解析电力信息物理融合系统环境中的网络攻击

2019年6月解析电力信息物理融合系统环境中的网络攻击李建锦，王琼，尚文博（国网甘肃省电力公司营销部，甘肃省兰州市730030）

【摘要】电力信息物理融合系统借助复杂的通信网络，和现代的电力系统构成了一个实时感知与信息服务一体的多维度的复杂系统。但是由于信息流交互的复杂和多样化使得电网常常面对需要面对一些问题。在电力系统物理融合环境中网络攻击常常对电力安全造成危害。近些年来，网络攻击频发，网络攻击很严重的影响了电网运行的稳定性，目前我国在对电力信息物理融合环境中的网络攻击还处于初级阶段。本文主要对电力信息物理融合系统环境的概述进行介绍，对电力信息物理融合系统的背景进行阐述，电力信息物理融合系统环境网络攻击的内涵，对国内的电力信息物理融合系统网络攻击的现状进行分析。

【关键词】信息物理系统；网络攻击；信息安全

【中图分类号】TM73【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2019）06-0214-02

1引言

电力信息物理融合系统环境利用计算机技术,通信网络,以及物理环境所形成的一种集实时感知,信息服务融合的多维复杂结构。近些年来智能电网不断的发展,我国的电网自动化水平不断的提高,能源互联网的不断发展造成许多的外部信息对电力系统造成影响,电力系统的信息网络不断的复杂,现代的电力系统已经不再是传统意义上的电力网络,在传统的电力网络系统在现代信息网络技术的配合下,逐渐演变成信息物理融合系统。由于现代信息系统对其的改变,导致网络安全对于电力系统的重要性越来越重要。近些年来,对电力系统的攻击具有一下特点,隐蔽性强,许多针对电力系统网络的网络攻击难以被发现,潜伏期长等特点,针对电力信息物理融合系统会对电网运行的稳定性造成巨大的影响。

2电力信息物理融合系统环境的概述电力信息物理融合系统环境简称为CPS,电力信息物理融合系统环境是一种充分综合物理网络和计算机信息网络的系统,通过计算机系统和物理设备的相互配合来实现电力系统以最优的效率进行工作。电力信息物理融合系统环境主要由多元电力网络、多元信息网络、电力CPS网络三部分组成。多元电力网络内含多种电力设施,是由电力系统的物理系统构成的,多元电力网络的主要作用是对电网调度进行控制,协助电网系统使增强电网系统运行的平稳度和安全性,协助多元电力网络运行最优化。多元信息网络则是借助网络设备来进行工作的。多元网络系统通过各种传感器获取系统运行信息,多元信息网络通过各种传感器将所获取的信息传给集中控制中心。电力CPS网络是综合上面两者的一个网络概念,电力GPS系统含有众多的节点,每一个节点都可以和多元电力网络和多元信息网络进行交流。

3电力信息融合系统的背景

近些年来电力信息物理融合系统是智能电网领域发展的趋势,随着我国电网规模的不断发展,电力负荷不断提高,电力网络与计算机网络的联系不断提升,随着电力网络和计算机的联系不断密切,网络安全越来越成为电力网络企业要考虑的问题。我国针对电力系统网络安全问题提出了三道防线的电力系统安全网络体系,在此体系中充分考虑了各种电力网络出现故障的处理方式,在处理电力系统网络的安全性较高,但是我国的电力网络架构并不是密不透风的,某些攻击者依旧可以使用注入虚假信息的方式来对电力系统进行网络攻击,从而引发对电力系统运行的问题,对电力系统运行的平稳度造成影响。4针对电力信息物理融合系统的网络攻击的特点

4.1针对电力信息物理融合系统攻击的保密性

信息获取的权限在电力系统中有这严格的规定,某些不法分子为了获取更大的系统权限就会针对电力信息物理融合系统进行攻击都会被检测并阻止,保密性被破坏会造成电网信息的泄露造成不可弥补的损失,所以在电力信息物理融合系统中应该防止电网信息被非法分子利用。

4.2电力信息物理融合系统攻击的完整性特点

在电力信息物理融合系统中应该严格的保证信息的完整性,并且在保证完整性的同时要保证数据信息的准确性和一致性,在未经允许的情况下外界对电网系统的信息的修改都应被阻止,外部的未授权的组织不可以对电力系统都不得对数据信息进行传输或修改,若是电力系统中的数据被外部未授权的组织修改则会大大影响数据的完整性,数据的完整性被破坏会影响电力管理中决策的失误。

4.3电力信息物理融合系统系统攻击的可用性特点

电网系统中的任何信息都可以被合法的授权方安全的访问。若是电网系统中发生网络攻击等突发事件,电网的控制中心依旧可以获取需要的数据,但是在网络攻击中一旦数据的可用性受到破坏,电网的控制中心就不能及时的获取数据,造成数据传输的中断,这种情况会对电网造成很大的损害,影响电网系统的电力传输。

5我国的电力信息物理融合系统网络攻击研究现状

随着我国电力信息物理融合系统的进一步发展,电力的信息化的进行,我国十分重视针对电力信息物理融合系统的网络攻击,并提出了没有网络完全就没有国家安全的口号,从我国的电力系统架构来看,我国的电力信息系统和欧美等国家的电网系统进行比较,我国的电力系统的稳定性要强于欧美国家的电力系统,但是电力系统的安全指数的可靠性很大程度上要依靠我国的电力设备的可靠性,电力物理设备才是国家电网系统安全的基础,若是电力物理设备受到人为的损害那么电力系统的安全就成了一句空话。针对电力信息物理融合系统的网络攻击现象,我国的研究已经持续很长时间,我国的许多学者已经对此进行了比较全面的研究。电力信息物理融合系统是一个电力系统和信息系统全面结合的多维度异构系统,对电力信息物理融合系统安全性的分析不能按照传统的方式进行,需要我国的电力企业研究出新的电力信息安

