基于电力网络监测数据的大数据安全分析平台关键技术研究

针对大数据环境下,电力网络监测数据流量大、变化快,电网通信异常链路判断可靠性差,序列异常检测结果失真的问题,本文提出了一种基于电力网络监测数据的大数据安全分析平台关键技术研究。通过电力网络通信异常链路判断方法设计,多维熵序列异常检测方法设计对平台关键技术进行分析,采用多维熵序列异常检测方法对异常链路上采集的网络流量数据的分布特征进行度量,获得电力网络流量监测数据在各个维度上的熵值序列,利用支持向量机对网络流量数据各个维度上的熵值序列进行分类,完成基于电力网络监测数据的大数据安全分析平台技术的总体设计。对其进行仿真实验,实验结果表明,所提方法对于大规模电网数据安全分析具有较高的加速比,在帮助电力网络分析人员感知电力网络异常、发现恶意攻击等方面有较大的优势。     

基于时-频域混合特征的变电站通信网异常流量检测方法

准确快速检测智能变电站通信网络异常流量是发现系统异常、实现安全态势感知和主动防御的关键技术,对保证智能电网安全稳定运行有着重要意义。文中提出了基于时-频域混合特征的智能变电站通信网络异常流量检测新方法。首先,设计了基于分形自回归积分滑动平均(FARIMA)流量模型和小波包分析方法的流量频域特征提取方法,并结合电力信息流时域特征构建时-频域混合特征集。进而,采用人工蜂群优化的支持向量机算法进行异常流量辨识。最后,基于某110 kV变电站的站内实际网络流量和CIC DDoS2019数据集、KDD99数据集进行仿真,结果表明所提算法对网络异常流量识别有更低的误判率和漏检率。     

基于流量整形的舰船电力监控网络实时性优化

为满足基于以太网的舰船电力监控网络中各类数据流的实时性要求,考虑到实现难度和系统成本,应尽量在通信节点采用一般调度机制的前提下,在源节点通过对非实时数据流进行流量整形来优化舰船电力监控网络的实时性.从各类数据流的时延约束出发,反向利用网络演算理论,给出了满足实时性要求的源节点和交换机应采用的调度机制及流量整形参数的确定方法.满足了数据流的实时性要求,且充分利用了网络资源.以某舰船电站供电监控网络为例,探讨了不同时延约束条件下,监控网络中通信节点应采用的调度机制及非实时数据流的整形参数,实现了对舰船电力监控网络实时性的优化.     

基于自监督特征增强的 CNN-BiLSTM 网络入侵检测方法

针对网络入侵检测中攻击样本和流量特征不足的问题,提出一种基于自监督特征增强的 CNN-BiLSTM 网络入侵检测方 法,实现在流量数据中检测异常网络流量的目标。 通过分析流量特征数据分布差异,采用 IQR 异常值处理方法进行数据预处 理,使用自编码器对攻击样本进行数据增强,构建 CNN-BiLSTM 神经网络和自编码器组成半自监督模型,分别提取高维流量特 征和自监督特征,将组合特征作为最终特征输入到分类模型中进行预测分类,实现网络入侵检测。 实验结果表明,与其他入侵 检测方法相比,所提方法在准确率和 F1 分数上分别达到了 85. 7%和 85. 1%,能够有效提高网络入侵的检测精度以及对未知攻 击的检测能力。     

基于交替最小二乘法的时空张量填充算法

在网络系统中,无论采用何种流量测量系统,都无法避免数据的丢失。为解决网络流量数据的缺失问题,本文提出了一种基于交替最小二乘法的时空张量填充算法以恢复流量数据张量中的缺失值。本文提出的算法不仅利用了张量分解及其低维表示,还充分考虑了网络流量数据的时空相关性,进一步提高了数据恢复的准确性。本文使用Abilene数据集对算法进行测试,并与现有的填充方法进行对比。实验结果表明,本文提出的方法能够有效地减少流量数据恢复的误差,提升了数据恢复的精确度。     

基于FARIMA模型的智能变电站通信流量异常分析

随着输变电设备自动化、变电站智能化建设的快速发展,电网信息安全隐患日益凸显。精确可靠的变电站通信网络流量模型建模和异常检测方法已成为预防网络安全问题和识别网络攻击的重要手段。文中在对变电站站控层网络流量行为特性进行分析的基础上,采用分形自回归积分滑动平均(FARIMA)模型对网络流量构建了阈值模型。针对变电站典型的网络攻击模式和流量异常特征,基于运行状态评估算法对某实际变电站站控层流量数据进行分析,并计算典型网络异常概率,从而实现了变电站在网络攻击情形下的安全态势评价。     

