从复杂网络视角评述智能电网信息安全研究现状及若干展望_梅生伟
智能电网中的电力信息化网络安全挑战与应对
智能电网中的电力信息化网络安全挑战与应对摘要：智能电网是电力系统与信息通信技术相融合的产物，其发展对于电力行业的现代化建设和电力供应的可靠性、经济性、安全性等方面意义重大。
然而，随着智能电网的不断发展和应用，电力信息化网络安全问题也日益凸显。
电力信息化网络所面临的安全威胁包括来自物理、网络和应用等方面的挑战。
这些安全问题严重地威胁着智能电网的稳定、可靠和安全运行，也使电力行业面临巨大的安全风险。
因此，对电力信息化网络的安全挑战和应对措施进行深入研究，具有重要的现实意义和实践价值。
关键词：智能电网；电力信息化；网络安全；挑战；应对1智能电网的基本概念1.1智能电网的基本概念智能电网是对传统电力系统的升级和变革，实现了电力系统的信息化、智能化和自动化。
其核心技术包括智能感知、智能决策、智能控制和智能优化等。
相比于传统电力系统，智能电网在多个方面都有了很大的改进：1.1.1天然的“弹性能力”——智能电网通过对电力负载的综合调度，可以更好地应对电力系统的需求变化，实现了“零浪费、零排放”的理念。
1.1.2具有自我诊断、自我恢复能力——智能电网基于信息技术的优势，可以实现对电力系统的实时监测和自我诊断，在出现问题时能够自动切换到备用系统，从而具有较强的自我恢复能力。
1.1.3提高了供电质量——智能电网通过智能化监测和控制技术，可以实现对电力质量的精准控制，从而提高供电质量。
1.2智能电网的发展历程智能电网的概念，最早可以追溯到上世纪90年代。
其发展历程大致可以概括为三个阶段：阶段一：智能电网技术的初步探索（1990年-2005年）这个阶段的主要任务是了解智能电网技术原理，研究传统电力系统与信息技术的深度融合程度，初步探索智能电网的技术框架和关键技术。
这个阶段的主要成果是一个智能电网的基本架构，包括智能感知、智能决策、智能控制和智能优化。
阶段二：智能电网技术的开发和应用（2005年-2015年）这个阶段的主要工作是将智能电网技术应用到实际电力系统中，进行系统设计和开发。
智能电网大数据处理技术现状与挑战
智能电网大数据处理技术现状与挑战智能电网是利用先进的信息技术和通信技术对电力系统进行智能化改造和升级的一种新型电力系统。
智能电网的数据处理技术是实现智能电网运行和管理的关键技术之一。
本文将介绍智能电网大数据处理技术的现状和挑战。
智能电网的建设和运行离不开大数据技术的支持。
智能电网通过对电网设备、用户用电行为和环境信息等多种数据进行采集和处理，获取电网的状态信息、故障预测和用电需求预测等重要信息，以实现电网运行和管理的智能化。
目前，智能电网大数据处理技术主要包括数据采集、数据传输、数据存储、数据分析和数据可视化等环节。
在数据传输方面，智能电网需要将采集到的数据传输到数据中心或云平台进行集中处理和存储。
目前，智能电网的数据传输主要通过宽带网络、无线网络和卫星通信等方式实现。
由于智能电网的数据量巨大，传输效率和数据安全性成为了关键问题。
在数据存储方面，智能电网需要通过大数据存储技术对采集到的数据进行存储和管理。
智能电网的数据存储需求不仅包括数据的容量要求，还包括对数据的高可靠性和高可用性要求。
目前，智能电网的数据存储主要采用分布式存储技术、云存储技术和闪存存储技术等。
在数据分析方面，智能电网需要对采集到的数据进行分析和挖掘，以提取有用的信息和知识。
智能电网的数据分析主要包括负荷预测、故障诊断、智能优化和风险评估等方面。
目前，智能电网的数据分析主要采用机器学习、数据挖掘和人工智能等技术。
在数据可视化方面，智能电网需要将分析结果以图形化的方式展示出来，以方便用户直观地了解电网的状态和运行情况。
智能电网的数据可视化主要采用数据可视化技术和虚拟现实技术等。
尽管智能电网大数据处理技术取得了一些进展，但仍然存在一些挑战。
智能电网大数据处理技术需要处理海量的数据，对计算能力和存储能力提出了很高的要求。
智能电网的数据传输需要满足高效、安全和可靠的要求，需要解决数据传输速度和数据安全性等问题。
智能电网的数据分析需要解决数据的分析模型选择和算法优化等问题。
智能电网中的信息安全技术研究
智能电网中的信息安全技术研究一、引言随着能源需求的增长，全球能源生产和消费格局正在发生变化。
传统的电网系统已经不能满足日益增长的能源需求，并且还面临着安全和环保等问题。
为了解决这些问题，智能电网应运而生。
智能电网通过运用新兴的信息技术，实现了对电力系统的全面监控和管理，可以更加高效地分配能源，并且提高了电力系统的可靠性和安全性。
然而，与此同时，智能电网也面临着来自网络攻击和黑客的信息安全威胁。
为了确保智能电网的稳定运行，必须采用一系列的信息安全技术来保护电网系统的安全。
二、智能电网的信息安全威胁智能电网涉及的信息系统十分复杂，其中包括了各种传感器、计算机系统、设备控制器等等。
