[發明專利]電力網絡架構安全防御模塊及其物理節點、網絡防御方法

有效

• 申請號: 201710856257.0
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107634949B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 黃彬;黃冬明;楊麗琴;莫海寧;劉永紅;封延松;張洪鑫;徐輝;李云濤;沈俐;牛傳凱;王軍;王鴻運;霍存鋒
• 申請（專利權）人: 明陽智慧能源集團股份公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 44245 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 馮炳輝

本發明公開了一種電力網絡架構安全防御模塊及其物理節點、網絡防御方法，該電力網絡架構安全防御模塊區分有通訊安全防御單元和電力網絡節點控制單元，通訊安全防御單元能夠鎖定自身系統和復位電網節點，對通過該節點的數據進行備份，并能夠采用多種通訊方式，包括移動4G、電纜通信、衛星通信、電力線載波通信、光纖通信、微波通信、無線通信；電力網絡節點控制單元具有最高控制權限，能夠進行電網安全防御、檢測數據流、控制繼電保護、對模塊自身進行重啟、使模塊自身恢復初始狀、自我保護、電力系統監控、部分電網隔離以及電網結構重新恢復。本發明可有效提高現有電力網絡架構的安全防御能力，在某些極端條件下盡量保障電力系統通訊安全。

技術領域

本發明涉及電力系統安全的技術領域，尤其是指一種電力網絡架構安全防御模塊及其電力系統物理節點、通訊網絡安全防御方法。

背景技術

近年來，中國經濟的持續發展給電力行業的發展注入了新的活力，用電需求不斷增加，電網結構和規模日益加大，電力系統的復雜特性也表現得日趨明顯。這給現代電力系統的安全穩定控制提出了更高的要求和挑戰。

在數字化和智能化發展過程中，電力系統逐漸發展成為由信息系統和物理系統融合構成的信息物理系統(cyber physical system，CPS)。科研人員將信息安全領域的訪問控制、認證加密和入侵檢測等技術手段與電力生產流程相結合，研究電力系統的信息安全防護實現方式。電力信息物理混合系統(Grid cyber physical system，GCPS)中發生電力系統或信息系統安全事件都可能引發嚴重后果。

對于電力系統的網絡架構安全問題，現有的電力系統難以滿足要求，原因如下：

1、傳統電力系統安全防御考慮更多的是電力系統架構穩定，而忽視了電力系統通訊系統安全。

2、傳統的電力系統研究大多關注電力空間的風險及其故障傳播機制與方式，對信息空間可能帶來的風險的研究還比較初步。

3、電力系統需要在信息系統安全的基礎上實現經濟高效的運行，提高電力系統整體安全水平。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種電力網絡架構安全防御模塊及其電力系統物理節點、通訊網絡安全防御方法，能有效提高現有電力網絡架構的安全防御能力。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案如下：

一種電力網絡架構安全防御模塊，所述電力網絡架構安全防御模塊具有獨立的實時操作系統，系統被固化，不可修改，操作系統運行神經網絡，并在線調整神經網絡參數，實時監測相應節點的電力電壓電流和通訊數據，同時能夠鎖定、重啟電力網絡節點的I/O接口，備份數據接口，關閉任何硬件I/O；當電力系統被攻擊后，在設定情況下，會重啟電力系統節點，在重啟節點后，除網絡通訊接口，鎖定、重啟電力網絡節點的I/O接口外，關閉所用其它對外接口，目的是為了驗證是節點被攻擊，還是通訊數據流被篡改；此外，所述電力網絡架構安全防御模塊能夠實時記錄4G、電力線載波通信、微波通信、無線通信、衛星通訊這些信號位置和強弱，如果重啟失敗，啟動區塊鏈技術，重新通過4G、電力線載波通信、微波通信、無線通信、衛星通訊建立新的通訊節點，保障網絡正常通訊并報警；當電力系統被攻擊結束后，所述電力網絡架構安全防御模塊能夠快速恢復電力系統物理網絡和通訊網絡，而在電力網絡攻擊結束后，電力系統開始恢復時，所述電力網絡架構安全防御模塊能夠循序開放4G、電纜通信、衛星通訊這些通訊接口，以保障電力網絡正常的通訊；

上述的電力網絡架構安全防御模塊區分有通訊安全防御單元和電力網絡節點控制單元，其中：

所述通訊安全防御單元，具有系統的最高權限，通過接受神經網絡判斷后的結論，下達指令鎖定自身系統和復位電網節點，對通過該節點的數據進行備份，并能夠采用多種通訊方式，包括移動4G、電纜通信、衛星通信、電力線載波通信、光纖通信、微波通信、無線通信；