智能变电站网络流量监测系统研究

文章从智能变电站站控层网络流量监测系统的需求出发,提出了一种检测智能变电站的网络流量监测系统解决方案。重点阐述了智能变电站站控层网络流量监测系统的总体结构设计、61850MMS数据报文的采集和流量数据统计等内容,该系统的实现可以有效地监控网络流量状况。     

基于时空特征自适应融合网络的流量分类方法

针对当前网络流量瞬时涌现导致网络安全事故骤增、网络管理负担加重等问题,基于深度学习技术提出了ResNet和一维Vision Transformer并行的网络结构对网络流量进行识别并分类。其中ResNet可以提取到流量数据在空间上深层次的特征,能够保证流量识别的准确率;一维Vision Transformer可以提取到更具代表性的时序特征。利用注意力机制将两种特征进行自适应融合得到更全面的特征表示,以提高网络识别流量的能力。在ISCX VPN-nonVPN数据集上进行实验表明：所提方法在流量的应用程序分类实验中的准确率达到了99.5%,相较于单独的ResNet和一维Vision Transformer以及经典的一维CNN和CNN+长短时记忆网络分别提高了0.9%、3.6%、6.6%和3.3%。在USTC-TFC 2016数据集上,所提方法在能够轻松识别流量是否为恶意流量的基础上,实现了对13种应用程序的分类,且平均分类准确率达到了98.92%,证明了其具有识别恶意流量并完成细粒度分类任务的能力。     

青海电力营销技术支持系统联网方案设计

营销系统的业务基础数据是电力营销技术支持系统重要的支撑资料,为了拓宽青海电力市场,增加售电量,青海电力营销技术支持系统在现有电力广域网无法覆盖所有营业所的情况下,采用多种技术实现县级供电公司和农村供电营业所的网络接入实现数据集中管理.文章对系统管理模式、网络现状等进行分析,提出了联网通道设计方案,根据方案采用了多种网络联网方式,实现了营销绝大多数营业网点的网络接入.     

考虑双侧特征的电力信息物理系统异常检测方法

电力信息物理系统的主动异常检测能够弥补传统以隔离为主的防御手段的不足,实现对突破安全边界的攻击行为的检测。针对仅依靠信息侧通信特征的传统检测方法存在的高误报率及漏报率,文章计及电力系统状态对通信网络流量的影响,从信息-物理联合角度提出一种异常流量检测方法。该方法先通过数据驱动的通信行为特征异常检测方法实现异常流量初筛,同时提取异常流量对应物理侧特征,通过一种基于双侧特征的异常溯源方法区分故障流和攻击流,从而实现对攻击行为的准确检测。基于电力信息物理联合仿真平台实验构造了实验数据集,验证了所提方法能够在保证较高的攻击检测准确率的同时大幅降低误报率。     

含微型同步相量测量的智能配电网信息集成方法

随着分布式电源、柔性负荷、电动汽车的大量接入,配电网呈现出潮流双向化、源荷智能化、网络电力电子化等新特征,为提高智能配电网的可观测性,微型同步相量测量装置等新技术产品得到逐步推广和使用,为智能配电网状态监测和运行控制提供了新方法和新手段。针对大规模分布式电源、柔性负荷、电动汽车接入智能配电网实际情况以及微型同步相量测量信息与已有SCADA数据集成应用需求,提出了多源端系统数据信息集成思路和方法,构建了基于海量数据总线和高速数据总线的硬件架构和软件架构方案,通过采用主动分布式内存库、高速数据总线等技术将微型同步相量量测高密度实时数据与已有自动化、信息化系统实现信息集成和融合共享,为智能配电网高频运行状态估计、小电流故障诊断与定位、动态特性优化协调控制等高级应用提供数据信息支撑。     

基于数据挖掘的计量装置在线监测与智能诊断系统的设计与实现

为加强对现场计量装置、采集设备和配电网运行监测的实时性,提高对用户用电行为异常分析的准确性,研制了一套计量装置在线监测和智能诊断系统,其利用数据挖掘工具,实现了对计量装置和采集设备的运行状态评估,并对用户违约用电窃电和计量装置故障进行了智能诊断。该系统采用SOA技术架构,由异常指标专家库、实时监测与智能诊断和WEB应用三部分组成,并已在安徽省电力公司试运行,对保障电网安全稳定运行、反窃电和降低计量偏差造成的舆情发挥重要作用。     

