电力通信网脆弱性分析白永庆

电力通信网脆弱性分析白永庆

白永庆

（国网内蒙古东部电力有限公司翁牛特旗供电分公司内蒙古赤峰市024500）

摘要：经济的持续发展，电力体系的工作开始使用信息通信系统和监测控制系统，以此来维护电网的安全。脆弱性指的是网络可靠性中的一种有效测度，它能够体现出不同电力通信系统失效后，电网功能下降的程度大小，能够指示出其中的缺陷，有利于网络规划和管理风险的工作。

关键词：电力；通信网；脆弱性；

电力通信系统的不断发展，为广域电力系统的可控性、可观性提供了强有力的技术保障。但是，由于误码、时延、中断等通信故障的发生极有可能导致电力系统出现非正常运行的问题，严重的还将产生连锁性故障。

一、电力通信网的安全风险

电力通信网的可靠性决定着电力系统的安全运行，而电力通信网的风险会给电力系统造成一定的损失。电力通信网的风险性因素主要来自于外界环境的攻击和威胁，以及电力通信网自身的脆弱性。脆弱性是电力通信网可靠性重要测度，在很大程度上决定着电力通信网的风险大小。电力通信网的脆弱性越强，其运行状态就无法保证安全和稳定。一直以来，在电力通信网的安全管理当中，将通信的安全放在首位。随着信息技术的快速发展，电力通信的开放程度有了显著的提升，电力通信的安全压力也随之增加保证。电力通信网的访问控制安全以及信息的机密性就变得十分重要。电力通信网在安全风险评估的过程当中，将网络脆弱性作为重要的检测内容，以更加准确的反映出电力通信网的实际运行状况。对电力通信网传输线路、设备、网管系统、电源系统以及电力二次防护当中可能存在的安全隐患，都可以通过电力通信网的脆弱性分析得出，并根据分析结果采取有效的措施，进而消除安全威胁。

二、电力通信网的脆弱性分析

电力通信网的脆弱性分析实际上就是对电力网络进行一次全身的检查，而对电力通信网的脆弱性分类与识别的过程就如同对电力通信网中的各种器官所做的检查，然后再通过对脆弱性严重程度的分析来进一步判断这些器官对身体重要程度。对于电力通信网而言，凡是能够引起系统损失的环节都是脆弱环节，凡是能够引发系统出现问题的点都是脆弱点，都是我们要研究、观察、分析、评估的对象。因此，对电力通信网的脆弱性进行分析的关键环节就是要确定脆弱点。

1.结构性脆弱。电力通信网络的脆弱性不仅与其运行的状态有关，还与网络结构有着密切联系。结构脆弱性主要是指网络拓扑的脆弱性，主要是考察网络拓扑结构的设计是否合理、是否可靠、是否先进、网络的边界连接是否安全等性能。电力通信网固有的属性就是其结构的特性，一旦确定了网络结构，外界的各种影响因素就无法从根本上改变这一网络的特性。在实际工作中，电力通信网的结构方式比较复杂，并未预先对网络拓扑结构进行规划，一般都是根据电网的需求而进行建设的。这也就使得电力通信网拓扑结构存在各种不合理的因素。因此，优化电力通信网的拓扑结构显得尤为重要。

2.物理脆弱性。所谓电力通信网的物理脆弱性主要是指网络的基础设施存在脆弱性问题。例如：网络终端设备中的光端机、SDH设备等、网管系统、通信网络中使用的电缆与光纤等媒介。我们如果站在实际电力通信网的运行角度来思考的话，人们最为关注的是在电力通信网运行中运行状态较差、已经逼近临界状态速度快、发生故障后会产生严重影响的元器件。这也是对电力通信网进行脆弱性分析的主要环节。在实际工作中，系统运行中情况最糟糕的元件并不一定会造成严重影响，而那些为电力通信网运行造成严重影响的元件又不一定是运行情况最差的。例如：对于光纤设备、SDH设备等，影响SDH设备的运行可靠性的因素有很多，如：主要器件本身出现的损耗、由于给予每个节点的重要等级不同，也就造成设备的配置不同。另外，网络节点的连接数不同，SDH设备的插卡设置也不同，并且很可能会引起可靠性的差别。为了保证这部分业务的传输安全性，在实际建设过程中，经常会采用1:1或者是1+1的形式予以保护，这样做在很大程度上提高了电力通信网的可靠性。

