映网络实际的运行状况;b) 根据历史数据进行一定的离线分析,采用一定手段对潜在可能的威胁进行预测。
该领域研究比较有代表性的有:Bass提出应用多传感器数据融合建立网络空间态势感知的框架,通过推理识别入侵者身份、速度、威胁性和入侵目标,进而评估网络空间的安全状态;Jason Shifflet采用本体论对网络安全态势感知相关概念进行了分析比较研究,并提出基于模块化的技术无关框架结构。
同时,国外很多研究机构也已开始着手研制网络安全态势感知系统和工具。美国国家能源研究科学计算中心(NERSC)所领导的劳伦斯伯克利国家实验室于2003年开发了“The spinning cube of potential doom”系统,在三维空间中用点来表示网络流量信息,极大地提高了网络安全态势感知能力;2005年,CMU/SEI领导的CERT/NetSA开发了SILK,旨在对大规模网络安全态势状况进行实时监控,在潜在的、恶意的网络行为变得无法控制之前进行识别、防御、响应以及预警,给出相应的应对策略,该系统通过多种策略对大规模网络进行安全分析,并能在保持较高性能的前提下提供整个网络的安全态势感知能力;NCSA/SIFT 欲通过开发一个安全事件融合工具的集成框架,为Internet提供安全可视化。通过系统状态可视化或连接分析可视化来获取Internet的安全态势感知。
三、物联网在智能电网领域的发展与应用
物联网是实现“态势感知能力”的重要物质基础。2009年8月7日,温家宝总理在无锡提出“感知中国”的理念,国务院将物联网列入战略性新兴产业之一。2009年11月,国务院正式批复无锡建设“国家传感网创新示范区(国家传感信息中心)”。
2012年8月5日,国务院批复的《无锡国家传感网创新示范区发展规划纲要(2012—2020年)》确立了无锡传感网(即物联网)八大重点应用示范工程,其中,智能电力应用示范工程的主要内容为:以电力设施状态监测、高空塔架应急抢险、电表数据采集和需求侧管理等应用为切入点,在输电、变电、配电、用电以及资产管理等环节中推进物联网应用示范建设;加强电力基础设施检测、预警、集中监测和管理,建设安全、稳定、可靠的智能电力网络;建立具有深度和广度的自动化智能电力平台,提升智能电网互动性服务能力,实现全电子化的智能电力服务。
近日,江苏省政府出台《无锡国家传感网创新示范区建设三年(2013-2015年)行动计划》,更是明确要求以电力设施状态监测、智能巡检、信息采集为切入点,加强物联网技术在输、变、配、用电等环节的综合应用,实现电网态势感知,提高电网管理能力。
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3.1 物联网基本概念
物联网的一般定义为当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合,实现物体与物体之间、环境以及状态信息实时的实时共享以及智能化的收集、传递、处理和执行(图3)。一个完整的物联网系统一般包括感知层、接入层、网络层和应用层四个层级(图4)。
图3 物联网基本概念示意图
图4 物联网体系结构示意图
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物联网最基本的功能特征是提供“无处不在的连接和在线服务”,在智能电力等诸多领域有广泛应用前景。一般认为其具备十大基本功能:在线监测、定位追溯、报警联动、指挥调度、预案管理、安全隐私、远程维保、在线升级、集中展示、统计决策。可归纳为信息获取、信息传输、信息处理和信息施效四个关键过程(图5)。
图5 物联网功能模型示意图
3.2 物联网在智能电网领域的应用
物联网技术应用于智能电网,就是运用各种“感知”方法,获取电力系统中各个重要环节的运行参数和信息等,并通过有效的传输方式将这些信息传输给服务器进行计算和处理,从而实现对电力系统运行的状态监测,保证电力系统的稳定、可靠运行。
物联网技术在电力系统的各个环节都有广泛应用前景。在发电环节,物联网技术可应用于发电机组监控、厂区监控、污染物及气体排放监控、能耗监控、抽水蓄能监控、风电厂监控、功率预测、光伏发电站监控、生物质发电、储能监控、电源接入等方面;在输配电环节,物联网技术可应用于输电线路监控、杆塔防护、智能变电站、配电自动化、状态监测、作业与设备管理等方面;在用电环节,物联网技术可应用于智能表计及高级量测、智能用电、多网融合、电动汽车及充电、能效监测与管理、电力需求侧管理等方面。
物联网技术的广泛应用可以全面提高智能电网各环节的信息感知深度、广度和密度,提高电力系统的智能化程度,促进“信息流、业务流、电力流的高度融合”的实现。
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图6 面向智能电网的物联网应用框架
1)电力设备状态监测
输电线路状态在线监测是物联网的重要应用,它可以提高对输电线路运行状况的感知能力,包括气象条件、覆冰、导地线微风振动、导线温度与弧垂、输电线路风偏、杆塔倾斜等内容的监测。输电线路状态在线监测系统示意图7所示。
图7 输电线路在线监测物联网结构示意图
根据物联网对电力设备的环境状态信息、机械状态信息、运行状态信息进行的实时监测和预警诊断,提前做好相应的故障预判、设备检修等工作,可有效提
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