人工智能在电网嵌入式终端安全检测中的应用研究
发布时间：2021-03-23 11:56
随着嵌入式技术的不断发展,嵌入式设备被广泛应用到工业控制、交通管理、消费电子等多个领域。在电力行业,电网嵌入式终端的普及使得智能电网日益自动化和智能化,能源利用率不断提高的同时,给电力消费者带来了更优质的用电体验。然而,由于网络攻击的不断升级,电网嵌入式终端在实现电力高效监测,调节、控制的同时,也面临着新的安全挑战,一旦设备被恶意入侵,将对电力生产造成不可挽回的损失。传统嵌入式终端检测方法往往需要由专家来提出检测的规则,很大程度上依赖专家的知识储备,容易有被忽略的检测盲区,同时基于规则的检测方法需要随着时间不停的更新,这会带来大量的人力资源消耗,而人工智能技术以其优秀的特征挖掘能力和自主学习能力,在许多安全检测场景取得了令人满意效果。因此,研究人工智能技术在电网嵌入式终端上的应用具有重大的意义。基于此,本文结合机器学习提出了针对不同电网嵌入式终端的安全检测技术,从而实现对电网嵌入式终端的全面安全检测。针对电力系统用电环节中最常用的智能电表,本文提出了基于RPL协议的安全检测方案,结合One Class SVM,实现对实施黑洞攻击的终端节点进行检测,从而保障终端的可靠通信;针对系统相对封...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
嵌入式给智能电网带来的改变
浙江大学硕士学位论文第2章电网嵌入式终端设备9智能电网中新能源的接入和用电环节的日益多样化，使得电能的高效调度更加困难，也向电力智能管理提出了更高的要求[28]。如今的智能电网中的SCADA系统一般都具有"四遥"功能，即数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能，从而实现对运行设备的实时监视和控制以及电力的动态调度和管理[29]。RTU(远程终端单元)，FTU(馈线终端单元)作为SCADA系统的重要组成部分，都是典型的嵌入式系统，像RTU位于变电站的运动装置，它主要负责采集检测和储存所在设施中的终端电力运行状态的参数，将重要的电力参数上传到远端的调度中心，并执行远端调度中心发往所在设施的调度及控制命令，是现今的变电站综合自动化系统中的重要的组成部分。此外，还有在智能电网中还有大量的嵌入式设备，为电网信息的双向交互和电力的精确可控调度提供了重要的支撑[30]。图2.2智能电网中的嵌入式设备
浙江大学硕士学位论文第2章电网嵌入式终端设备102.1.2电网嵌入式终端分类1）智能电表（smartmeters），是智能电网数据采集的基本设备之一，实现各户人家用电原始电能数据的采集、计费和上传等功能，其所采集的数据为整个电力生产调度提供了决策支持。智能电表不同于传统机械式或者电子式电表，除了具备对用户用电量进行计量的功能外，还增加了通讯模块，使得电表能够和主站实现双向通讯和数据传输的功能，对家庭用电量进行实时采集的同时，可以远程分、合闸。2）DTU（DistributionTerminalUnit），一般被安装在常规开闭站（所）、户外小型开闭所、箱式变电站、环网柜等处的嵌入式装置，所以被称为开闭所远方终端，通常用来实现数据的采集和终端监控。配网自动化终端DTU会在本地对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据进行采集和计算，向主站上传其所需要的数据。并执行主站遥控命令，例如对开关进行分、合闸操作。配网自动化系统借助大量DTU，可以实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电[31]。图2.3DTU通讯过程图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LSTM模型的数学机理分析实证研究[J]. 张晨阳,韦增欣,郜星军. 中国管理信息化. 2019(15)
[2]电力系统智能终端信息安全防护技术研究框架[J]. 张涛,赵东艳,薛峰,张波,章锐. 电力系统自动化. 2019(19)
[3]人工智能驱动的关键信息基础设施防御研究综述[J]. 廖方圆,陈剑锋,甘植旺. 计算机工程. 2019(07)
[4]人工智能在电力系统中应用的近期研究热点介绍[J]. 朱永利,石鑫,王刘旺. 发电技术. 2018(03)
[5]浅析电力设备的智能化发展现状[J]. 张军召. 中国设备工程. 2018(11)
[6]挖矿木马的攻击手段及防御策略研究[J]. 应宗浩,金海. 无线互联科技. 2018(08)
[7]对南方电网电力信息网络安全架构问题的探讨[J]. 罗海林. 数字通信世界. 2017(09)
[8]基于人工智能后发制人的网络安全新对策[J]. 邵江宁. 信息安全研究. 2017(05)
[9]基于人工智能的电网企业信息安全防控体系[J]. 李文萃,王世文,李雄,党芳芳,舒新建,杨莹,梅林. 电力信息与通信技术. 2017(02)
