[发明专利]电力系统继电保护网络安全防护方法

说明书

本发明公开了电力系统继电保护网络安全防护方法，包括主监控机和多个智能体通过网络连接构成的网络安全防护系统，每个智能体通过继电保护通信网络接入相应的继电保护系统，每个智能体分别采集继电保护系统各测量点数据并计算特定映射值，当特定映射值发生变化时，更新采样值数据报文并发布；每个智能体捕获异地采样值数据，并与本地采样值数据比较，根据关联测量点具有共同电气特征的原则，判断本地采样值数据和开关跳闸命令真实性，若判断为仿造的，则智能体向继电保护系统的智能终端发送禁止跳闸命令。本发明方法能够准确识别，并及时阻止保护动作于断路器，从数据采集、安全分析到决策命令下达整个网络安全防护过程耗时极短，能够满足继电保护实时性需求。

技术领域

本发明属于电力系统自动化领域，尤其涉及电力系统继电保护网络安全防护方法。

背景技术

继电保护是变电站最为重要的自动化系统。目前，智能变电站采用基于IEC 61850网络通信标准。继电保护系统由保护装置、合并单元、智能终端等智能电子设备(简称IED设备)将通过工业以太网连接。采样值数据(简称SV数据)和开关跳闸数据(简称GOOSE数据)是继电保护最为重要数据。在开放式网络环境下，这些传输数据均为明文信息，一旦遭到篡改或伪造，将会导致保护误动，严重威胁电网安全运行。

常规网络安全技术(如数据加密和身份验证)已经被考虑应用于智能变电站站控层、间隔层设备通信，但由于实时性问题能否应用于继电保护，仍有待进一步研究。继电保护通信网络为独立于变电站其它网络系统的专用网络，不存通过外网入侵攻击问题，但随着全球范围内智能电子设备通用化，任何IED设备都有可能被不法分子利用，成为潜在攻击者。由IED设备发起网络攻击，一般都是采用符合规范的合法数据，因此可以直接通过规范验证，对于这种攻击，数据加密和身份验证是无效的。

目前解决继电保护网络安全问题的方法是通过采集变电站多个测量点的信息，然后通过比较分析判定采样值数据真实性，如中国专利《IEC 61850标准下基于神经网络的变电站自动化系统信息安全防护方法》(申请号：CN200510032585)。现有解决方案还存在如下问题：1)实时性问题。由于需要采集全站测量数据，网络数据流量大，特别是在变电站规模较大情况下，数据处理延时可能会影响保护速动性；2)识别不出开关跳闸数据攻击。即当保护装置向智能终端或断路器IED装置发布开关跳闸命令时，无法判断跳闸命令真实性。

因此，有必要研究一种继电保护网络安全防护方法，解决继电保护因遭受SV、GOOSE数据攻击而发生误动问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可防止智能变电站继电保护因受到网络数据攻击而发生误动的网络安全防护方法。

电力系统继电保护网络安全防护方法，包括主监控机和多个智能体通过网络连接构成的网络安全防护系统，每个智能体通过继电保护通信网络接入相应的继电保护系统，每个智能体分别采集所对应的继电保护系统各测量点数据并计算对应于采样值数据的特定映射值，当所得的特定映射值发生变化时，根据特定映射值更新发包机制形成采样值数据报文并发布到所述网络安全防护系统；每个智能体通过所述网络安全防护系统捕获异地采样值数据，并与本地采样值数据比较，根据关联测量点具有共同电气特征的原则，判断继电保护系统本地采样值数据和开关跳闸命令真实性，若判断为仿造的采样值数据或开关跳闸命令，则智能体向继电保护系统的智能终端发送禁止跳闸命令。

所述网络安全防护系统的网络系统为星形结构。

所述智能体包括3个网络接口，其中1个网络接口连接智能体通信网络，另外2个分别连接继电保护系统的采样值数据网和开关跳闸数据网。

所述特定映射值的计算方法为：