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3.3 智能配用电中的CPS安全性分析
智能配用电的一个重要基础,是通过新的计算、通信和传感技术,实现信息系统和电网中一二次设备之间紧密的融合协作。物理配电网与信息系统高度融合,不仅仅是在物理系统的基础上提升信息化程度,而应当在改进电网物理结构和提升信息化程度之间取得平衡。计及信息与物理交互影响的系统安全性分析方法具有重要的价值和意义。
在信息安全对物理系统安全的影响,以及如何提高CPS对风险威胁和恶意攻击的防御水平方面,当前已有较多研究。文献[43]针对电网CPS中信息系统主要的监视与控制两类功能,建立功能失效模型,提出考虑信息—电力作用的电网信息物理系统可靠性评估方法。文献[44]针对配电网,提出一种考虑多代理供电恢复系统通信失效的配电网CPS风险评估方法。文献[45]提出了一种旨在量化信息系统元件故障和信道质量对微电网运行可靠性影响的分析方法。但是,目前的研究基于多种建模理论,多数是在成熟的电力系统分析方法考虑信息通信因素,针对配用电实际应用的分析还比较缺乏,最主要的挑战来自于CPS模型本身的成熟性;同时,随着分布式电源和储能技术的不断发展,越来越多的具有感知、通信、处理能力的智能设备部署在配用电环节,智能设备和开放式通信协议的应用带来了更多的潜在安全威胁,如何提出一套成熟的规范,适应配用电大规模应用还需进一步研究。
4 结语
智能配用电中存在众多因素的不确定性、不同装置动态响应的多时间尺度性、“源网荷储”互动特性等,都对配用电的分析、运行、管理水平提出了更高的要求。信息通信技术的不断创新将对智能配用电的发展形成有力推动,也为智能配用电的推广提供巨大机遇。尤其是随着信息化水平的提高以及与用户侧交互程度的加深,“云大物移”新技术的深化应用是优化运行、优质服务的重要技术基础,通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环实现深度融合和实时交互,逐步形成信息物理系统。
本文概括介绍了智能配用电中信息物理系统的研究进展,分析了相关的关键技术,对未来可能构建在“云大物移”新技术之上的CPS应用作了前瞻性的讨论,并分析其中存在的挑战。当前,CPS已经成为多学科交叉研究热点,本文所提出的应用场景可作为工程和研究人员的技术参考。电网CPS理论与实践的突破将促进智能配用电以及能源互联网的应用与发展。
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