CN210270537U - 一种电网的网络攻击仿真系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电网的网络攻击仿真系统，包括仿真系统，用于对电网中的一次设备进行建模；与仿真系统连接的电网中的控制保护设备；与仿真系统连接的电网中的数据采集装置，用于采集一次设备中的电能数据，以便根据电能数据进行后果评估；与控制保护设备连接的处理装置，用于对控制保护设备进行预设类型的网络攻击，以便通过控制保护设备切断一次设备中的供电线路。由于本申请中采用了电网中的控制保护设备以及数据采集装置，两者均为实体的硬件，因此其故障率以及反应速度等硬件特性绝对真实可靠，通过本申请中的网络攻击仿真系统进行网络攻击模拟，得到的电能数据真实度较高，有利于提高对于电网受到真实网络攻击的后果评估准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电网领域，特别是涉及一种电网的网络攻击仿真系统。
背景技术
电网在日常运行过程中可能遭受到各种来源的网络攻击，网络攻击可以使得电网中供电线路被切断，从而导致大规模的停电，因此需要对电网可能遭受到的网络攻击进行模拟仿真，从而研究出相应的应对保护措施，降低遭受网络攻击时的损失。
现有技术中在对电网可能遭受的网络攻击进行仿真时，通常可以在仿真系统中将电网的一次设备、控制保护设备以及数据采集设备均进行仿真，然后模拟网络攻击并通过数据采集设备采集一次设备的电能数据进行后果评估，但是这种完全虚拟的仿真系统并没有考虑到真实电网中的控制保护设备以及数据采集设备的故障率以及反应速度等真实硬件特性，例如虚拟的控制保护设备中的某个开关器件的反应速度低于真实的开关器件的反应速度，因此当其被网络攻击切断时，最终反映出来的停电区域的停电时间点较晚，仿真的真实度较低，最终的后果评估的准确性较差。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电网的网络攻击仿真系统，通过本申请中的网络攻击仿真系统进行网络攻击模拟，得到的电能数据真实度较高，有利于提高对于电网受到真实网络攻击的后果评估准确性。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电网的网络攻击仿真系统，包括：
仿真系统，用于对电网中的一次设备进行建模；
与所述仿真系统连接的所述电网中的控制保护设备；
与所述仿真系统连接的所述电网中的数据采集装置，用于采集所述一次设备中的电能数据，以便根据所述电能数据进行后果评估；
与所述控制保护设备连接的处理装置，用于对所述控制保护设备进行预设类型的网络攻击，以便通过所述控制保护设备切断所述一次设备中的供电线路。
优选地，该网络攻击仿真系统还包括：
分别与所述处理装置、所述数据采集装置以及所述控制保护设备连接的电网控制站点，用于根据所述电能数据中的干扰参数对所述控制保护设备进行控制，以便切断所述一次设备中的供电线路；
则所述处理装置具体用于：
通过直接控制所述控制保护设备动作和/或向所述电网控制站点发送所述干扰参数，以便通过所述控制保护设备切断所述一次设备中的供电线路。
优选地，所述电网控制站点包括主站以及子站。
优选地，所述一次设备中包括高压直流输电系统HVDC以及交流一次设备；
则所述控制保护设备包括：
交流控制保护设备，用于对所述交流一次设备进行控制保护，以便实现所述交流一次设备中的供电线路的通断；
直流控制保护设备，用于对所述HVDC中的设备进行控制保护，以便实现所述HVDC中的输电线路的通断。
优选地，所述交流控制保护设备以及所述直流控制保护设备均通过实时仿真器网络接口板卡与所述仿真系统连接。
优选地，所述处理装置为计算机。
优选地，所述数据采集装置为同步相量测量装置PMU。
优选地，所述仿真系统为实时数字仿真仪RTDS或者RTLAB。
本实用新型提供了一种电网的网络攻击仿真系统，包括仿真系统，用于对电网中的一次设备进行建模；与仿真系统连接的电网中的控制保护设备；与仿真系统连接的电网中的数据采集装置，用于采集一次设备中的电能数据，以便根据电能数据进行后果评估；与控制保护设备连接的处理装置，用于对控制保护设备进行预设类型的网络攻击，以便通过控制保护设备切断一次设备中的供电线路。
可见，由于本申请中采用了电网中的控制保护设备以及数据采集装置，两者均为实体的硬件，因此其故障率以及反应速度等硬件特性绝对真实可靠，通过本申请中的网络攻击仿真系统进行网络攻击模拟，得到的电能数据真实度较高，有利于提高对于电网受到真实网络攻击的后果评估准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的一种电网的网络攻击仿真系统的结构示意图；
