[发明专利]一种面向电网信息物理系统的网络攻击仿真方法及系统

说明书

本发明涉及一种面向电网信息物理系统的网络攻击仿真方法及系统，方法包括：电力系统仿真器根据预先设定的电力系统事件列表进行仿真，并通过信息系统仿真器将仿真结果发送至网络攻击仿真器；在网络攻击仿真器中建立仿真攻击事件，并通过信息系统仿真器将仿真攻击事件发送至电力系统仿真器；电力系统仿真器根据仿真攻击事件更新电力系统事件列表，并根据电力系统事件列表进行仿真；本发明提供的技术方案，在搭建的电网信息物理系统环境下，加入网络攻击模拟平台，针对不同的电力网络特征和信息网络特征，按照不同的安全等级防护要求，设定对应的攻击规模和强度，观察验证网络攻击对电网信息物理系统的影响以及在系统失稳情况下保护措施的作用。

技术领域

本发明涉及电力系统网络攻击领域，具体涉及一种面向电网信息物理系统的网络攻击仿真方法及系统。

背景技术

针对电力系统的网络攻击具有隐蔽性强、潜伏期长、攻击代价小的特点，虽然它不能直接破坏电力一次设备,但可以通过削弱甚至完全破坏二次系统的正常功能，达到类似于物理攻击的效果，对系统稳定、经济运行、社会安定产生严重影响。电力正常运行时，二次设备故障会造成量测丢失或错误,影响调度人员对电力一次系统的准确感知；一次系统发生故障时，若由于继电保护装置、数据采集与监控(SCADA)能量管理系统(EMS)/广域测量系统(WAMS)等二次系统的通信网络发生故障或受到恶意攻击，出现信息中断、延迟、篡改等情况时，极可能导致控制中心下达错误指令、决策单元误动作或退出运行等电力一次系统的故障，从而引发一次系统的振荡和大范围停电事故。因此，建立面向电网信息物理系统的网络攻击仿真平台，可以复现网络攻击对电力系统的攻击行为及影响，为电力安全稳定控制与防护提供辅助决策作用。

作为网络攻击的攻击目标和载体，电力系统和信息通信系统的精确仿真和交互影响是研究网络攻击作用方式的关键。电力流与信息流通过计算、通信、控制等过程融合交互，从而形成了开放互联、稳定自洽的复杂多维系统，即电网信息物理系统(CPS)。由于电力层与通信层表现出不同的运行特征，电力元件与信息元件深度互联，相互制约，相互影响，呈现出多重时域空间的复杂性，因此缺乏统一的实际建模方法。由于两者的建模差别，目前没有单个仿真软件能够同时描述电力与通信模型的特性。

发明内容

本发明提供一种面向电网信息物理系统的网络攻击仿真方法及系统，其目的是在搭建的电网信息物理系统环境下，加入网络攻击模拟平台，针对不同的电力网络特征和信息网络特征，按照不同的安全等级防护要求，设定对应的攻击规模和强度，观察验证网络攻击对电网信息物理系统的影响以及在系统失稳情况下保护措施的作用。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种面向电网信息物理系统的网络攻击仿真方法，其改进之处在于，包括：

电力系统仿真器根据预先设定的电力系统事件列表进行仿真，并通过信息系统仿真器将仿真结果发送至网络攻击仿真器；

在网络攻击仿真器中建立仿真攻击事件，并通过信息系统仿真器将所述仿真攻击事件发送至电力系统仿真器；

所述电力系统仿真器根据所述仿真攻击事件更新电力系统事件列表，并根据所述电力系统事件列表进行仿真。

优选的，所述通过信息系统仿真器将所述仿真攻击事件发送至电力系统仿真器，包括：

当到达所述仿真攻击事件对应的时间序列中的攻击时刻时，所述网络攻击仿真器通过信息系统仿真器将所述仿真攻击事件发送至电力系统仿真器。

优选的，所述电力系统仿真器根据所述仿真攻击事件更新电力系统事件列表，包括：

所述电力系统仿真器接收所述仿真攻击事件后停止仿真，根据所述仿真攻击事件的行为描述和时间序列更新所述电力系统事件列表。

进一步的，所述仿真攻击事件的行为描述包括：攻击方式、攻击目标和攻击路径。