[发明专利]一种基于CPS的智能电网信息安全保障方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网信息安全领域，具体为一种基于CPS的智能电网信息安全保障方法。

背景技术

智能电网是一种高度智能化的数字电网，通过信息化和网络化技术将电能的生产、输送、分配和使用等环节联系起来。其中，信息化技术是实现智能电网的重要基础，信息网与电力网相互依存，将成为智能电网的重要组成部分。信息化的深入和普及为电力生产企业和电力消费用户都带来了极大的好处，然而，信息技术在迅猛发展过程中遗留的安全漏洞也给智能电网的安全运行埋下很多隐患。近年来，利用信息网络攻击工业系统的重大事件更是引起人们对于智能电网信息安全隐患的关注和担忧。

虽然电力界科技人员一直在努力探寻智能电网的信息安全策略，但是信息网和电力网相互作用的机理目前尚不明确，同时涉及信息采集、传输、处理等环节的安全技术还相对薄弱。考虑到智能电网的实现不仅仅是简单地引入信息化技术，而是通过将传感、计算和通信相互深度融合与协作来实现信息网和电力网的相互作用，所以，需要从信息网络和电力基础设施两个角度出发，综合考虑电网中的发电、输电和配电等关键功能模块，设计有效的智能电网信息安全策略。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于CPS的智能电网信息安全保障方法，采用信息物理融合系统（Cyber-Physical System, CPS）中信息与物理系统之间的相互作用关系来量化网络攻击及相应对抗策略的有效性，从而保障智能电网的信息安全。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种基于CPS的智能电网信息安全保障方法，其特征在于：将智能电网建模成信息物理融合系统的智能电网CPS模型，所述智能电网CPS模型中包括控制中心、分布式计算设备、广域网络、输配电网络、电源和负载，通过智能电网CPS模型从信息和物理两个层面综合考虑给出风险分析和风险缓解方法，从而进行智能电网风险评估，并从发电、输电、配电三个功能模块分别设计智能电网信息安全保障策略。

所述的一种基于CPS的智能电网信息安全保障方法，其特征在于：所述智能电网信息安全保障策略基于信息物理融合思想，将计算、通信和物理环境融为一体，实现大规模实时感知、动态控制和信息服务。

所述的一种基于CPS的智能电网信息安全保障方法，其特征在于：所述智能电网CPS模型收集所有数据采集设备采集到信息，并据此修正系统模型、进行系统仿真和各种分析，基于仿真和分析结果控制物理设备。

所述的一种基于CPS的智能电网信息安全保障方法，其特征在于：所述智能电网CPS模型中，控制中心通过广域网分别与分布式计算设备、广域网络、输配电网络、电源和负载互联以实现整个CPS的协作。

所述的一种基于CPS的智能电网信息安全保障方法，其特征在于：所述智能电网CPS模型中，分布式计算设备实现实时海量数据处理，以及对大量物理设备的最优控制，突破传统集中式计算的瓶颈，引入云计算等大规模分布式计算技术，整合各种异构计算设备以获得强大的计算能力。

所述的一种基于CPS的智能电网信息安全保障方法，其特征在于：所述智能电网CPS模型中，广域网络包括电力系统专用网、一般有线网和无线网，广域网络是一种复杂异构网络，其中电力专用网用于连接控制中心和电力物理设备，一般有线网用于连接关键设备，无线网用于连接移动设备。

本发明可以作为智能电网正常运行的一种保障措施，有助于智能电网的推广应用。

本发明与现有的技术相比，具有如下优点：

（1）、本发明所提出的信息安全策略是基于智能电网的CPS模型的，该模型将电力系统与信息系统有机融合，为电网智能化提供了新的实现途径。CPS将物理设备、智能计算和网络通信综合起来，为识别信息网络对电网的攻击及设计相应的安全保障策略提供了科学有效的模型。

（2）、本发明在设计智能电网信息安全时，从发电、输电和配电三个角度全方位的考虑了电网可能受到的信息安全攻击，详细给出了各个环节中闭环控制系统的设计方法和安全保障策略。

附图说明

图1为本发明智能电网CPS结构图。

图2为本发明风险评估技术路线图。

图3为本发明电网控制环。

具体实施方式