【论文集锦】“面向新型电力系统的大数据及安全防护研究”专题(二)

学术   2024-08-16 17:10   北京  

     电力行业作为国家基础性能源行业,其数据的安全性、实时性、准确性对新型电力系统建设的影响重大。在推动大数据发展应用的同时,应采取有效措施积极应对大数据发展过程中面临的安全问题和风险,实现电力大数据持续健康发展,为国民经济保驾护航。为展示国内外对电力大数据及安全防护的研究和实践,共享最新理论、技术和工程成果,《电力信息与通信技术》编辑部特邀南京邮电大学教授邓松担任特约主编、北京航空航天大学教授尚涛、长沙理工大学教授苏盛作为联合主编,组织了“面向新型电力系统的大数据及安全防护研究”专题,并于2024年第1期刊发专题文章4篇,2024年第3期刊发专题文章4篇,欢迎品读。本专题2024年持续征稿,欢迎广大专家学者积极投稿。


01 基于改进蚁群算法的算力灵活迁移优化算法

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作者:鲍兴川,刘世栋,张宁

单位:1.国网智能电网研究院有限公司  2.国家电网有限公司信息通信分公司


摘要:针对现有云计算环境下国网数据中心资源调度存在的调度效率低、能源消耗高等问题,文章提出了一种基于改进蚁群算法的算力灵活迁移优化算法。首先构建国网云数据中心的算力迁移模型,对数据中心的资源调度能耗进行建模。然后通过引入细菌觅食算法改进基本蚁群算法的信息素初始化,并重新设计了启发函数和信息素挥发因子。仿真实验结果表明,与现有模型相比,文章的算法能够求出更优的算力资源调度方案,在减小任务完成时间的同时降低了国网数据中心36.6%的能耗。



02  面向桥型架构电网的资源共享型双主站稳控系统设计

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作者:李超,赖业宁,朱小红,朱童,李明应,印彧

单位:1.南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司)  2.国家电网四川电力调控中心


摘要:当局部电力送出或受入电网架构为桥梁型或三角环型时,常规稳控系统设计方式无法准确选取故障断面和制定控制措施量,可能导致稳控系统动作措施量过大,进而产生功率不平衡量引发电网频率大幅波动,尤其在体量相对较小的异步运行电网中,带来的负面效应更加明显。文章设计一种面向桥型架构电网的资源共享型双主站稳控系统,通过优化稳控系统架构设计、选择可靠通信网络及设计高效数据算法、精准识别电网运行方式及匹配故障参考断面、准确选取控制资源的方式,在电网故障时可以实现以最小过切精准切除的方式解决系统问题。文中的设计思路在西南电网某省的区域稳控系统中实现了工程应用,通过厂内测试实验及实时数字仿真系统(real-time digital simulation system,RTDS)实验验证了稳控系统的可靠性,同时也为后续在同类型的电网中推广应用提供了参考。



03  基于PUF的低压分布式电源智能终端硬件指纹提取与优化

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作者:郑伟军,王征,王滢,姚娟,徐俊璞

单位:国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司


摘要:低压分布式电源智能终端用于汇聚新能源发电系统状态监测、运行环境、计量及并网控制相关数据,其身份合法性和数据机密性是系统可靠运行的前提。然而,智能终端广泛分布于客户侧,易于物理获取并遭受侧信道攻击。传统基于设备ID或数字证书的身份认证技术难以抵抗仿冒攻击,存储密钥等关键信息难以抵抗侧信道攻击。文章提出一种基于物理不可克隆函数(physically unclonable function,PUF)的硬件指纹提取与优化方案,利用SRAM上电初始值的不可克隆性构造硬件指纹,作为身份认证标识时可有效对抗仿冒攻击,用于产生通信密钥时通过避免直接存储密钥等关键信息对抗侧信道攻击,所提方案可用于存量设备。测试结果表明,所提方案输出“0”和“1”稳定比特的比例约为1:1,随机性(不可预测性)良好;采用BCH编码后,重构硬件指纹的稳定性约为100%。



04  基于零信任的电力监控系统厂站端安全防护模型

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作者:付饶,王黎明,郝威,袁丁,刘琦

单位:1.国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司  2.国网江苏省电力有限公司


摘要:电力监控系统的安全关系到全社会的电力供应,而电力行业信息化的不断深入,使得电力设备更易被攻击。面对电力监控系统厂站端网络通信结构的复杂性,文章提出了一种基于“零信任”结构的厂站端安全防护模型,模型包含3个主要模块:身份认证、动态访问控制和信任评估。身份认证模块根据设备特征生成设备身份标识,能有效地验证设备身份;动态访问控制能根据设备不断变化的信誉度调整用户权限;信任评估模块使用贝塔信誉系统和风险值生成设备信任度。通过仿真实验,验证了提出的信任评估机制的有效性,能在一定次数的信任评估后发现失陷设备,取消失陷设备的权限。



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