图2为本实用新型提供的另一种电网的网络攻击仿真系统的结构示意图；
图3为本实用新型提供的再一种电网的网络攻击仿真系统的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种电网的网络攻击仿真系统，通过本申请中的网络攻击仿真系统进行网络攻击模拟，得到的电能数据真实度较高，有利于提高对于电网受到真实网络攻击的后果评估准确性。
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参考图1，图1为本实用新型提供的一种电网的网络攻击仿真系统1的结构示意图，包括：
仿真系统1，用于对电网中的一次设备进行建模；
与仿真系统1连接的电网中的控制保护设备2；
与仿真系统1连接的电网中的数据采集装置3，用于采集一次设备中的电能数据，以便根据电能数据进行后果评估；
与控制保护设备2连接的处理装置4，用于对控制保护设备2进行预设类型的网络攻击，以便通过控制保护设备2切断一次设备中的供电线路。
具体的，考虑到上述背景技术中的技术问题，本实用新型实施例中，仿真系统1可以建模得到虚拟的一次设备，而与仿真系统1连接的有电网中真实的控制保护设备2以及数据采集设备，此种情况下，在仿真进行时，便能够利用到真实的控制保护设备2以及数据采集设备的硬件特性，例如故障率以及反应速度等，最终得到的仿真结果的真实性以及可靠性较高。
具体的，仿真系统1可以为多种类型，在对一次设备进行建模时，可以根据实际需求模拟某个电网中的一次设备，例如A城市电网的一次设备等，本实用新型实施例在此不做限定。
具体的，与仿真系统1连接的真实的控制保护设备2以及数据采集装置3也可以根据建模的一次设备进行设置，例如在虚拟的一次设备为A城市电网的一次设备的基础上，可以将A城市电网中的控制保护设备2以及数据采集装置3与仿真系统1连接起来，当然，这里真实的控制保护设备2以及数据采集装置3可以为另外采购的设备，并不是电网中正在运行的设备，不会对真实电网的运行造成影响。
其中，电能数据可以包括多种参数，例如电压值、电流值以及相位等，本实用新型实施例在此不做限定。
具体的，预设类型的网络攻击可以包括多种，例如可以为不同位置以及不同种类的组合的网络攻击等，本实用新型实施例在此不做限定。
其中，考虑到一次设备的成本问题，本实用新型实施例中未采用真实的一次设备进行仿真，但是理论上也可以采用真实的一次设备。
本实用新型提供了一种电网的网络攻击仿真系统，包括仿真系统，用于对电网中的一次设备进行建模；与仿真系统连接的电网中的控制保护设备；与仿真系统连接的电网中的数据采集装置，用于采集一次设备中的电能数据，以便根据电能数据进行后果评估；与控制保护设备连接的处理装置，用于对控制保护设备进行预设类型的网络攻击，以便通过控制保护设备切断一次设备中的供电线路。
可见，由于本申请中采用了电网中的控制保护设备以及数据采集装置，两者均为实体的硬件，因此其故障率以及反应速度等硬件特性绝对真实可靠，通过本申请中的网络攻击仿真系统进行网络攻击模拟，得到的电能数据真实度较高，有利于提高对于电网受到真实网络攻击的后果评估准确性。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，该网络攻击仿真系统1还包括：
分别与处理装置4、数据采集装置3以及控制保护设备2连接的电网控制站点5，用于根据电能数据中的干扰参数对控制保护设备2进行控制，以便切断一次设备中的供电线路；
则处理装置4具体用于：
通过直接控制控制保护设备2动作和/或向电网控制站点5发送干扰参数，以便通过控制保护设备2切断一次设备中的供电线路。
为了更好地对本实用新型实施例进行说明，请参考图2，图2为本实用新型提供的另一种电网的网络攻击仿真系统1的结构示意图。
具体的，处理装置4可以通过两种途径切断一次设备中的供电线路，一种是直接对控制保护设备2进行动作控制，通过其切断一次设备中的供电线路，另一种方式是向电网控制站点5发送干扰参数，由于电网控制站点5通常情况下可以根据数据采集装置3上报的一次设备的电能数据进行适应性的控制，电网控制站点5接受到错误的干扰参数后，很可能根据干扰参数判断出某条供电线路需要切断，进而便会主动地控制仿真系统1中的控制保护设备2动作以便切断那条供电线路。
其中，干扰参数可以为多种类型，例如错误的电流值、电压值或者相位等，本实用新型实施例在此不做限定。
当然，网络攻击的途径可以还有其他种类，本实用新型实施例在此不做限定。
具体的，本实用新型实施例中的电网控制站点5可以为自主设置的电网控制站点5，其也是实体设备，例如计算机等，并不指代电网中正在使用的电网控制站点5。
其中，数据采集装置3还可以将电能数据发送给电网控制站点5，以便电网控制站点5根据电能数据进行分析研究。
作为一种优选的实施例，电网控制站点5包括主站51以及子站52。