这些设备通过互联网进行了连通，从而构成了一个庞大的复杂系统。
此外，智能电网还需要通过信息技术将能源的供需信息传输到用户和能源供应商之间，从而实现更加高效的能源管理。
然而，这种对网络的依赖也为黑客提供了破坏智能电网安全的机会。
1.勒索软件攻击勒索软件可以通过网络攻击的方式进入智能电网系统，从而破坏智能电网的稳定运行。
过去几年中，勒索软件攻击事件层出不穷，给企业和政府机构带来了巨大的财产和信息损失。
由于智能电网的信息系统涉及到诸多部门和单位，因此受到勒索软件攻击的风险也相应增加。
在此背景下，建立全面的信息安全保护机制，对于智能电网的稳定运行至关重要。
2.数据泄露智能电网中的各种传感器和设备都是通过互联网进行通信的，因此从这些设备中获取的数据往往包含了很多敏感信息。
一旦这些信息被泄露，可能导致对用户隐私的侵犯，对企业机构的商业机密等敏感信息泄露，对智能电网的安全也构成了威胁。
因此，做好智能电网系统中数据加密和保护工作非常重要。
3.恶意软件攻击恶意软件可以在未经授权的情况下进入智能电网系统，并运行一系列的不良功能。
恶意软件可以通过以下几种方式进入智能电网系统：通过未经授权的入侵成为智能电网系统的一部分，或通过植入病毒、木马等方式实现对系统的攻击。
突破瓶颈,连续攻关,为智能电网发展保驾护航——记清华大学电机系
<*liaracl<-r、'突破瓶颈，连续攻关，为智能电网发展保驾护航——记清华大学电机系教授梅生伟■文/杜浩钧智能电网的概念，最早是由美国专家在2009年提出的，进入新世纪之后，各个国家都在重新审视过去电网建设的模式，探讨未来电网的发展新方向，智能电网正是专家们对这一问题思考、研究的结果。
我国对智能电网的研究、讨论与应用.已经进入了快速发展的轨道，与世界先进水平同步。
交直流电力系统是智能电网发展的新趋势和新常态。
为了保证规模复杂的交直流电力系统正常运行，清华大学电机系教授梅生伟带领他的团队，历经多年技术攻关，成功研发了连锁故障主动防御软件平台，为保障我国特/超高压交直流电力系统安全运行发挥了重要作用，该项目荣获2018年国家科学技术进步二等奖。
梅生伟，清华大学教授，博士生导师，青海大学新能源学院院长，美国电子电气工程师协会会士，英国工程技术学会会士，国家杰出青年基金获得者，教育部长江学者，青海省昆仑学者，基金委创新群体学术带头人。
梅生伟主要从事电力系统鲁棒控制、复杂电力网络理论、电力系统灾变防治和新能源电力系统等研究。
他提出了电力系统非线性鲁棒控制设计原理，解决了复杂电力系统抗干扰控制器设计难题，建立了电力系统非线性鲁棒控制理论，有力推动了现代控制理论的发展；突破了电力系统灾变防治多时间尺度过程分析相互割裂的局限性，建立了电力系统自组织临界理论，开辟了连锁故障机理分析和灾变阻断新途径。
以多目标多决策主体不确定系统综合优化为突破口，提出工程博弈论新方法，研发了压缩空气储能新技术，开创并引领了可再生能源综合利用研究新方向。
在炎炎夏日里，带着对梅生伟的崇敬之情，记者走入了清华园，拜访了这位正直壮年的学者。
宾主一落座，梅生伟就向记者介绍了自己新近获奖的这个项目。
中科技2019年第57期|•13•、«rh・r・rtrr梅生伟教授调研光伏电站梅生伟教授介绍科技成果在交谈的过程中，记者感受到了梅生伟的谦逊之情，始 终将团队的荣誉放在了首位，令记者钦佩。
智能电网中的电力系统信息安全研究
智能电网中的电力系统信息安全研究随着信息技术和智能设备的迅猛发展，智能电网已经成为了能源行业的新趋势。
智能电网通过将传统的电力系统与信息通信技术相结合，实现了对更广泛、更智能的能源管理和分配。
然而，电力系统信息安全问题也逐渐显露出来，这对智能电网的可持续发展提出了挑战。
因此，电力系统信息安全研究势在必行。
首先，我们需要了解电力系统信息安全的重要性。
电力系统作为智能电网的核心部分，涉及到能源供应的稳定性和可靠性。
任何对电力系统的攻击都可能导致电力中断、能源浪费，甚至对社会经济带来巨大影响。
因此，保护电力系统的信息安全不仅仅是保护电力系统本身的利益，也是保护整个社会和国家利益的需要。
在智能电网中，电力系统信息安全研究主要包括以下几个方面。
首先是网络安全。
智能电网在实现电力信息化和智能化的过程中，需要依赖广域网传输能源数据和控制信号。
然而，广域网的开放性和复杂性也给电力系统信息安全带来了威胁。
网络攻击者可能通过黑客攻击、病毒传播等方式入侵电力系统，篡改数据、破坏系统。
因此，需要研究和发展网络安全技术，保护电力系统通信网络的安全。
其次是数据安全。
电力系统需要处理海量的能源数据，包括电力消费数据、发电数据、输电数据等。
这些数据的准确性、完整性和保密性对电力系统运行至关重要。
因此，需要研究和开发数据安全的加密、传输和存储技术，防止数据被篡改、窃取。
另外，还需要考虑智能设备的安全问题。
智能电网中的智能设备涉及到能源管理、测量、控制等关键功能。
