网络攻击对电力系统可靠性的影响及后果评价

摘要

随着信息技术的发展，电力系统逐渐成为融合电力与信息网络的复杂大系统。数据采集与监控系统(SCADA)作为电力系统的重要信息系统，在加强电力系统可观测性和可控性的同时，也是网络攻击的高价值目标，可能造成电力系统安全隐患和经济损失。
　　由于信息系统和电力系统本身的复杂性，攻击者能力、攻击者意图的不同等原因，都使网络攻击对电力系统可靠性的影响和后果评价成为一个难点问题，理论基础和系统模型有待进一步完善。
　　本文在现有网络攻击建模方法和电力系统可靠性评估方法的基础上，建立网络攻击和电力系统可靠性综合模型。首先分析了SCADA架构及其存在的漏洞，总结了面向SCADA的网络攻击分类;其次本文采用基于模糊层次分析法的攻击树模型模拟网络攻击过程，得到各攻击路径的成功概率;另外，本文在网络攻击影响电力系统可靠性机理分析的基础上，分别建立了考虑直接作用类型网络攻击的电力系统可靠性模型和间接作用类型网络攻击的电力系统可靠性模型:前者建立断路器修正后的强迫停运率模型，利用非序贯蒙特卡洛模拟的方法计算电力系统的可靠性指标，后者建立考虑节点可控性的最小停电功率计算模型，结合节点攻击成功概率计算电力系统的可靠性指标;最后，以IEEE-RTS79系统和IEEE-9节点系统为算例，分别量化断路器无故障跳闸攻击和分布式拒绝服务攻击对电力系统可靠性的影响，验证了本文方法的可行性和有效性。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．2．1 网络攻击建模研究现状

1．2．2 传统电力系统可靠性评估研究现状

1．2．3 考虑网络攻击的电力系统可靠性评估研究难点和现状

1．3 本文的主要工作

第二章 面向SCADA的网络攻击分析

2．1 引言

2．2．1 SCADA架构演化

2．2．2 SCADA基本业务

2．2．3 SCADA安全漏洞

2．2．4 安全防御措施

2．3 面向SOADA的网络攻击

2．3．1 网络攻击定义

2．3．2 网络攻击实例

2．3．3　面向SCADA的网络攻击分类

2．4 两种作用类型的网络攻击案例

2．4．1 断路器无故障跳闸攻击分析

2．4．2 基于TCP SYN的分布式拒绝服务攻击分析

2．5 本章小结

第三章 考虑网络攻击的电力系统可靠性评估

3．2．1 理论基础

3．2．2 基于模糊层次分析法的攻击树模型

3．3 网络攻击对电力系统可靠性的影响评估

3．3．1 直接作用类型

3．3．2 间接作用类型

3．4 本章小结

第四章 算例分析

4．1 引言

4．2 断路器无故障跳闸攻击

4．2．1 各攻击路径的攻击成功概率

4．2．2 网络攻击下修正后的强迫停运率

4．2．3 电力系统可靠性指标

4．3 基于TCP SYN的分布式拒绝服务攻击

4．3．1 各攻击路径下的攻击成功概率

4．3．2 分布式拒绝服务攻击对电力系统可靠性的影响

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 本文工作总结

5．2 后续工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况