電力通信相依網絡脆弱性與保護策略研究

于克衍 劉松倫

摘要：電網在朝著智能化的方向不斷發展，從傳統的電網模式向電力網與通信網深度耦合的一體化結構過渡，但于此同時，相互耦合的關系也不斷加大了一體化結構的脆弱性。例如，2003年的意大利停電事故就是由于電網中的一個站點的無效，再加之信息獲取能力不足，導致很多電力節點與信息節點的失效，最終調度無法對整個電力系統進行很好的調控，從而引發了更大規模的電網故障。因此研究智能電網中的通信網與電網相互依存關系，分析整體的脆弱性具有重要意義。

關鍵詞：電力通信;網絡脆弱性;保護策略

1電力大數據的特點

在電力通信網絡中，電力大數據是其中尤為關鍵的技術形式，也歸屬于大數據集合中的分支結構，存在于內部與外部兩種形式當中。在內部的運用中，是通過登記電力設備和系統的工作情況中的所有信息，然后經過數據剖析得到所要的結果。大數據的信息反饋結果客觀性與可靠性更強，可以全方位增強數據的反饋可信度，有益于數據處理水平的提高，為決策工作創造有價值的參考依據，確保電力系統運轉的平穩性與高效性。

電力大數據的特征：（1）數據等同于能量。通常情況下，電力通信網絡運轉階段，不穩定性相關問題不可避免，著眼于電力大數據，可以準確探究電力通信網絡中所含有的風險隱患，便于對其中的問題進行有效把控，運用具有針對性的處理策略來推動電力通信網絡總體運行的平穩性，不斷強化通信網絡運行效力。（2）數據交互性是大力大數據中的核心特征。在運行時，數據較強的交互能力，可以從多個層面突顯大數據的效力與作用，而且也可以不斷增強信息傳送能力，擴大數據應用范圍，創新應用形式，以此來增強數據的應用效果，保護數據的安全性、數據的共性。當電力通信工作開展期間，其中重要的載體就是用戶。需要根據用戶的主要需求，加強用戶方面的管控工作，以良好服務為準則，才能對用戶量以及用戶群的擴大創造基礎，助力電力通信網絡運行品質，促進電力行業的健康開展。

2電力信息相依網絡脆弱性分析

脆弱性表征了一個網絡被分裂的可能性，識別網絡中的脆弱節點，并對這些節點加以保護是復雜網絡學習的一個重要方面。電力通信相依網絡，在被攻擊后，依照級聯失效原理與最大連通子集指標，來研究電力通信相依網絡的脆弱性。

2.1基本概念

1）節點度：電力網或通信網中某個節點的度即為與該節點相連的邊的數目。

2）節點介數：電力網或通信網中經過某個節點的最短路徑的數目占網絡中所有最短路徑數的比例。介數可以用來衡量某個節點在網絡中的重要程度，節點介數越大，越重要。

3）電氣介數計算：識別電力網中的關鍵節點。

2.2級聯失效模型

左側為電力網，右側網絡為信息網（通信網），電力網與通信網相互依存，電力網中的節點唯一對應通信網中的節點，反之亦然。當電力網中的節點5受到攻擊時，節點5消失，與節點5相連的連邊消失（包括相依邊），此時電力網分裂為3個部分，由于節點4和6不在電力網最大聯通子圖中，因此節點4和6消失，節點4和6消失導致與之對應的相依節點及其連邊消失，此時信息網（通信網）分裂為3個部分3′不在信息網最大連通子圖中，因此節點3′消失，與之相依的節點消失，剩余部分為相依網絡在遭受攻擊后的最大連通子圖，最終，相依網絡達到穩定。