如果智能设备受到攻击，可能导致电力系统的故障，甚至导致事故发生。
因此，需要研究和发展智能设备的安全技术，确保其正常运行和防范潜在的威胁。
此外，电力系统信息安全研究还需要关注对抗黑客攻击的技术。
黑客攻击者可能通过对电力系统进行入侵和破坏来达到其非法目的。
因此，需要研究和开发防护系统，及时发现和应对黑客攻击，确保电力系统的安全稳定运行。
最后，电力系统信息安全还需要考虑法律法规和政策的支持。
智能电网信息安全研究综述
智能电网信息安全研究综述摘要：本文简要概述了智能电网信息安全的主要内容，结合智能电网信息安全方案设计的原则，对智能电网信息安全技术的具体应用进行了研究，意在提高智能电网信息化建设中的信息安全性。
关键词：智能电网；信息安全；研究综述引言近年来，网络应用技术取得了极大的进步，许多领域的生产和管理都在逐步走向信息化，我国电力系统的信息化建设正在日趋完善。
尽管智能电网的发展能为电力部门的运作带来了更大的效益，但其信息化建设还存在许多问题，电力网络信息化会受到的外来入侵、操作失误或设备故障等影响，降低了智能电网的信息化水平。
因此，电力部门要加强对智能电网信息安全的重视，把解决智能电网的信息安全问题当作信息化建设的重点。
一、智能电网信息安全风险1、层次结构智能电网延伸覆盖至发电、输电、变电、配电、用电及调度各个环节，智能电网系统在逻辑上基本都可以分为终端层、通信网络层、主站系统层，其中终端层包括各类监控终端、表计终端、作业终端等设备，是智能电网系统的信息底层，负责收集智能电网各类基础信息；通信网络层采用光纤专网、APN无线专网等运营商虚拟专网，用来传输智能电网数据；主站层是智能电网系统的最高层，由计算机设备及其外设、软件构成，从整体上实现对智能电网的监控、分析、调度、管理和优化等功能。
2、智能特点智能电网具有网络更广、交互更多、用户更泛、技术更新的特点。
网络更广指的是智能电网存在无限局域网、移动通信网络等多种通信方式，具有多种网络协议，通信网络更加广泛和复杂；交互更多指的是智能电网信息系统集成度更高，融合程度更强，各个业务系统之间更加频繁和多样；用户更泛指的是智能终端及表计、移动设备等多种设备共存，并大量接入，智能电网用户类型多样，数量庞大；技术更新指的是智能电网广泛利用了新型无线通讯技术、智能设备、虚拟化、物联网、云计算等前沿高科技技术。
二、智能电网信息安全的内容智能电网信息安全防护对象为公司信息大区、生产控制大区的输电、变电、配电、用电、调度、跨环节相关业务系统和通信网络，最终目标是确保信息的机密性、完整性、可用性和抗抵赖性以及企业对信息资源的控制。
电力信息网络安全现状及防范措施论文
电力信息网络安全现状及防范措施论文电力信息网络安全现状及防范措施论文摘要：电力信息网络的发展对电力系统的安全性运行产生重要的影响，有助于促进电力企业的整体经济效益和社会效益的提升，因而加强电力信息网络安全具有一定的现实意义。
本文就电力信息网络安全因素的特点进行简要分析，提出可行的网络安全措施，仅供相关人员参考。
关键词：电力信息；网络安全；防范措施信息技术的发展，为电力企业的工作效率和管理水平的提升发挥着重要的推动作用。
电力信息的网络化在促进电力企业管理的高效化的同时，也给电力企业的网络安全带来了极大的隐患，因而加强电力信息网络安全性的研究满足电力企业发展的实际需求，对于电力企业的稳定发展具有重要意义。
1影响电力信息网络安全因素的特点就当前电力信息网络的总体情况来看，信息网络安全的影响因素具有综合化和复杂化的特点，随着影响信息网络安全的因素的发展，维护电力信息网络安全逐渐成为电力企业当前所面临的一项重要问题。
信息网络的开放性逐渐提高，一定程度上促进了电力信息网络的不稳定性和不安全性，极易受到多种因素的影响导致信息网络出现问题，从而对电力系统的正常运行产生严重影响。
当前我国部分电力企业依然缺乏有效的安全防范体系设置，并且电力相关数据并未进行备份，这种情况下，一旦电力信息网路出现故障，会对电力企业的运行产生严重的影响。
综合来看，电力信息网络中存在诸多不安全因素，严重威胁着电力系统的稳定运行。
2电力信息网络安全的现状当前我国部分电力企业信息网络的安全意识相对淡薄，相关人员也并未充分认识到电力信息网络安全的重要性，缺乏合理有效的信息网络安全体系来对电力信息网络进行规范化管理，当前电力信息网络的运行缺乏有效的制度支撑，实际管理规范效率较低。
当前维护电力信息网络安全的基础设施并不完善，导致电力系统的稳定运行缺乏可靠的前提和基础。
尤其是电力信息网络中的身份验证存在一定弊端，对于不同身份角色的识别过程中存在极大的信息网络安全隐患，亟待电力企业进行有效改善。
智能电网信息安全及其对电力系统生存性的影响
