提算法的有效性。該針對電力數(shù)據(jù)異常檢測的方法,亦作為第四章配電網(wǎng)CPS半實(shí)物混合仿真平臺中的底層控制器DSP中的

4、內(nèi)置算法。
　　(3)介紹了專業(yè)通信仿真軟件——OPNET的基本信息與半實(shí)物仿真原理。
　　首先,概述了OPNET的基本信息、仿真機(jī)制與配置方法,并進(jìn)行了相關(guān)的數(shù)字仿真分析;其次,介紹了OPNET的半實(shí)物仿真原理與實(shí)現(xiàn)方案;最后,實(shí)現(xiàn)了相對簡單的OPNET半實(shí)物仿真算例,從而為設(shè)計配電網(wǎng)CPS信息系統(tǒng)半實(shí)物仿真奠定了基礎(chǔ)。
　　(4)基于OPNET軟件,搭建了配電網(wǎng)CPS信息系統(tǒng)的半實(shí)物仿真平臺。
　　首先,在介