具体的，主站51以及子站52均可以根据电能数据(其中包括网络攻击发送的干扰参数)对控制保护设备2进行控制，主站51的收集电能数据的范围可以更广一些，对应的其可以控制的控制保护设备2的数量更多，范围更广。
其中，数据采集装置3还可以将电能数据发送给主站51，以便主站51根据电能数据进行分析研究。
其中，子站52的数量可以为多个。
作为一种优选的实施例，一次设备中包括HVDC(High-Voltage Direct Current，高压直流输电系统)以及交流一次设备；
则控制保护设备2包括：
交流控制保护设备，用于对交流一次设备进行控制保护，以便实现交流一次设备中的供电线路的通断；
直流控制保护设备，用于对HVDC中的设备进行控制保护，以便实现HVDC中的输电线路的通断。
具体的，一次设备中包括交流一次设备以及HVDC，可以更全面地涵盖电网中一次设备的所有类型，相应地，HVDC的控制保护设备2为直流控制保护设备，而交流控制保护设备则对应交流一次设备，本实用新型实施例中的仿真系统仿真系统1涵盖的电网中设备类型更加全面，有利于对包括有HCDC的电网进行仿真以便得到网络攻击的后果评估。
当然，一次设备及其对应的控制保护设备2也可以为不包含HVDC的类型，以便对不包含HVDC的电网进行仿真，本实用新型实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，交流控制保护设备以及直流控制保护设备均通过实时仿真器网络接口板卡与仿真系统1连接。
具体的，实时仿真器网络接口板卡具有成本低、速度快以及稳定性高等优点。
当然，除了实时仿真器网络接口板卡外，交流控制保护设备以及直流控制保护设备还可以通过其他的通讯网路与仿真系统1连接，本实用新型实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，处理装置4为计算机。
具体的，计算机具有处理速度快、寿命长以及普及度高等优点。
当然，除了计算机外，处理装置4还可以为其他类型，例如平板电脑等，本实用新型实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，数据采集装置3为PMU(Phasor Measurement Unit，同步相量测量装置)。
具体的，PMU具有采集精度高、速度快以及成本低等优点。
当然，除了PMU外，数据采集装置3还可以为其他类型，本实用新型实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，仿真系统1为RTDS(Real Time Digital Simulator，实时数字仿真仪)或者RTLAB。
具体的，考虑到现有技术中通常采用PSCAD(Power Systems Computer AidedDesign，电磁暂态仿真软件)或者Simulink等非实时仿真工具对电网遭受网络攻击进行仿真模拟，其通常把模拟的目标时间段压缩在很短的一段时间内进行模拟，例如模拟电网运行一天的状况，但仿真所用的时间却仅仅为1分钟，并没有考虑到电网中各个器件真实的动作时间特性，致使仿真结果的准确性下降，而本实用新型实施例中，由于采用了RTDS或者RTLAB，可以真实模拟电网中的运行时的数据，并可以在与电网的时间标准一比一的时间标准下进行网络攻击仿真，例如模拟电网运行一天的状况，那么便可以仿真电网运行一天的时间，使得网络攻击的仿真结果准确性进一步提升。
具体的，本实用新型实施例在此给出一个具体的仿真系统1，参考图3，图3为本实用新型提供的再一种电网的网络攻击仿真系统1的结构示意图，其中，仿真系统1中的G1、G2以及G3三个站点的一次设备共同作为交流一次设备，G2以及G3站点之间通过HVDC进行电能传输。
在图3中，仿真系统1主要仿真三个变电站的一次电路部分、交流线路、以及HVDC的一次部分。仿真系统1可以根据电网设备的一次参数对电网状态进行仿真，仿真系统1可以通过接口系统和控制保护设备2以及数据采集装置3进行连接，电站的交流控制保护设备和直流控制保护设备均可以通过接口系统来控制仿真系统1中的一次设备，如断路器的开断、直流系统的启停、电站保护装置的跳闸动作等；PMU可以通过实时仿真器网络接口板卡采集仿真系统1中电网不同地点的电压以及电流等信息。
其中，接口系统可以负责仿真系统1和控制保护设备2之间的电气连接，变电站1、变电站2、变电站3、主站51、处理装置4以及子站52均可以通过网线接入LAN(Local AreaNetwork，局域网)网络，处理装置4可以通过LAN网模拟攻击所有接入LAN网的系统，控制接入LAN网中的各个设备进行错误动作，从而可以最终评估网络攻击对电网的影响。
