電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)的聯(lián)合仿真技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-04-20 00:19
隨著通信技術(shù)與先進(jìn)量測技術(shù)的快速發(fā)展,智能電網(wǎng)的可觀性和可控性得到了極大增強(qiáng),逐漸演化為電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)(Cyber physical system,CPS)。電力網(wǎng)絡(luò)中接入大量含通訊功能的智能終端,可用于實(shí)時監(jiān)控電網(wǎng)和用戶負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)。智能終端產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)依賴于安全可靠的通信網(wǎng)絡(luò)和標(biāo)準(zhǔn)化的通信協(xié)議進(jìn)行傳輸,因此通信系統(tǒng)故障或遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊可能影響智能終端功能,進(jìn)而影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。基于以上背景,本文主要對電網(wǎng)CPS業(yè)務(wù)及其仿真需求、非實(shí)時聯(lián)合仿真方法、硬件在環(huán)實(shí)時聯(lián)合仿真方法以及網(wǎng)絡(luò)攻擊建模方法進(jìn)行了研究。具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面:(1)研究提出電網(wǎng)CPS聯(lián)合仿真需求:首先分析了電網(wǎng)CPS業(yè)務(wù)的特點(diǎn),提出了電力業(yè)務(wù)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),進(jìn)而從使用場景、功能、特點(diǎn)等方面對電網(wǎng)CPS應(yīng)用中使用的IEC 60870-5-104、IEC 61850和IEC 61970等通信協(xié)議進(jìn)行了分析,最后結(jié)合電網(wǎng)CPS業(yè)務(wù)的功能和特點(diǎn),提出了電網(wǎng)CPS的聯(lián)合仿真需求。(2)研究電網(wǎng)CPS非實(shí)時聯(lián)合仿真方法:首先提出了一種基于狀態(tài)緩存的同步方案,通過在PSAT中設(shè)計了相應(yīng)的功能模塊,從而實(shí)現(xiàn)與OPNE...
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 仿真平臺架構(gòu)研究現(xiàn)狀
1.2.2 仿真模塊同步方法研究現(xiàn)狀
1.2.3 仿真應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1.3 論文研究思路及主要工作
1.3.1 現(xiàn)有研究不足與論文研究思路
1.3.2 主要研究工作
第2章 電網(wǎng)CPS業(yè)務(wù)與仿真需求
2.1 電網(wǎng)CPS業(yè)務(wù)分析
2.1.1 電力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1.2 電力通信協(xié)議
2.1.3 電網(wǎng)CPS業(yè)務(wù)
2.2 仿真需求分析
2.3 本章小結(jié)
第3章 基于狀態(tài)緩存的電網(wǎng)CPS非實(shí)時仿真方法
3.1 電網(wǎng)CPS非實(shí)時仿真平臺架構(gòu)
3.2 電網(wǎng)CPS非實(shí)時仿真平臺搭建方案
3.2.1 仿真同步方案
3.2.2 基于PSAT的狀態(tài)緩存與仿真回溯方法
3.2.3 基于OPNET的數(shù)據(jù)包映射方法
3.2.4 電力業(yè)務(wù)建模方法
3.3 算例分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 基于硬件在環(huán)的電網(wǎng)CPS實(shí)時仿真方法
4.1 電網(wǎng)CPS實(shí)時仿真平臺架構(gòu)
4.2 電網(wǎng)CPS實(shí)時仿真平臺搭建方案
4.2.1 電力系統(tǒng)仿真模塊
4.2.2 通信系統(tǒng)仿真模塊
4.2.3 控制系統(tǒng)仿真模塊
4.2.4 建模與仿真流程
4.3 系統(tǒng)延時分析
4.4 算例分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 基于電網(wǎng)CPS實(shí)時仿真平臺的網(wǎng)絡(luò)攻擊模擬
5.1 網(wǎng)絡(luò)攻擊建模方法
5.1.1 DDOS攻擊建模方法
5.1.2 中間人攻擊建模方法
5.2 網(wǎng)絡(luò)攻擊仿真場景
5.3 仿真結(jié)果分析
5.3.1 DDOS攻擊
5.3.2 數(shù)據(jù)攔截
5.3.3 數(shù)據(jù)篡改
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡介
本文編號:3148599
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 仿真平臺架構(gòu)研究現(xiàn)狀
1.2.2 仿真模塊同步方法研究現(xiàn)狀
1.2.3 仿真應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1.3 論文研究思路及主要工作
1.3.1 現(xiàn)有研究不足與論文研究思路
1.3.2 主要研究工作
第2章 電網(wǎng)CPS業(yè)務(wù)與仿真需求
2.1 電網(wǎng)CPS業(yè)務(wù)分析
2.1.1 電力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1.2 電力通信協(xié)議
2.1.3 電網(wǎng)CPS業(yè)務(wù)
2.2 仿真需求分析
2.3 本章小結(jié)
第3章 基于狀態(tài)緩存的電網(wǎng)CPS非實(shí)時仿真方法
3.1 電網(wǎng)CPS非實(shí)時仿真平臺架構(gòu)
3.2 電網(wǎng)CPS非實(shí)時仿真平臺搭建方案
3.2.1 仿真同步方案
3.2.2 基于PSAT的狀態(tài)緩存與仿真回溯方法
3.2.3 基于OPNET的數(shù)據(jù)包映射方法
3.2.4 電力業(yè)務(wù)建模方法
3.3 算例分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 基于硬件在環(huán)的電網(wǎng)CPS實(shí)時仿真方法
4.1 電網(wǎng)CPS實(shí)時仿真平臺架構(gòu)
4.2 電網(wǎng)CPS實(shí)時仿真平臺搭建方案
4.2.1 電力系統(tǒng)仿真模塊
4.2.2 通信系統(tǒng)仿真模塊
4.2.3 控制系統(tǒng)仿真模塊
4.2.4 建模與仿真流程
4.3 系統(tǒng)延時分析
4.4 算例分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 基于電網(wǎng)CPS實(shí)時仿真平臺的網(wǎng)絡(luò)攻擊模擬
5.1 網(wǎng)絡(luò)攻擊建模方法
5.1.1 DDOS攻擊建模方法
5.1.2 中間人攻擊建模方法
5.2 網(wǎng)絡(luò)攻擊仿真場景
5.3 仿真結(jié)果分析
5.3.1 DDOS攻擊
5.3.2 數(shù)據(jù)攔截
5.3.3 數(shù)據(jù)篡改
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
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