[发明专利]一种智能变电站自动化系统的安全风险评估方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统安全风险评估技术领域，具体涉及一种智能变电站自动化系统的安全风险评估方法。

背景技术

变电站是电力系统重要组成部分，变电站自动化系统是通过计算机网络和通信技术实现变电站运行管理自动化的系统，主要用于变电站的监视、控制及保护。IEC 61850标准是当前变电站自动化领域唯一的国际标准，基于IEC 61850标准建设的智能变电站自动化系统是今后变电站自动化系统发展方向。由于集成化、自动化程度更高，智能变电站自动化系统可靠性和安全性一直受到普遍关注，以往事故统计表明，智能变电站自动化系统运行中受到来自设备、信息等诸多因素影响：如RTU(远程终端控制单元)装置受到电磁干扰、温度骤变和灰尘污秽等影响，增加了量测不确定性，也减少了设备寿命；通信设施老化、遭破坏等造成信道阻断、信息遭窃取；电力软件存在漏洞造成拒绝服务、远程控制、非法入侵等；通信协议更加开放、功能自由分布等新特点带来的安全隐患。

目前针对智能变电站自动化系统安全风险评估的方法尚较缺乏，与变电站自动化系统的风险评估相关的研究已有一些，但主要从设备和系统可靠性、信息安全防护设计和威胁因素分析等方面着手。徐志超和徐天奇在标题为数字化变电站系统可靠性评估与分析(电力系统自动化，2012，36(5)：67-71.)以及数字化变电站自动化系统可靠性评估(电力系统自动化，2011，39(19)：12-17.)的文献中提出了采用GO方法和图论对数字化变电站系统的可靠性评估方法进行研究；而刘念则在标题为Asset analysis of risk assessment for IEC 61850-based power control systems(IEEE Transactions on Power Delivery，2010，26(2)：869-875.)的文献中对基于IEC 61850的变电站自动化系统的安全风险评估的资产识别环节进行了研究，提出基于信息安全属性对信息资产进行赋值的方法。

以上现有的风险评估方法大多单独的对设备和信息等进行评估，缺乏以功能为导向，对变电站自动化系统整体业务完成度的分析，并且对威胁因素和系统不可靠运行给电力系统所带来后果缺乏分析，局限性比较明显。智能变电站自动化系统的价值在于能够完成电力系统安全运行所需的数据采集、数据处理、决策控制等功能，因此，以业务功能为基础，将智能变电站自动化系统的软件、硬件等进行综合，关注功能发生失效的概率和功能失效带来后果损失，从而反应智能变电站自动化系统安全风险，对智能变电站自动化系统安全风险管理具有重要意义。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术缺陷，本发明提供了一种智能变电站自动化系统的安全风险评估方法，以系统的业务功能为基础，能够真实的反映不同运行条件下系统所面临的安全风险。

一种智能变电站自动化系统的安全风险评估方法，包括如下步骤：

(1)根据IEC 61850标准构建智能变电站自动化系统的功能树，并建立功能树中每个叶功能节点对应的功能图；

所述的功能树以系统为根功能节点，所述的根功能节点被分解为若干个一级功能节点，所述的一级功能节点被分解为若干个二级功能节点，依此逐级分解，最后一级功能节点为叶功能节点；上一级功能节点是下一级功能节点的父功能节点，下一级功能节点是上一级功能节点的子功能节点。

所述的功能图由多个逻辑节点组成，各逻辑节点根据信息传递关系通过逻辑连接相互连接；所述的逻辑节点为系统中交换信息或执行任务的最小软硬件。

(2)计算出每个叶功能节点的风险值，根据所述的风险值确定出每个叶功能节点的风险等级；

(3)根据叶功能节点的风险等级，自底向上计算功能树中每一功能节点的风险等级，计算得到的根功能节点的风险等级即为系统的风险等级。

所述的步骤(2)中，根据公式R＝P×V计算出每个叶功能节点的风险值；其中，R为叶功能节点的风险值，P为叶功能节点的功能失效概率，V为叶功能节点的功能失效损失。

所述的叶功能节点的功能失效概率按照以下算式计算求得：