[发明专利]电力网络架构安全防御模块及其物理节点、网络防御方法

说明书

本发明公开了一种电力网络架构安全防御模块及其物理节点、网络防御方法，该电力网络架构安全防御模块区分有通讯安全防御单元和电力网络节点控制单元，通讯安全防御单元能够锁定自身系统和复位电网节点，对通过该节点的数据进行备份，并能够采用多种通讯方式，包括移动4G、电缆通信、卫星通信、电力线载波通信、光纤通信、微波通信、无线通信；电力网络节点控制单元具有最高控制权限，能够进行电网安全防御、检测数据流、控制继电保护、对模块自身进行重启、使模块自身恢复初始状、自我保护、电力系统监控、部分电网隔离以及电网结构重新恢复。本发明可有效提高现有电力网络架构的安全防御能力，在某些极端条件下尽量保障电力系统通讯安全。

技术领域

本发明涉及电力系统安全的技术领域，尤其是指一种电力网络架构安全防御模块及其电力系统物理节点、通讯网络安全防御方法。

背景技术

近年来，中国经济的持续发展给电力行业的发展注入了新的活力，用电需求不断增加，电网结构和规模日益加大，电力系统的复杂特性也表现得日趋明显。这给现代电力系统的安全稳定控制提出了更高的要求和挑战。

在数字化和智能化发展过程中，电力系统逐渐发展成为由信息系统和物理系统融合构成的信息物理系统(cyber physical system，CPS)。科研人员将信息安全领域的访问控制、认证加密和入侵检测等技术手段与电力生产流程相结合，研究电力系统的信息安全防护实现方式。电力信息物理混合系统(Grid cyber physical system，GCPS)中发生电力系统或信息系统安全事件都可能引发严重后果。

对于电力系统的网络架构安全问题，现有的电力系统难以满足要求，原因如下：

1、传统电力系统安全防御考虑更多的是电力系统架构稳定，而忽视了电力系统通讯系统安全。

2、传统的电力系统研究大多关注电力空间的风险及其故障传播机制与方式，对信息空间可能带来的风险的研究还比较初步。

3、电力系统需要在信息系统安全的基础上实现经济高效的运行，提高电力系统整体安全水平。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种电力网络架构安全防御模块及其电力系统物理节点、通讯网络安全防御方法，能有效提高现有电力网络架构的安全防御能力。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案如下：

一种电力网络架构安全防御模块，所述电力网络架构安全防御模块具有独立的实时操作系统，系统被固化，不可修改，操作系统运行神经网络，并在线调整神经网络参数，实时监测相应节点的电力电压电流和通讯数据，同时能够锁定、重启电力网络节点的I/O接口，备份数据接口，关闭任何硬件I/O；当电力系统被攻击后，在设定情况下，会重启电力系统节点，在重启节点后，除网络通讯接口，锁定、重启电力网络节点的I/O接口外，关闭所用其它对外接口，目的是为了验证是节点被攻击，还是通讯数据流被篡改；此外，所述电力网络架构安全防御模块能够实时记录4G、电力线载波通信、微波通信、无线通信、卫星通讯这些信号位置和强弱，如果重启失败，启动区块链技术，重新通过4G、电力线载波通信、微波通信、无线通信、卫星通讯建立新的通讯节点，保障网络正常通讯并报警；当电力系统被攻击结束后，所述电力网络架构安全防御模块能够快速恢复电力系统物理网络和通讯网络，而在电力网络攻击结束后，电力系统开始恢复时，所述电力网络架构安全防御模块能够循序开放4G、电缆通信、卫星通讯这些通讯接口，以保障电力网络正常的通讯；

上述的电力网络架构安全防御模块区分有通讯安全防御单元和电力网络节点控制单元，其中：

所述通讯安全防御单元，具有系统的最高权限，通过接受神经网络判断后的结论，下达指令锁定自身系统和复位电网节点，对通过该节点的数据进行备份，并能够采用多种通讯方式，包括移动4G、电缆通信、卫星通信、电力线载波通信、光纤通信、微波通信、无线通信；