电力Cyber-Physical系统建模仿真研究综述

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1、第29卷第11期计算机仿真文章编号：1006—9348(2012)11—0059—05电力Cyber—Physical系统建模仿真研究综述徐义，司光亚，智韬(闲防大学信息作战与指挥训练教研部，北京100091)摘要：现代电力系统已发催成为具有典型Cyber—PhysicalSystems(CPS)特f

2、}!的复杂系统，对电力系统运行带来h大效益的同时，也而临着网络电磁攻击(CyberAttacks)的严峻挑战。同外部分知粥研究机构针对安全威胁丁f=腱J’系列rI仃成效的建模’-J03真研究将典型的研究成果分为面向安全评估、面向关联关系手

3、订面向实验分析的三犬类进行综述，fH在今后的发展趋势方面存在不足。通过综述可以借鉴国外经验．提升刈电力系统建设的研究水平．也有助于进一步强化对现代电力系统安金性的认识。关键词：电力系统：建模仿真；网电安全；关联关系中图分类号：TM743文献标识码：AOverviewofModellingandSimulationofElectricPowerCybe卜PhysicalSystemsXUYi，SIGuang-ya，ZHITao(TheDepartmentofInformationOperation&CommandTrainingofNDU

4、，Beijing100091，China)ABSTRACT：ThenlodernelectricpowersystemhasbecometypicalCyber—PhysicalSystems(CPS)．AIthoughitproducesbigprofits，italsobringsaboutgreatsecuritychallengescausedbythecyberattacks．Duet()thenewsec,uri—tythreats，somefamousforeigninstitutionshavecompletedmany

5、researchesotmodelingant]sinndation，Theirworkshavebeenconsideredasthreekindsinthispaper，whichareilsedforsecurityassessment，interrlependenceanalysisandexperimentalanalysis．Thesignificationsandtemporary．insufficieneiesoftheseworkswerecomparativelyana—lyzed．Andthedevelopment

6、trendsoftheseresearcheswerealsodiscussed．Itisthenecessaryfoundationofourre—searchesinthisarea．AnditalsocanmakeUStounderstandtheimportant‘eofthemodernelectricpowersystemsecu—ritymoredeeply．KEYWORDS：Electricpowersystem；Modellingandsimulation；Cybersecurity；Intm’dependencel引

7、言电力系统是现代社会最为基础，也是最重要的关键基础设施。随着电力系统的不断发展和完善，为了对分布于辽阔地域的现代电力系统实施高效率的监控和管理，传统的电力设施中被嵌入了大量计算机、通信和控制等信息化设备，形成了电力的监控系统及其网络⋯。如今，这类由紧密耦合且相互协调配合的信息域系统和物理域系统所组成的复杂大系统，被称为Cyber—Physical系统(CPS)2-4]。它广泛地存在于分布式的工业系统和大型基础设施之中，从而实现了对其统一的、协调的和远程的监控与管理，极大地改变了人类的生产生活方式，并展现出蓬勃的发展潜力。但是，由于信息技

8、术的开放性和难以避免的系统漏洞，基金项目：围家自然科学基金(61174035)收稿日期：2011—12-22修回日期：2012—02—24以及CPS中信息域系统与物理域系统之问错综复杂的关联关系，又给各类CPS带来。r新的安全隐患。尤其是针对监控系统的各种网电攻击，已对具有CPS特征的电力等曰家关键基础设施构成了严峻的威胁㈦’6。2000年，美国某发电厂的监控系统收到不明来源的网络攻击，导致发电机组在7秒内损失了900MW的负荷“；2003年1月，一种名为“监狱”的蠕虫病毒关闭了俄亥俄州“戴维斯一贝斯”核电站中计算机控制的安全监视系统，

9、险些造成不可挽回的后果；同年8月，另一种蠕虫病毒感染了美国CSX铁路公司的通信系统，使供电和控制系统受到了影响，从而导致所有客货列车停运长达半天之久哺o。这种大范围断电会严重影响正常的社会秩序，造成臣大的经