电能量采集与负荷管理系统在供电企业市场营销分析中的应用

描述了电能量采集与负荷管理系统在供电企业工作中的应用,阐述了该系统运用多线程并发技术、独立采集网技术方案、分布式多层架构设计等技术以及模块化设计思想,实现了对电能量遥测采集系统、负荷管理系统、配变监测计量系统、低压集抄系统的电能量数据进行采集、统计、分析和管理的各项功能,并具体应用到供电企业市场营销分析的实际工作中,为市场营销分析提供准确、实时、全面的数据支撑,进一步提高了供电企业市场营销分析的工作效率和质量,为实现供电企业的经济效益提供了有效的保证。     

省级电力调度数据网络的设计与实现

针对省级电力调度数据网络的特点，在分析业务种类、需求和流量的基础上，结合福建省电网的实际，提出了一套适合该省发展的电力调度数据网络设计方案。该方案经过近一年时间的建设，现已投入使用，效果良好。     

基于WLAN的电力监控网络智能化安全防护研究

为了保障电力监控网络的安全性,本文根据无线局域网在电力监控网络中的应用方向和存在的安全威胁,设计了基于WLAN的电力监控网络智能化安全防护方案,建立安全防护网络架构后,介绍了接入认证、漏洞扫描、入侵防御和智能分析等安全防护机制的工作原理。该安全防护方案实施后,能够进一步提高电力监控系统的机密性,增强用户和电力监控系统间的信息交互,实现电力监控网络的主动防御。     

通信电源监测预警系统

电力通信网不仅要传输电力生产管理信息,更要为电力生产提供保护通道。通信电源为通信设备和保护设备供电,其可靠性十分重要。文章提出了一种通信电源监测预警系统,分析了系统原理、架构、实现方式及其应用。该系统可以及时发现和排除电源的隐患,弥补现有通信电源监控系统的不足,对确保电力系统安全稳定运行具有重要的现实意义。     

一种基于物理层的光纤通信断链快速监测方法

文中根据光纤通信网络在智能变电站中的应用情况,分析了GOOSE网络链路状态监测现状及存在的问题,基于物理层的电气特性,通过对光接收功率的监测分析,提出了一种光纤通信断链快速监测方法,同时结合简易母线保护案例给出了链路异常闭锁方案。该方法可快速发现异常链路,及时给出预防措施闭锁相关保护,解决了光纤通信链路异常时保护闭锁慢的问题,提高了保护的可靠性。     

基于报文解析的变电站过程层网络信息流异常保护方法

为了提高智能变电站过程层网络的通信可靠性,给出一种基于信息流的过程层网络设备异常保护方法。基于过程层网络信息流的特性分析,研究了过程层网络信息流的异常状态形成机理以及特征量,并提出了信息流异常的保护策略。进一步,基于GOOSE、SV报文的解析以及信息流量的监控,给出过程层网络信息流异常保护的判据、逻辑和整定计算方法,实现了过程层网络信息流异常告警以及网络故障隔离,并启动备用装置对故障装置进行替换,实现了事故状态的恢复。在构建智能变电站网络通信系统保护监控体系方面进行了实质性的有效探索。     

基于GEN3-EMS平台的应用功能开发及其应用

分析了GEN3-EMS以及该系统数据服务接口(DSI)的特点,并以从SCADA/EMS实时库中读取线路潮流值为例,探讨了DSI的应用原理和调用步骤,包括资源初始化、请求执行和资源释放过程。基于GEN3-EMS平台开发了电网断面潮流在线监测系统,实现了断面运行方式规则库定义、线路运行状况和断面运行状况在线监测等功能。结合DSI调用特点对断面潮流监测流程进行了优化:将DSI的初始化过程和释放过程并入系统的启动和关闭过程中,而在系统监测定时器单元只执行DSI请求执行过程;采用参数值相等规则在DSI调用中只读取需要监测断面的线路遥测数据以减轻系统负荷;设置自动初始化和人工初始化功能以满足不同的需要。流程优化后,监测定时器设为2s,CPU资源占用率仅为0.3%,提高了系统运行的稳定性和可靠性。