2.3脆弱性評估

2.3.1攻擊模式

文中在研究電力通信相依網絡脆弱性中考慮了以下幾種攻擊模式：1）關鍵節點攻擊方式（criticalnodesattackstrategy，CNAS）：基于電氣介數識別網絡中的關鍵節點，并對其進行攻擊。2）攻擊高度數節點方式（degreeattackstrategy，DAS）：得出網絡中各節點度數并進行降序排列，然后按順序移除一定比例高度數節點。3）攻擊高介數節點方式（betweennessattackstrategy，BAS）：調用指令得出網絡中各個節點的介數并進行降序排列，然后按序移除一部分高介數節點。

2.3.2電力通信脆弱性分析

本節基于相依網絡級聯失效模型，從網絡最大連通子集的角度出發，對電力通信相依網絡進行脆弱性評估。

3電力通信網與大數據信息化的融合

3.1電力通信維護工作量的分配

在電力運行分析和電力通信網絡維護階段，與大數據信息技術的融合可以提高網絡數據在實際運行中的準確性。應根據維護工作的最佳配置和設備在使用過程中的狀態，選擇最佳的維護方法。由于不同地區對電力通信網絡的要求不同，需要合理安排維護頻率和工作計劃，利用大數據信息技術有序推進電力通信網絡的維護，充分發揮大數據信息技術的優勢。

3.2創建故障導航系統

電力通信網在運行過程中，故障問題的發生不僅會造成能量損失，還會給人們的生活帶來一些麻煩，安全性難以保證。要想減少故障問題發生的可能性，就必須對存在的問題進行合理化處理，確保整個電力通信網絡能夠保持穩定狀態。因此，建立故障導航系統具有十分重要的意義。借助大數據信息技術，我們可以準確確定故障位置，智能探索故障原因，通過數據反饋得出結論，提高故障問題解決速度。信息水平的提高，結合預設的故障定位程序，為工作人員提供了方便的工作條件，降低了系統維護的復雜性和難度，使處理過程更加高效、簡單。同時，大數據信息技術還可以對系統進行動態調整和更新，隨時優化系統的多種性能，推動電力通信網絡向信息化方向發展。從網絡運維的角度來看，優化信息內容，保證信息的客觀性，可以有效提高網絡系統自身的安全防控水平。

3.3數據庫安全保護系統

大數據信息技術有很多優勢。如果能夠完全控制其應用形式，并將其應用到電力通信網絡中，就可以顯著競爭數據庫的安全系數，提高數據的整體安全防護水平。在當今時代，信息技術的高速進步、電力工業的不斷進步、電力通信網運行水平的不斷提高、電力通信網數據的日益豐富是保證電力通信網有效性的主要途徑。為了使數據庫安全防護體系更加完善，必須采用更加有效的策略。例如，利用數據防火墻技術，通過強大的網絡監管系統，可以及時發現存在的問題，為提高安全有效性打下基礎。在電力通信網運行過程中，用戶數量的不斷增加會帶來輸入隱患。本質上是加強安全防控，提高信息安全防護意識，借助訪問控制技術監控訪問異常的發生，消除安全風險，防止數據丟失或數據泄漏。同時，創建數據庫安全防護系統還可以隨時對數據進行全面備份，充分利用備份管控系統。

3.4大數據信息化與電力通信網絡應用

（1）信息安全意識的培養。電力企業應當規定對全體員工進行信息安全知識培訓的周期。使員工正視個人工作態度，養成良好的日常習慣，嚴格執行企業各項安全管理規定，增強風險防控意識，規范工作行為，做好系統維護工作，重要文件應隨時備份，提高全體員工的信息安全意識。（2）該技術框架是根據應用需求進行的。電力通信體系結構的科學構建是保證電力通信網順利運行的基本前提。通過大數據平臺，我們可以對獲取的大量數據進行整合和處理，根據不同的指標進行有針對性的分析，形成大數據處理平臺。

結論

電力通信網絡屬于實體性網絡，是電力運營管控工作的核心內容。所以，企業相關管理人員應當重視大數據信息化技術在電力通信網絡中的應用，豐富應用形式，拓寬應用范圍，通過科學的方式達到期望的應用成效，提升信息處理速率，實現電力企業運營目標。

參考文獻

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