电力信息系统安全性测试系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及智能电网技术领域，公开了一种电力信息系统安全性测试系统及方法。该电力信息系统安全性测试系统包括：N个控制台、电力系统仿真机以及报警装置；其中，N为正整数；各控制台均通信连接于电力系统仿真机，电力系统仿真机通信连接于报警装置；控制台用于运行操作权限保护算法，并在操作权限保护算法被攻破时向电力系统仿真机发送操作指令；电力系统仿真机用于运行电力系统的仿真模型，并用于通过仿真模型执行操作指令，并在操作指令被执行之后触发报警装置进行报警。采用本发明专利技术实施方式使得电力系统中的信息事件与物理信息得到融合，从而为电力信息系统的安全性测试提供了测试平台，有利于促进电力信息系统安全技术的研发。

【技术实现步骤摘要】
电力信息系统安全性测试系统及方法
本专利技术涉及智能电网
，特别涉及一种电力信息系统安全性测试系统及方法。
技术介绍
作为现代社会的关键性基础设施，电力系统是网络攻击的高价值目标。科研人员将信息安全领域的访问控制、认证加密和入侵检测等技术手段与电力生产流程相结合，研究电力系统的信息安全防护实现方式。在数字化和智能化发展过程中，电力系统逐渐发展成为由信息系统和物理系统融合构成的信息物理系统(cyberphysicalsystem，CPS)。电力信息物理混合系统(Gridcyberphysicalsystem，GCPS)中，电网的调度控制和生产管理高度依赖于信息系统，发生信息安全事件可能引发严重后果。专利技术人在实现本专利技术的过程中发现：对于电力系统的安全攻防问题，现有的电力系统仿真平台难以满足要求，原因如下：(1)传统电力系统仿真平台的信息系统是被动地匹配物理系统，不方便实现电力攻防信息物理相互影响的互联系统。(2)传统的电力系统仿真平台难以满足电力攻防对抗靶场信息物理混合的问题。(3)在新能源电场攻防对抗靶场平台中，离散的计算过程与连续的物理信息过程并存在系统之中，物理信息混合仿真过程往往由许多并行/并发的物理活动或信息事件组成，计算过程与信息物理过程的融合使得系统行为与状态具有更鲜明的时空性和动态非确定性，而现有的电力系统仿真平台难以刻画二者的融合特征。
技术实现思路
本专利技术实施方式的目的在于提供一种电力信息系统安全性测试系统及方法，使得电力系统中的信息事件与物理信息得到融合，从而为电力信息系统的安全性测试提供了测试平台，有利于促进电力信息系统安全技术的研发。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种电力信息系统安全性测试系统，包括：N个控制台、电力系统仿真机以及报警装置；其中，所述N为正整数；各所述控制台均通信连接于所述电力系统仿真机，所述电力系统仿真机通信连接于所述报警装置；所述控制台用于运行操作权限保护算法，并在所述操作权限保护算法被攻破时向所述电力系统仿真机发送操作指令；所述电力系统仿真机用于运行电力系统的仿真模型，并用于通过所述仿真模型执行所述操作指令，并在所述操作指令被执行之后触发所述报警装置进行报警。本专利技术的实施方式还提供了一种电力信息系统安全性测试方法，包括：N个控制台运行操作权限保护算法，并在所述操作权限保护算法被攻破时，向电力系统仿真机发送操作指令；其中，所述N为正整数；所述电力系统仿真机运行电力系统的仿真模型，并通过所述仿真模型执行来自所述控制台的操作指令，且在所述操作指令被执行之后触发报警装置进行报警。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，通过将控制台、电力系统仿真机和报警装置连接形成电力信息物理混合测试平台，并且在控制台中运行操作权限保护算法，在操作权限保护算法被攻破时由控制台向电力系统仿真机发送操作指令，该操作指令可以为各种攻击电力系统的指令，通过仿真模型执行该操作指令，并在操作指令执行完成之后由电力系统仿真机触发报警装置进行报警，从而可以进行电力信息混合系统的安全性测试与故障诊断，有利于促进电力信息物理系统的安全性技术的研发，具有广阔的应用前景。另外，所述仿真模型包括：N个新能源电场群、N个继电保护装置、若干个柔性直流输电装置以及若干个电网；各所述电网之间通过所述柔性直流输电装置连接；各所述新能源电场群分别通过对应的继电保护装置并联于所述电网；其中，各控制台发送的操作指令分别通过对应的继电保护装置控制所述新能源电场群，且所述新能源电场群与所述报警装置一一对应。当控制台为多个时，可以在该系统中同时运行不同的操作权限保护算法，从而便于评估操作权限保护算法的性能差异。另外，所述操作指令包括：新能源电场群切断指令；所述控制台用于向所述电力系统仿真机中对应的继电保护装置发送所述新能源电场群切断指令；所述继电保护装置用于执行所述新能源电场群切断指令；所述电力系统仿真机用于在新能源电场群被切断时触发与切断的所述新能源电场群对应的报警装置进行报警。从而便于仿真、验证接入有新能源电场的电网的安全性问题。另外，所述操作指令包括：网络干扰指令，所述网络干扰指令用于对所述电力系统中的网络进行干扰；所述控制台用于向所述电力系统仿真机发送所述网络干扰指令；所述电力系统仿真机用于通过所述仿真模型运行所述网络干扰指令，并触发报警装置进行报警。从而便于仿真系统的网络安全性问题。