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电力二次系统安全风险评估二次系统风险评估模型和方法

2018/06/19210 作者:佚名
导读:电力二次系统安全风险评估二次设备领域 二次设备是二次系统与一次系统的关联点,也是测量与控制的直接执行设备,一直是电力系统设备可靠性研究的重要组成部分。 与一次设备类似,二次设备的安全风险相关研究也是从可靠性领域发展而来的。随着马尔科夫状态模型的应用推广,通过建立相关的模型计算可靠性指标变得可能。有文献将影响继电保护系统可靠性的因素分为3类,并建立软件数学模型、硬件数学模型和人员可靠性分析模型,得到

电力二次系统安全风险评估二次设备领域

二次设备是二次系统与一次系统的关联点,也是测量与控制的直接执行设备,一直是电力系统设备可靠性研究的重要组成部分。

与一次设备类似,二次设备的安全风险相关研究也是从可靠性领域发展而来的。随着马尔科夫状态模型的应用推广,通过建立相关的模型计算可靠性指标变得可能。有文献将影响继电保护系统可靠性的因素分为3类,并建立软件数学模型、硬件数学模型和人员可靠性分析模型,得到数字保护系统的状态空间图,应用马尔柯夫过程求解系统在无备用和有备用情况下的综合失效率及可用度。但可靠性的结果只涉及到设备层次,对于设备故障对系统故障发展的影响则无法判断。事件树法可以对设备故障导致系统故障的因果关系进行分析,进而分析二次设备对一次系统风险的影响。也有文献将其用于模拟保护和开关动作行为,建立了保护和自动装置等二次设备功能模型,然后模拟N-1的原发性故障引发的连锁故障,通过建立并分析故障事件树,评估故障发生后二次设备的拒/误动引起的系统风险增量。该方法可以通过控制事件树的规模来很好地协调计算效率和精度,以满足在线分析的计算要求。该学者的后续研究则关注于继电保护隐患的2方面原因为不合理保护定值和继电保护系统硬件缺陷,分别采用事件树分析法建模分析,以综合考虑静态安全约束、静态电压稳定约束、暂态电压稳定约束的主要传输断面的传输裕度为风险指标,标识运行风险。该方法可以定量评估这2方面原因对电网安全的影响,并确定其中的薄弱环节 。

电力二次系统安全风险评估信息安全领域

信息安全风险评估规范指出,信息安全风险评估是对信息系统及由其处理、传输和存储的信息的机密性、完整性和可用性等安全属性进行评价的过程。对于电力信息系统而言,需识别电力信息安全面临的威胁和存在的脆弱性,并分析两者相互作用后导致一次系统非正常运行的可能性及后果的严重度。

电力信息系统种类繁多,现有的安全风险评估主要从资产安全策略列表出发,从资产受攻击的角度评价其脆弱性,分析现有安全策略的有效性,并指出需要补充或加强的安全措施。有文献关注于继电保护系统的信息安全问题,指出继电保护系统网络安全风险因素的来源是数据访问需求的多样性。在分析继电保护信息通信特点的基础上,提出在OSI模型中的数据链路层和网络层采取虚拟局域网等措施提高继保系统的网络安全性。

随着相关研究的增加,也有文献从电力信息系统的共性出发,期望可以得到一个通用模型或系统模块风险评估方法。通过确定信息系统的安全风险因素集、指标集以及因素的权重系数集,建立安全风险模糊综合评估矩阵,根据专家的专业知识和经验确定权重系数,定量评估系统组件的安全风险值。此外,还有不少学者做了基础性和安全框架的相关研究。有研究基于CIGRE联合工作组的实践经验,在分析系统内部脆弱点后,根据已有的技术报告和安全标准指出安全框架包含的一些要点,包括安全领域建模、风险评估方法和信息安全管理等。也有学者借鉴信息通信安全领域等级保护的概念,提出一个应用于电力系统的等级保护的构架和实施方案,能有效保护电力信息安全 。

电力二次系统安全风险评估人为风险领域

近年来的事故统计数据表明,随着电网设备智能化水平的提高,人为风险因素日益凸显,尤其在事故扩大阶段。目前系统人为风险因素的研究主要集中在发电厂,特别是核电厂方面,而电网领域的人为风险因素研究还比较少。

此外,不少学者在人为风险因素控制方法上取得一些成果。设计了一个基于IEC 61850的变电站防误操作系统,在站控层、间隔层和传输层实现实时防误逻辑判断,可有效减少人为误操作风险。介绍了基于移动机器人的变电站设备巡检系统 。

电力二次系统安全风险评估综合比较

目前,二次系统风险评估涉及的各项工作尚未形成统一标准,在模型选择、数据来源和风险指标方面的差别都比较大。

对于设备风险因素,主要采用的分析方法有事件树方法,基于历史数据,通过蒙特卡洛进行仿真,并可参考一次设备风险的评估,多角度分析二次设备对线路、电源及一次系统的风险。对于信息风险因素,采用分层方法将复杂信息系统分解,基于调查统计数据,对系统功能或脆弱性进行定性定量分析。对于人为风险因素,目前相关研究还比较少。从模型方法来看,故障树和事件树可以对连锁故障的各类原因进行有效仿真分析;Petri网和层次分析法可以简化复杂系统,厘清系统层级结构;CREAM模型能够量化环境因素对人为操作风险的影响。

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