电力通信网的网络安全研究

电力通信网的网络安全研究

吕华良

（广东电网有限责任公司佛山供电局广东佛山528500）

摘要：在整个电力系统中，电力通信网起着十分重要的作用。电力通信网除可以确保电力系统稳定、安全地运行外，还可以满足发展日益剧烈的市场化需求。然而电网通信网的特殊性，容易受到病毒入侵，为了保证电网的安全，本文提出一种基于网络入侵时频特征检测的智能电网通信网络安全设计模型。简要分析了模型的设计思路，望在国家电力通信网领域起到一定的借鉴作用。

关键词：电网；通信网；网络安全

引言

近年来，伴随着电力系统发展和电网构架规模的扩大，电网规模和电网中传输的信息规模不断扩大，电网信息包含了大量的变电、输电、配电信息，电网的功能是通过构建大型的网络结构模型，实现对电网信息管理和调度，实现输送与分配电能的目的，满足用电客户需求。随着电网规模的用电负荷的增大，需要采用云计算环境下的通信网络进行电网组网设计，提高电网输出的负载能力和分配调度的均衡能力，但是由于云计算环境的开放性和网络的自组网特性，使得电网在通信网络的云计算环境中容易受到网络病毒的入侵和攻击，导致电网信息中断和电网系统崩溃，因此研究智能电网通信网络安全对保障电网用户的安全用电具有必要性，相关的网络安全研究受到人们的极大重视。

对云计算环境下的电网通信网络安全设计主要有被动的防火墙防御设计和主动入侵检测设计两大类型，由于防火墙拦截的提前介入能力较为欠缺，且抗信息干扰能力不强，本文重点分析的是主动检测设计方法，该类方法的本质是通过检测电网传输数据信息的异常特征，实现入侵信息检测，采用信号检测方法进行网络电网通信网络入侵检测。

1电网传输信号分析

1.1电网通信网络信息传输模型

为了实现对云计算环境下的电网通信网络入侵检测和安全模型构建，需要首先进行电网通信网络信息传输模型分析，在限定电网的输出负荷总量下，电网通信网络的信息传输分布在一个窗口长度为T的时间段内，电网传输的频次出现m次，通过自适应加窗处理，当电网通信的传输带宽超出T，从t0开始的时间，以Td为单位，进行电网通信网络的信息传输调度。将电网通信传输信道的时间轴划分成相邻但不重合的时间窗口Wi，得到电网通信网络信息传输模型示意图如图1所示。

图2病毒入侵下的电网通信信道的数据采样时域波形

为了测试在实现云计算环境下的智能电网通信网络安全建模中的应用性能，进行仿真实验分析。采用Simu-link平台模拟云计算环境下的智能电网通信网络平台，自适应匹配滤波器的参数设定为：f1=0.3，f2=0.05，电网入侵的载波频率为12kHz，网络波动入侵持续时间为12s，入侵数据来自于Web网络中的KDDCup2015病毒数据库，通信网络传输的信道模型分为信道模型1和信道模型2，仿真实验设定为24s，根据上述仿真参量和平台设定，进行智能电网通信入侵检测，对受到病毒数据入侵的前提下，对整个通信网络的传输数据进行采样，得到采集结果如图2所示。

图2病毒入侵下的电网通信信道的数据采样时域波形图2中的数据波形包括了入侵信息，入侵信息隐藏在整个传输信息流中，难以有效甄别和检测，采用本文方法进行检测，采用时频特征检测方法，通过匹配滤波检测器进行入侵信号识别，得到检测结果如图3所示。

图4通信网络的误码率分析

4结语

为了保证电力通信网络的安全，提高智能电网的网络安全防护能力，本文简要阐述了一种基于网络入侵时频特征检测的智能电网通信网络安全设计模型。在云计算环境下的智能电网通信传输信道中进行电网传输信号分析，提取电网输出信号的时频特征，采用自适应匹配滤波检测方法进行能电网通信网络入侵信息检测，实现网络安全模型优化设计。采用本文方法进行云计算环境下的智能电网通信网络入侵检测，准确检测拦截概率较高，抗干扰能力较强，具有较好的网络安全防护能力，保障了电网的安全可靠运行，在电网安全建设中具有较广的应用前景。

参考文献：

[1]周涛.基于改进神经网络的电力系统中长期负荷预测研究[J].电气应用，2013，32（4）：26-29.

[2]张人上.基于专家系统和神经网络的网络入侵检测系统[J].计算机仿真，2012，29（9）：162-165.

[3]章武媚，陈庆章.引入偏移量递阶控制的网络入侵HHT检测算法[J].计算机科学，2014，41（12）：107-111.

[4]顾健，艾勇，单欣，等.线性扩张状态观测器的改进及在空间光通信粗跟踪的应用[J].红外与激光工程，2016，45（3）：322002-0322002（8）.

作者简介：

吕华良（1987—），男，工程师，硕士，从事电力通信建设与管理工作。