[10]电力智能单元传输规约安全性分析模型研究[J]. 马媛媛,陈喆,汪晨,费稼轩,黄秀丽. 计算机科学. 2016(S2)
博士论文
[1]区域电网智能化发展水平综合评价研究[D]. 唐慧.华北电力大学（北京） 2011
硕士论文
[1]基于区块链的智能电网隐私保护及监控技术研究[D]. 范末婵.江西理工大学 2019
[2]基于云服务的智能电网调度监控平台与辅助决策[D]. 唐雅洁.浙江大学 2018
[3]硬件木马的边信道提升技术研究[D]. 张子璇.电子科技大学 2016
本文编号：3095746
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
嵌入式给智能电网带来的改变
浙江大学硕士学位论文第2章电网嵌入式终端设备9智能电网中新能源的接入和用电环节的日益多样化，使得电能的高效调度更加困难，也向电力智能管理提出了更高的要求[28]。如今的智能电网中的SCADA系统一般都具有"四遥"功能，即数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能，从而实现对运行设备的实时监视和控制以及电力的动态调度和管理[29]。RTU(远程终端单元)，FTU(馈线终端单元)作为SCADA系统的重要组成部分，都是典型的嵌入式系统，像RTU位于变电站的运动装置，它主要负责采集检测和储存所在设施中的终端电力运行状态的参数，将重要的电力参数上传到远端的调度中心，并执行远端调度中心发往所在设施的调度及控制命令，是现今的变电站综合自动化系统中的重要的组成部分。此外，还有在智能电网中还有大量的嵌入式设备，为电网信息的双向交互和电力的精确可控调度提供了重要的支撑[30]。图2.2智能电网中的嵌入式设备
浙江大学硕士学位论文第2章电网嵌入式终端设备102.1.2电网嵌入式终端分类1）智能电表（smartmeters），是智能电网数据采集的基本设备之一，实现各户人家用电原始电能数据的采集、计费和上传等功能，其所采集的数据为整个电力生产调度提供了决策支持。智能电表不同于传统机械式或者电子式电表，除了具备对用户用电量进行计量的功能外，还增加了通讯模块，使得电表能够和主站实现双向通讯和数据传输的功能，对家庭用电量进行实时采集的同时，可以远程分、合闸。2）DTU（DistributionTerminalUnit），一般被安装在常规开闭站（所）、户外小型开闭所、箱式变电站、环网柜等处的嵌入式装置，所以被称为开闭所远方终端，通常用来实现数据的采集和终端监控。配网自动化终端DTU会在本地对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据进行采集和计算，向主站上传其所需要的数据。并执行主站遥控命令，例如对开关进行分、合闸操作。配网自动化系统借助大量DTU，可以实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电[31]。图2.3DTU通讯过程图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LSTM模型的数学机理分析实证研究[J]. 张晨阳,韦增欣,郜星军. 中国管理信息化. 2019(15)
[2]电力系统智能终端信息安全防护技术研究框架[J]. 张涛,赵东艳,薛峰,张波,章锐. 电力系统自动化. 2019(19)
[3]人工智能驱动的关键信息基础设施防御研究综述[J]. 廖方圆,陈剑锋,甘植旺. 计算机工程. 2019(07)
[4]人工智能在电力系统中应用的近期研究热点介绍[J]. 朱永利,石鑫,王刘旺. 发电技术. 2018(03)
[5]浅析电力设备的智能化发展现状[J]. 张军召. 中国设备工程. 2018(11)
[6]挖矿木马的攻击手段及防御策略研究[J]. 应宗浩,金海. 无线互联科技. 2018(08)
[7]对南方电网电力信息网络安全架构问题的探讨[J]. 罗海林. 数字通信世界. 2017(09)
[8]基于人工智能后发制人的网络安全新对策[J]. 邵江宁. 信息安全研究. 2017(05)
[9]基于人工智能的电网企业信息安全防控体系[J]. 李文萃,王世文,李雄,党芳芳,舒新建,杨莹,梅林. 电力信息与通信技术. 2017(02)
[10]电力智能单元传输规约安全性分析模型研究[J]. 马媛媛,陈喆,汪晨,费稼轩,黄秀丽. 计算机科学. 2016(S2)
博士论文
[1]区域电网智能化发展水平综合评价研究[D]. 唐慧.华北电力大学（北京） 2011
硕士论文
[1]基于区块链的智能电网隐私保护及监控技术研究[D]. 范末婵.江西理工大学 2019
[2]基于云服务的智能电网调度监控平台与辅助决策[D]. 唐雅洁.浙江大学 2018
[3]硬件木马的边信道提升技术研究[D]. 张子璇.电子科技大学 2016
本文编号：3095746
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