另外，所述电力信息系统安全性测试系统还包括与所述电力系统仿真机通信连接的上位机；所述上位机用于生成运行于所述电力系统仿真机中的仿真模型。另外，所述上位机还用于监控所述电力系统仿真机。附图说明图1是根据本专利技术第一实施方式电力信息系统安全性测试系统的结构示意图；图2是根据本专利技术第二实施方式电力信息系统安全性测试方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。本专利技术的第一实施方式涉及一种电力信息系统安全性测试系统。其结构如图1所示。该电力信息系统安全性测试系统包括：N个控制台、上位机、电力系统仿真机以及N个报警装置。各控制台均通信连接于电力系统仿真机，电力系统仿真机通信连接于各报警装置，上位机亦通信连接于电力系统仿真机。其中，控制台通过高速接口与电力系统仿真机通信连接，该高速接口可兼容IEC61850、TCP/IP等多种通讯协议。IEC61850是电力系统自动化领域的通用通信标准。控制台用于运行监控软件，从而实时监测电力系统运行状态，并控制电力系统中的相应装置。本实施方式中，控制台用于运行操作权限保护算法，操作权限保护算法用于保障控制台的操作权限的合法性。操作权限保护算法可以采用各种访问控制、认证加密以及入侵检测等的技术手段实现。控制台用于在操作权限保护算法被攻破时向电力系统仿真机发送操作指令。操作指令可以是针对电力系统的各种攻击指令。由于控制台通常不会主动攻击电力系统，所以当控制台发出操作指令时，即表明控制台被成功攻破。上位机用于生成运行于电力系统仿真机中的仿真模型。上位机可以通过高速以太网连接于电力系统仿真机。可以在上位机中通过一些常用建模软件搭建仿真模型。在一个例子中，搭建的仿真模型可以包括：N个新能源电场群、N个继电保护装置、若干个柔性直流输电装置、若干个电网以及其他电力设备。其中，各电网之间通过柔性直流输电装置连接，各新能源电场群分别通过对应的继电保护装置并联于电网。其中，各控制台发送的操作指令分别通过对应的继电保护装置控制新能源电场群，且新能源电场群与报警装置一一对应。由于新能源(例如风能、太阳能)等在能源开发以及利用中扮演越来越重要的角色，所以一旦新能源电场群被攻击时，会对整个电网造成较大的影响。电力系统仿真机用于运行电力系统的仿真模型，并用于通过仿真模型执行来自控制台的操作指令，并在操作指令被执行之后触发报警装置进行报警。在一个例子中，电力系统仿真机还连接有显示装置。显示装置例如包括：两个大型的显示屏和一台显示服务器，显示服务器通过高速接口与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力信息系统安全性测试系统，其特征在于，包括：N个控制台、电力系统仿真机以及报警装置；其中，所述N为正整数；各所述控制台均通信连接于所述电力系统仿真机，所述电力系统仿真机通信连接于所述报警装置；所述控制台用于运行操作权限保护算法，并在所述操作权限保护算法被攻破时向所述电力系统仿真机发送操作指令；所述电力系统仿真机用于运行电力系统的仿真模型，并用于通过所述仿真模型执行所述操作指令，并在所述操作指令被执行之后触发所述报警装置进行报警。

【技术特征摘要】
1.一种电力信息系统安全性测试系统，其特征在于，包括：N个控制台、电力系统仿真机以及报警装置；其中，所述N为正整数；各所述控制台均通信连接于所述电力系统仿真机，所述电力系统仿真机通信连接于所述报警装置；所述控制台用于运行操作权限保护算法，并在所述操作权限保护算法被攻破时向所述电力系统仿真机发送操作指令；所述电力系统仿真机用于运行电力系统的仿真模型，并用于通过所述仿真模型执行所述操作指令，并在所述操作指令被执行之后触发所述报警装置进行报警。2.根据权利要求1所述的电力信息系统安全性测试系统，其特征在于，所述仿真模型包括：N个新能源电场群、N个继电保护装置、若干个柔性直流输电装置以及若干个电网；各所述电网之间通过所述柔性直流输电装置连接；各所述新能源电场群分别通过对应的继电保护装置并联于所述电网；其中，各控制台发送的操作指令分别通过对应的继电保护装置控制所述新能源电场群，且所述新能源电场群与所述报警装置一一对应。3.根据权利要求2所述的电力信息系统安全性测试系统，其特征在于，所述操作指令包括：新能源电场群切断指令；所述控制台用于向所述电力系统仿真机中对应的继电保护装置发送所述新能源电场群切断指令；所述继电保护装置用于执行所述新能源电场群切断指令；所述电力系统仿真机用于在新能源电场群被切断时触发与切断的所述新能源电场群对应的报警装置进行报警。4.根据权利要求1所述的电力信息系统安全性测试系统，其特征在于，所述操作指令包括：网络干扰指令，所述网络干扰指令用于对所述电力系统中的网络进行干扰；所述控制台用于向所述电力系统仿真机发送所述网络干扰指令；所述电力系统仿真机用于通过所述仿真模型运行所述网络干扰指令，并触发报警装置进行报警。5.根据权利要求1所述的电力信息系统安全性测试系统，其特征在于，所述电力信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄彬，杜航，邹毅军，钱坤，
申请(专利权)人：上海科梁信息工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31