智能电网信息安全及其对电力系统生存性的影响陈来军;梅生伟;陈颖【期刊名称】《控制理论与应用》【年(卷),期】2012(029)002【摘要】The present electric grids will definitely be developed into an intelligent power network interdependently composed of the power network and the information network. The characteristics of an intelligent power network are an alyzed and the importance of the information network security is emphasized. Various risks as well as malicious attack scenarios to the intelligent power network are analyzed from the aspect of information security, ranging from the informa tion collection, transmission, management and interaction. Furthermore, the impact from the emergency in the information network on the survivability of an intelligent power system is discussed based on the basic features of the coupling between the two networks. Proposals based on modern power system developments are given to enhance the information security of the intelligent power system in key technologies, standards, policies and training.%目前的电网必将发展成为由电力网和信息网组成的相互依存的复合网络．分析了智能电网网络构成的特点，阐述了信息网络安全在智能电网安全中的重要性．通过对智能电网信息化引入新元素的主要功能和特点的分析，从信息的采集、传输、处理和互动等角度描述了智能电网的信息安全问题，预想了各类攻击条件下的安全性事故场景．从网络功能的耦合性和网络间故障的传播特性探讨了信息网络安全对电力系统生存性的影响．最后，从关键技术、标准体系、政策法规、培训管理等方面提出了加强智能电网信息安全的具体建议，有助于提高智能电网安全性．【总页数】5页(P240-244)【作者】陈来军;梅生伟;陈颖【作者单位】电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室：清华大学电机系,北京100084;电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室：清华大学电机系,北京100084;电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室：清华大学电机系,北京100084【正文语种】中文【中图分类】TM71【相关文献】1.解析智能电网信息安全及其对电力系统生存性的影响 [J], 杨璞;2.解析智能电网信息安全及其对电力系统生存性的影响 [J], 杨璞3.智能电网信息安全及其对电力系统生存性的影响 [J], 吴青4.试论智能电网信息安全及其对电力系统生存性的影响 [J], 吕勤;罗京5.智能电网信息安全及其对电力系统生存性的影响 [J], 刘思远因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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高电压技术 第３７卷第３期２０１１年３月３１日Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．３，Ｍａｒｃｈ ３１，２０１１从复杂网络视角评述智能电网信息安全研究现状及若干展望梅生伟，王莹莹，陈来军（清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室，北京１０００８４）摘 要：未来智能电网可视为信息／物理网相互依存的超大规模二元复合网络（ｃｙｂｅｒ－ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ，ＣＰＰＧ），研究其安全理论特别是信息安全对全系统存活性的影响在理论和工程两方面均具有重要意义。