另外，还可以通过GPS系统给本实用新型中的各种设备提供对时信号，以保证各个设备工作在统一时间下。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。还需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种电网的网络攻击仿真系统，其特征在于，包括：
仿真系统，用于对电网中的一次设备进行建模；
与所述仿真系统连接的所述电网中的控制保护设备；
与所述仿真系统连接的所述电网中的数据采集装置，用于采集所述一次设备中的电能数据，以便根据所述电能数据进行后果评估；
与所述控制保护设备连接的处理装置，用于对所述控制保护设备进行预设类型的网络攻击，以便通过所述控制保护设备切断所述一次设备中的供电线路。
2.根据权利要求1所述的电网的网络攻击仿真系统，其特征在于，该网络攻击仿真系统还包括：
分别与所述处理装置、所述数据采集装置以及所述控制保护设备连接的电网控制站点，用于根据所述电能数据中的干扰参数对所述控制保护设备进行控制，以便切断所述一次设备中的供电线路；
则所述处理装置具体用于：
通过直接控制所述控制保护设备动作和/或向所述电网控制站点发送所述干扰参数，以便通过所述控制保护设备切断所述一次设备中的供电线路。
3.根据权利要求2所述的电网的网络攻击仿真系统，其特征在于，所述电网控制站点包括主站以及子站。
4.根据权利要求3所述的电网的网络攻击仿真系统，其特征在于，所述一次设备中包括高压直流输电系统HVDC以及交流一次设备；
则所述控制保护设备包括：
交流控制保护设备，用于对所述交流一次设备进行控制保护，以便实现所述交流一次设备中的供电线路的通断；
直流控制保护设备，用于对所述HVDC中的设备进行控制保护，以便实现所述HVDC中的输电线路的通断。
5.根据权利要求4所述的电网的网络攻击仿真系统，其特征在于，所述交流控制保护设备以及所述直流控制保护设备均通过实时仿真器网络接口板卡与所述仿真系统连接。
6.根据权利要求1所述的电网的网络攻击仿真系统，其特征在于，所述处理装置为计算机。
7.根据权利要求1所述的电网的网络攻击仿真系统，其特征在于，所述数据采集装置为同步相量测量装置PMU。
8.根据权利要求1至7任一项所述的电网的网络攻击仿真系统，其特征在于，所述仿真系统为实时数字仿真仪RTDS或者RTLAB。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201920884235.XU CN210270537U (zh) | 2019-06-12 | 2019-06-12 | 一种电网的网络攻击仿真系统 |
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| CN201920884235.XU CN210270537U (zh) | 2019-06-12 | 2019-06-12 | 一种电网的网络攻击仿真系统 |
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| CN210270537U true CN210270537U (zh) | 2020-04-07 |
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ID=70042063
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| CN (1) | CN210270537U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110187649A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-08-30 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种电网的网络攻击仿真系统 |
-
2019
- 2019-06-12 CN CN201920884235.XU patent/CN210270537U/zh active Active
Cited By (1)
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| CN110187649A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-08-30 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种电网的网络攻击仿真系统 |
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