[發明專利]一種基于安全態勢感知的智能變電站風險預警系統及方法

在審

• 申請號: 202110247627.7
• 申請日: 2021-03-06
• 公開（公告）號: CN113037745A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 劉咸通;李剛;祝金會;陳中偉;王占魁;黃鏡宇;吳軍英;趙林叢;王靜;陳連棟;申培培;辛曉鵬;楊超;周文芳;鄭濤;趙建斌;康之增;魏肖明;王旭蕊
• 申請（專利權）人: 國網河北省電力有限公司信息通信分公司;華北電力大學（保定）;國家電網有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H02J13/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 李興林

本發明公開了一種基于安全態勢感知的智能變電站風險預警系統及方法，所述系統包括智能變電站I區、站控層網絡通信設備以及智能變電站態勢感知硬件裝置，所述智能變電站I區用于對智能變電站的運作狀態進行實時監控；所述站控層網絡通信設備用于根據智能變電站I區產生的運作狀態對全站進行控制；所述智能變電站態勢感知硬件裝置用于風險檢測和預警；所述方法首先提取系統的態勢要素，然后對實時態勢進行評估和理解，再對態勢的發展進行預測，最終確定風險等級，若達到預警線則立即向變電站安管系統遞交預警報告。本發明采用安全態勢感知技術監測變電站的安全狀態，并預測其運行趨勢，能夠進行準確的風險預警，確保變電站的運行安全。

技術領域

本發明涉及智能變電站風險檢測技術領域，特別是涉及一種基于安全態勢感知的智能變電站風險預警系統及方法。

背景技術

隨著信息技術的快速發展，信息安全問題影響越發嚴重，如今，變電站已進入智能化階段，全站存在大量智能電子設備IED(Intelligent Electronic Device)，為網絡攻擊提供了可乘之機，現有技術在應對網絡攻擊時較為被動，無法及時規避風險。

智能變電站風險預警系統是根據變電站設備的運行狀態，通過收集各設備的狀態信息，監控風險因素的變動趨勢，并評估各種風險狀態偏離預警線的強弱程度，向站控層發出預警信號并制定防護策略的系統。風險預警一般要經過風險檢測、風險評估、風險等級劃分幾個過程，其中風險檢測最為關鍵，技術難度也最大。對于變電站風險檢測而言，基于物理模型的檢測方法使用特征矩陣或微分方程組求解，計算速度較快，但需事先獲取變電站詳細的拓撲結構及各設備的機電參數，不適合在線應用；基于數據驅動的檢測方法雖不依賴設備參數，但方法中的閾值需要人為給定，數學原理復雜且計算速度慢；基于主成分分析法的檢測方法由于未充分考慮變電站的非線性因素，檢測結果準確率低。

態勢感知技術最早應用在太空領域，如今已應用到軍事、交通、電力等多個領域。安全態勢感知主張對系統進行全面的動態檢測，分析系統的安全環境，同時對系統的變化趨勢做出評估，并通過收集、分析歷史數據對潛在風險進行檢測，對可能遭受的網絡攻擊進行預警。智能變電站的運作會產生大量信息，如設備及網絡的實時運行日志信息、設備安全狀態信息以及全站的穩態、動態、暫態數據信息等，在變電站的安防工作中，安全態勢感知技術旨在能夠準確地獲取變電站的安全狀態和運行趨勢，快速對風險進行預測并向安管部門提交預警報告。安全態勢感知技術應用到智能變電站的風險預警中可使其面對大規模網絡攻擊時提前采取有效的防御措施和應對手段。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于安全態勢感知的智能變電站風險預警系統及方法，針對變電站終端設備和網絡環境在安防方面的薄弱環節，采用安全態勢感知技術監測變電站的安全狀態，并預測其運行趨勢，能夠進行準確的風險預警，確保變電站的運行安全。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于安全態勢感知的智能變電站風險預警系統，該系統包括：智能變電站I區，包括隔離裝置、防火墻、加密認證裝置、監管服務器和交換機，用于對智能變電站的運作狀態進行實時監控；

站控層網絡通信設備，包括數據通信控制器、保護管理機、遠動工作站、規約轉換裝置和網絡交換機，用于根據智能變電站I區產生的運作狀態對全站進行控制；所述網絡交換機與所述智能變電站I區的交換機通信連接；

智能變電站態勢感知硬件裝置，包括信息采集裝置、數據處理中心、關聯分析服務器、關聯事件庫，用于風險檢測和預警；所述信息采集裝置與所述站控層網絡通信設備的數據通信控制器、遠動工作站通信連接。