[發(fā)明專(zhuān)利]一種仿真通信網(wǎng)與仿真電網(wǎng)的數(shù)據(jù)交互方法及接口

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010722037.0
• 申請(qǐng)日: 2020-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111917750A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙麗莉;倪明;崔曉丹;張金鋒;童和欽;許劍冰;李威;薛峰;賴(lài)業(yè)寧;朱小軍;周敬森;朱晟毅;范昊飛;李滿禮;李曉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)電南瑞科技股份有限公司;國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司;國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04L29/06
• 分類(lèi)號(hào): H04L29/06;H04L12/24;H04L29/08;G06F30/20;G06F30/18;G06F113/04
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 王麗霞

本發(fā)明提供了一種仿真通信網(wǎng)與仿真電網(wǎng)的數(shù)據(jù)交互方法和接口，該數(shù)據(jù)交互方法至少基于仿真通信網(wǎng)、仿真電網(wǎng)和數(shù)據(jù)交換接口，所述方法在數(shù)據(jù)交換接口執(zhí)行，該方法包括：監(jiān)聽(tīng)仿真電網(wǎng)發(fā)送的電力信息；對(duì)監(jiān)聽(tīng)到的電力信息進(jìn)行解析，獲得電力信息的起始節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)信息；將解析后的電力信息打包成仿真通信網(wǎng)數(shù)據(jù)包事件，并將數(shù)據(jù)包事件按事件時(shí)間順序儲(chǔ)存到仿真通信網(wǎng)的事件隊(duì)列中；事件時(shí)間為仿真電網(wǎng)發(fā)送電力信息時(shí)的運(yùn)行時(shí)間；接受仿真通信網(wǎng)發(fā)出的通信報(bào)文，將通信報(bào)文轉(zhuǎn)換為電力信息，并將電力信息發(fā)送到仿真電網(wǎng)。使用該方法及其接口可以進(jìn)行電網(wǎng)?通信網(wǎng)聯(lián)合仿真的評(píng)估和測(cè)試，并可保證仿真過(guò)程中電網(wǎng)與通信網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真與通信系統(tǒng)仿真技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種仿真通信網(wǎng)與仿真電網(wǎng)的數(shù)據(jù)交互方法及接口。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)作為最基礎(chǔ)最關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于國(guó)家安全具有重要意義。隨著智能電網(wǎng)的改造普及，越來(lái)越多的傳統(tǒng)電力設(shè)備不再只具備電力功能，而是被嵌入了通信、控制模塊，將電力系統(tǒng)與通信系統(tǒng)緊密的耦合起來(lái)，形成面向電網(wǎng)的信息物理系統(tǒng)。信息空間與物理系統(tǒng)的交互融合提升了電網(wǎng)的感知、分析與控制能力，但同時(shí)也為電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn)。

由于電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)對(duì)信息網(wǎng)絡(luò)的依存度越來(lái)越高，信息系統(tǒng)的失效也將顯著影響物理系統(tǒng)的運(yùn)行，甚至可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重的停電事故。近年來(lái)這樣的案例屢見(jiàn)不鮮，且呈愈演愈烈的趨勢(shì)。例如，2003年發(fā)生的“美加大停電”造成數(shù)小時(shí)停電，影響近五千萬(wàn)人正常工作生活，其主要原因就是信息系統(tǒng)失效，狀態(tài)估計(jì)功能退出運(yùn)行，控制中心失去對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)的感知能力，繼而引發(fā)連鎖故障。發(fā)生在2015年底的烏克蘭電網(wǎng)大停電事件，被認(rèn)為是第1例由網(wǎng)絡(luò)攻擊造成的停電事故，停電原因是對(duì)能量管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊導(dǎo)致其喪失控制功能，造成部分設(shè)備運(yùn)行中斷，進(jìn)而引發(fā)連鎖反應(yīng)。針對(duì)現(xiàn)代電力信息物理復(fù)雜大系統(tǒng)所面臨的信息安全威脅，以及隨著配電側(cè)電力市場(chǎng)的開(kāi)放和智能電網(wǎng)的提出所帶來(lái)的未來(lái)電力系統(tǒng)與公共信息網(wǎng)絡(luò)更加緊密的聯(lián)系，電力系統(tǒng)尤其是電力信息系統(tǒng)的安全性和可靠性問(wèn)題已經(jīng)成為了全世界關(guān)注的焦點(diǎn)。

然而由于電力設(shè)備這種基礎(chǔ)設(shè)施的特殊性，不可能直接在其上開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)與測(cè)試，計(jì)算機(jī)建模與仿真技術(shù)成為了近年來(lái)最有發(fā)展?jié)摿Φ难芯糠椒āＫ粌H能夠模擬信息物理復(fù)雜的系統(tǒng)演化過(guò)程和涌現(xiàn)性，也能用于開(kāi)展特定的探索性或重復(fù)性的仿真研究。美國(guó)以及歐盟都開(kāi)展了相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施仿真中心，開(kāi)展提高基礎(chǔ)設(shè)施防御性的相關(guān)研究。

對(duì)于電力系統(tǒng)的建模與仿真，目前主流方法為電力系統(tǒng)數(shù)字仿真技術(shù)。電力系統(tǒng)數(shù)字仿真是將電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和負(fù)載元件建立其數(shù)學(xué)模型，用數(shù)學(xué)模型在數(shù)字計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究的過(guò)程。實(shí)現(xiàn)數(shù)字仿真一般包括建立數(shù)學(xué)模型、建立數(shù)字仿真模型和仿真實(shí)驗(yàn)三個(gè)主要步驟。但是電力系統(tǒng)數(shù)字仿真?zhèn)戎赜陔娏ο到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系和負(fù)載元件的仿真，并不涉及電力通信網(wǎng)的仿真，由于實(shí)際網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的復(fù)雜性，使其評(píng)估結(jié)果難以進(jìn)一步逼近真實(shí)情況。

除了純數(shù)學(xué)的理論分析外，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的評(píng)估手段主要有：軟件仿真、實(shí)際測(cè)試以及半實(shí)物仿真。網(wǎng)絡(luò)仿真被稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)模擬，是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)性能研究的一種基本手段。它能夠驗(yàn)證實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案，或者對(duì)多個(gè)不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中通常會(huì)出現(xiàn)多個(gè)設(shè)計(jì)方案，網(wǎng)絡(luò)仿真可以對(duì)這些不同的方案進(jìn)行科學(xué)的分析和比較，以選取性能最優(yōu)者，這也是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)師所關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)仿真為不同的設(shè)計(jì)方案建立不同的模型，對(duì)這些模型分別進(jìn)行模擬仿真并獲取定量的網(wǎng)絡(luò)性能預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)仿真所提供的仿真運(yùn)行和結(jié)果分析功能，為方案間的驗(yàn)證和比較提供可靠的定量依據(jù)，從而為優(yōu)化設(shè)計(jì)和決策制定提供更便捷、有效的手段。目前的網(wǎng)絡(luò)仿真工具主要有OPNET，NS-2，QualNet等。它們通過(guò)建立虛擬網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景，模擬實(shí)現(xiàn)各層協(xié)議功能，并加入各種情況網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，完成對(duì)不同規(guī)模、復(fù)雜度的網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)估。