电力讯息214

2019年6月

全分析平台,该平台需要能对针对电力信息物理融合系统的

网络攻击进行准确的判断,并对此类情况进行准确的仿真,预估该网络攻击对电力企业所造成的损失,此信息安全分析平台需要能够准确的模拟电力信息物理融合系统受到网络攻击的相应,减少网络攻击对电力系统造成的损害。

6针对电力信息物理融合系统的网络攻击类型针对电力信息物理融合系统的网络攻击主要有以下几种类型:①破坏通讯可用行的网络攻击,这类攻击主要是用来阻碍通信来造成电力传输和电力通信传输的中断,使电网系统中的某些数据不可用,这类攻击主要是因为协议的脆弱性。②以破坏数据完整性为主的网络攻击,这类针对电力信息物理融合系统的网络攻击主要是通过错误数据检测机构存在的漏洞对电力信息物理融合系统进行网络攻击,非法人员通过对系统输入错误的数据来对来对系统状态评估进行操纵,进而因其电网的错误动作,非法入侵者可以通过攻击电网的重要程序模块进行网络攻击。以破坏信息保密性为主的网络攻击,非

法入侵者通过某种方式来对电力系统中的保密数据进行访问。7结语

中国现阶段对于电力信息物理融合系统还处于最基本的起步阶段,但是随着全球能源互联网战略的建设,电网安全已经上升到国家安全的层面,电力信息物理融合系统的不断发展也是我国的电网受到更多来自外界安全的威胁,处理针对电力信息物理融合系统的主要解决方案是就是建立仿真平台,在电力信息物理融合系统受到外界网络攻击时进行仿真,这将是今后解决我国针对电力信息物理融合系统网络攻击的主要方式。

参考文献

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收稿日期：2019-4-5

预制装配式沉底电缆沟研究应用

何丰怡（广东南海电力设计院工程有限公司，广东佛山528200）

【摘要】随着装配式技术的发展与完善，越来越多的建构筑采用装配式技术体系，绿色环保、高质量的同时，还大大缩短了施工周期。预制装配式沉底电缆沟研究应用，将过去分散的、低水平、低效率的粗放型现场施工，代之以高效率、高品质、低能耗、低污染的工厂化制造。相对于传统电缆沟，装配式电缆沟具有良好的经济性。

【关键词】预制；装配式；电缆沟；研究应用

【中图分类号】TM757.3【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2019）06-0215-02

1研究背景和现状分析

大力发展装配式建构筑已经成为我国国策,现在已经迎

来装配式建构筑发展历史最新高度。我国大力推进装配式发

展,是创新、协调、绿色、开放、共享理念指导下实现建构筑业

绿色发展,是对世界负责、对历史负责、对子孙负责的重要实践。目前,发展装配式建筑由国家强力推动、地方政府积极跟进、社会积极响应,形势前所未有。为贯彻建设绿色电网方针,不断实现模板的标准化和重复使用,本文开展预制装配式沉底电缆沟应用研究。

电缆沟是敷设电缆的地下专用通道。现在电力电缆沟基本上是采用传统的砖砌或钢筋混凝土沟壁,现场浇制。这种传统做法在施工存在以下缺点:

(1)工期长,人力成本高;

(2)砖砌沟壁抗侧压差出现通长断裂纹;

(3)金属构件易被腐蚀。

传统砖砌电缆沟砖砌水泥砂浆和混凝土需要等28d的龄期才能达到设计要求的使用强度要求。但受环境和工期的影响,一般电缆沟的实际施工往往在构件未达到设计强度即开展下一道工序,因此在施工中会出现以下现象:混凝土和水泥砂浆未达到28d的凝固期要求,侧壁强度不够,造成沟壁砌体和基础之间出现破坏裂缝,严重的能造成沟壁坍塌。表1为以十二线电缆沟的相关计算数据。2设计方案

预制装配式十二线沉底电缆沟(行人)方案设计,电缆沟单体组成,厂家预制,每个单体的断面为“U”字形沟体。预制电缆沟每段长0.8m,“U”字形沟体尺寸为1430×1120,壁厚120mm,结构优化为双层配置钢筋网,自重为约1t。尺寸可匹配于现有市场上可供应的预制电缆沟盖板。沟体安装在100mm厚。石粉找平垫层上,电缆沟单体间预留5mm缝隙,采用防水砂浆勾缝,见图1、图2。

组合式电缆支架的安装是在电缆沟墙体施工完成后进行,每套组合式电缆支架是由一根玻璃钢立槽、几根玻璃钢电缆支架及玻璃钢销子组成,出厂前玻璃钢立槽按相应型号的电缆支架及电缆支架的间距打孔,立槽背面打上与墙体固定的孔。安装时首先按设计间距固定玻璃钢立槽,一般用ϕ12膨胀螺栓与墙体固定,立槽安装完成与电缆支架用玻璃钢销子固定,可重复使用,见图3。

预制十二线电缆沟工作井、十二线中间头井圈梁,结构优化为双层钢筋网,安装位置可调,尺寸可匹配于现有市场上可类型

要求抵抗水平力

(kN·m)

达到凝固期构件的水

平抗力(kN·m)/结果

2d时构件的水平抗

力(kN·m)/结果砖砌电缆沟 2.4(行车) 4.8(行车)/满足 1.1(行车)/不满足混凝土电缆沟 2.4(行车)50.8行车)/满足10.67(行车)/满足

表1工期紧时袁容易导致侧壁抗力不足

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