[发明专利]一种仿真通信网与仿真电网的数据交互方法及接口

说明书

本发明提供了一种仿真通信网与仿真电网的数据交互方法和接口，该数据交互方法至少基于仿真通信网、仿真电网和数据交换接口，所述方法在数据交换接口执行，该方法包括：监听仿真电网发送的电力信息；对监听到的电力信息进行解析，获得电力信息的起始节点与目的节点信息；将解析后的电力信息打包成仿真通信网数据包事件，并将数据包事件按事件时间顺序储存到仿真通信网的事件队列中；事件时间为仿真电网发送电力信息时的运行时间；接受仿真通信网发出的通信报文，将通信报文转换为电力信息，并将电力信息发送到仿真电网。使用该方法及其接口可以进行电网‑通信网联合仿真的评估和测试，并可保证仿真过程中电网与通信网仿真数据的真实性。

技术领域

本发明涉及电力系统仿真与通信系统仿真技术领域，尤其涉及一种仿真通信网与仿真电网的数据交互方法及接口。

背景技术

电力系统作为最基础最关键的基础设施，其安全稳定运行对于国家安全具有重要意义。随着智能电网的改造普及，越来越多的传统电力设备不再只具备电力功能，而是被嵌入了通信、控制模块，将电力系统与通信系统紧密的耦合起来，形成面向电网的信息物理系统。信息空间与物理系统的交互融合提升了电网的感知、分析与控制能力，但同时也为电网的稳定运行带来了风险。

由于电网信息物理系统对信息网络的依存度越来越高，信息系统的失效也将显著影响物理系统的运行，甚至可能导致电力系统发生严重的停电事故。近年来这样的案例屡见不鲜，且呈愈演愈烈的趋势。例如，2003年发生的“美加大停电”造成数小时停电，影响近五千万人正常工作生活，其主要原因就是信息系统失效，状态估计功能退出运行，控制中心失去对电网实时状态的感知能力，继而引发连锁故障。发生在2015年底的乌克兰电网大停电事件，被认为是第1例由网络攻击造成的停电事故，停电原因是对能量管理系统的网络攻击导致其丧失控制功能，造成部分设备运行中断，进而引发连锁反应。针对现代电力信息物理复杂大系统所面临的信息安全威胁，以及随着配电侧电力市场的开放和智能电网的提出所带来的未来电力系统与公共信息网络更加紧密的联系，电力系统尤其是电力信息系统的安全性和可靠性问题已经成为了全世界关注的焦点。

然而由于电力设备这种基础设施的特殊性，不可能直接在其上开展相关实验与测试，计算机建模与仿真技术成为了近年来最有发展潜力的研究方法。它不仅能够模拟信息物理复杂的系统演化过程和涌现性，也能用于开展特定的探索性或重复性的仿真研究。美国以及欧盟都开展了相关基础设施仿真中心，开展提高基础设施防御性的相关研究。

对于电力系统的建模与仿真，目前主流方法为电力系统数字仿真技术。电力系统数字仿真是将电力系统网络和负载元件建立其数学模型，用数学模型在数字计算机上进行实验和研究的过程。实现数字仿真一般包括建立数学模型、建立数字仿真模型和仿真实验三个主要步骤。但是电力系统数字仿真侧重于电力系统网络连接关系和负载元件的仿真，并不涉及电力通信网的仿真，由于实际网络系统的复杂性，使其评估结果难以进一步逼近真实情况。

除了纯数学的理论分析外，对网络性能的评估手段主要有：软件仿真、实际测试以及半实物仿真。网络仿真被称为网络模拟，是进行网络性能研究的一种基本手段。它能够验证实际的网络设计方案，或者对多个不同的设计方案进行比较。在网络规划设计过程中通常会出现多个设计方案，网络仿真可以对这些不同的方案进行科学的分析和比较，以选取性能最优者，这也是网络设计师所关注的重点问题。网络仿真为不同的设计方案建立不同的模型，对这些模型分别进行模拟仿真并获取定量的网络性能预测数据，根据网络仿真所提供的仿真运行和结果分析功能，为方案间的验证和比较提供可靠的定量依据，从而为优化设计和决策制定提供更便捷、有效的手段。目前的网络仿真工具主要有OPNET，NS-2，QualNet等。它们通过建立虚拟网络场景，模拟实现各层协议功能，并加入各种情况网络参数，完成对不同规模、复杂度的网络性能评估。