主动配电网信息安全防护关键技术研究

摘要

近年来，智能电网和能源互联网的发展进入了新的阶段。从涵盖能源种类、负荷多样性、网络规模、示范效应和应用效果等方面来看，主动配电网作为智能电网的重要支撑，其信息数据的重要性愈加明显。主动配电网在实现“能源流和信息流”的高度智能融合之际，又具有源端不同类型互补、配用电网传输分配、储能装置与用户动态接入的特性。复杂的接入环境、灵活多样的接入方式，波动性强的分布式能源、数量庞大的接入终端使得主动配电网的结构比传统配电网更加复杂，能量流和信息流的交互更加频繁，相互依赖性更强。互动化使得信息网和电力网之间的融合更加紧密，信息网络的安全性直接影响到电力网络的安全性。
　　针对以上问题，本论文开展了主动配电网信息安全防护关键技术研究。首先，分析了主动配电网架构特征模型，结合现有的典型主动配电网安全防护应用模式阐述了主动配电网的可信防护环境模型;其次，针对嵌入式配电终端的应用场景设计了嵌入式可信配电终端，并针对主动配电网各层次间信息流交互及数据分析设计了基于IEC61850标准的主动配电网组网模型;再次，针对主动配电网的互补耦合和扁平化管理结构需求，结合主动配电网对于区域能源互联网的支撑作用，定义了基于多级能量-信息路由器和能量-信息交换机的地市级区域能源互联网系统模型，描述了该系统模型的基本架构、网络内部能量流和信息流的传输与分配特点，并通过复杂网络环境下的地市级区域能源互联网的安全需求，详细阐述了地市级区域能源互联网的安全模型，构建了基于可信2.0技术的地市级区域能源互联网安全可信纵深防护体系。最后，结合可信3.0技术的先进性，从能源节点入手，以可信计算为基本思想、自主可控为目标、安全免疫为特征，进一步优化调整了可信防护方案，对于主动配电网建设及其安全防护具有一定的工程应用及参考价值。

目录

声明

摘要

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外研究现状综述

1．2．1 主动配电网信息安全体系的研究现状

1．2．2 基于可信计算的信息安全研究现状

1．3 主要工作和内容安排

1．4 本章小结

第2章 主动配电网安全防护建模分析

2．1 主动配电网架构与特征分析

2．1．1 主动配电网架构研究

2．1．2 主动配电网特征模型分析

2．2 主动配电网信息安全特性与建模分析

2．2．1 主动配电网信息安全特征模型分析

2．2．2 典型主动配电网安全防护应用的归类统计分析

2．3 主动配电网的可信防护环境模型分析

2．3．2 可信计算技术在电力系统中的典型设计与应用分析

2．3．3 主动配电网的可信计算环境架构与模型

2．4 本章小结

第3章 嵌入式可信配电终端的设计与组网模型

3．1 基于可信2．0的嵌入式可信配电终端硬件设计

3．1．1 嵌入式可信配电终端逻辑架构

3．1．2 嵌入式可信配电终端硬件架构

3．2 嵌入式可信终端的软件环境

3．3 基于IEC61850标准的主动配电网组网模型

3．3．1 主动配电网基于IEC61850标准的通信网组网模型

3．3．2 主动配电网基于IEC61850标准的网络分析应用

3．4 本章小结

第4章 主动配电网支撑的区域能源互联网安全可信建模研究

4．1 主动配电网支撑的地市级区域能源互联网模型设计

4．1．1 主动配电网支撑的地市级区域能源互联网系统模型

4．1．2 主动配电网承担的区域能量流和信息流的传输与分配

4．1．3 地市级区域能源互联网安全需求建模分析

4．2 基于可信2．0的地市级区域能源互联网安全防护建模

4．2．1 地市级区域能源互联网安全模型

4．2．2 地市级区域能源互联网安全可信防护方案

4．3 主动配电网支撑的可信2．0区域能源互联网安全防护示例

4．3．1 能源节点的安全引导

4．3．2 能源节点数据的安全存储

4．3．3 “能源节点—路由交换设备—主站”上行数据的单节点传输

4．3．4 “能源节点—路由交换设备—主站”下行数据的多节点传输

4．3．5 地市级区域能源互联网安全可信纵深防御体系

4．4 本章小结

第5章 基于未来可信3．0的主动配电网信息安全防护方案优化调整

5．1 可信3．0的应用模式与优势分析

5．1．1 可信3．0应用模式分析

5．1．2 可信3．0应用优势分析

5．2 可信3．0模式下的主动配电网可信安全防护优化

5．2．1 能源节点可信框架的优化方案

5．2．2 三元三层可信连接架构

5．3 本章小结

6．1 本论文工作总结

6．2 进一步的研究工作

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