三、电力通信网脆弱性分析的有效策略与实施

电力通信网络的可靠性和安全性对电力系统的安全稳定运行有很大的影响。电力通信网络的安全运行将给电力系统的运行带来巨大损失。电力通信网络的安全运行风险主要来自外部环境，电力通信网络本身的脆弱性。电力通信网络的脆弱性越强，电力通信网络安全域的稳定性越大，反之亦然。近年来，随着电网系统的逐步开放，电力通信网络的安全使用逐渐增加，如何加强电力通信网络脆弱性分析下的现有条件；如何采取有效措施减少电力通信网络的脆弱性；如何消除安全威胁是电力公司必须认真考虑的问题。

1.確定电力通信网络脆弱性测量指标及其评估。根据电力通信网络的当前基本特点，有必要准确定位其指标的脆弱性。电力通信网络评估中存在许多漏洞，例如最短路径、程度、程度分布、集群系数、模块数量等，因此电力通信网络漏洞必须全面，详细分析。其中：聚类系数，节点度分布，聚类系数，节点数分布均为测量电力通信网络的重要指标。通过对这些参数的有效分析和保修，再加上电力通信网络结构的结构更加清晰的理解，然后根据对电力通信网络的脆弱性分析，计算性能函数的相应变化。在考虑业务连通性之后，更全面，更准确地分析了电力通信网络的脆弱性。

2.电力通信网络脆弱性仿真。这要求电力企业了解电力通信网络的基本特征，根据以前确定的电力通信网络漏洞测量指标，建立电力通信网络业务层漏洞模型，设计单元故障模型，脆弱性分析需求网络模型，并在不同的情况下对电力通信网络的脆弱性进行描述和分析。之后，可以根据网络仿真对电力通信网络的脆弱性进行分析。例如，您可以选择节点，线路，然后从电力通信网络传输节点或线路，以降低网络的性能。然后，根据网络性能的程度，选择节点的脆弱性最后，通过对系统的分析来识别故障，并最终找到有针对性的策略。此外，电力网络的脆弱性也可以模拟仿真分析，在故意攻击和随机攻击模式下，这些攻击节点将丢失，最终导致网络瓦解。实验表明，随机攻击和故意攻击比较，发现故意攻击电力通信网络的脆弱性使网络性能的影响更加明显。

四、电力通信新技术的发展趋势

1.加快光纤传输网的大力建设。我国在电力网络建设上存在着地区差异，东部发展比较快，而西北部发展稍微慢。并且在我国部分地区的电力通信系统中，光线传输网存在着纤芯容量不足、设备容量小的问题，因此应将新技术应用在加快光纤传输网的建设上。光纤传输网的建设需要花费大量的资金，应吸引更多的投资加入到电网改造中来，从而实现有点带面的工程建设。例如，在通信网的非话业务方面和网内IP技术等方面要加大开拓和推广力度，努力扩大电力通信网络的覆盖面，在各交换机制的组网工作中做好相关完善工作，把信息交换网络朝着高速高效率、安全性强、稳定性高的方向建设。

2.加快光纤通讯技术的大规模应用。由于光纤通信具有抗电磁干扰能力强、传输容量大、频带宽、传输衰耗小等诸多优点，它一问世便首先在电力部门得到应用并迅速发展。除普通光纤外，一些专用特种光纤也在电力通信中大量使用。在我国现行电网中，35KV以下的线路一般都采用三相电力系统传输，系统的电力通信则采用传统的方式进行。如果用OPPC替代三项中的一相，形成由两根导线和一根OPPC组合而成的三相电力系统，不需要另外架设通信线路就可以解决这类电网的自动化、调度、通信等问题，并可大大提高传输的质量和数量。

电力通信网的脆弱性分析，对智能电网的安全运行是十分必要的，有效促进电力通信网安全、稳定的发展。

参考文献：

[1]彭玉钧，何萍.电力通信网安全风险评估系统设计与实现.2016.

[2]孙京亮，陈慧敏.电力通信网电源风险评估系统的设计与实现.2017.