全面论述了电网信息安全的国内外研究现状，提出将复杂网络理论加以发展并应用于ＣＰＰＧ的网络建模、拓扑结构特征提取、连锁故障机理分析和脆弱度评估的新思路。
所提研究课题有望建立基于ＣＰＰＧ的二元网络复杂性理论，为未来智能电网的建设提供技术支撑，特别是对从信息安全角度防止系统灾变具有重要意义。
关键词：智能电网；二元复合网络；复杂网络；连锁故障；脆弱度评估；信息安全中图分类号：ＴＭ７１１文献标志码：Ａ文章编号：１００３－６５２０（２０１１）０３－０６７２－０８基金资助项目：国家自然科学基金（５０９７７０４７；５０８２８７０１）。
Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆＣｈｉｎａ（５０９７７０４７，５０８２８７０１）．Ｏｖｅｒｖｉｅｗｓ ａｎｄ Ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｙｂｅｒ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｆ Ｓｍａｒｔ Ｇｒｉｄｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｖｉｅｗ ｏｆ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＴｈｅｏｒｙＭＥＩ Ｓｈｅｎｇ－ｗｅｉ，ＷＡＮＧ Ｙｉｎｇ－ｙｉｎｇ，ＣＨＥＮ Ｌａｉ－ｊｕｎ（Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｓｍａｒｔ ｇｒｉｄ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｇａｒｄｅｄ ａｓ ａ ｄｕａｌ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎｄｃｙｂｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ，ｃａｌｌｅｄ ＣＰＰＧ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｆ ＣＰＰＧ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｙｂｅｒ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｎｔｈｅ ｖｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｓ ｏｆ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｆｒｏｍ ｂｏｔｈ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｇｉｖｅｓ ａｎ ｏｖｅｒａｌｌ ｏ－ｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｃｙｂｅｒ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａ ｎｅｗ ｉｄｅａ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ＣＰＰＧ ｔｈｒｏｕｇｈ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌｉｎｇ，ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ｃａｓｃａｄｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｈｏｐｅｄ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｘ－ｉｔｙ ｔｈｅｏｒｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＣＰＰＧ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｅｘｐｅｃｔｅｄ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃ ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｖｉｅｗ ｏｆ ｃｙｂｅｒ ｓｅｃｕｒｉｔｙ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｍａｒｔ ｇｒｉｄ；ｃｙｂｅｒ－ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ（ＣＰＰＧ）；ｃｏｍｐｌｅｘ ｎｅｔｗｏｒｋ；ｃａｓｃａｄｉｎｇ ｆａｉｌｕｒｅ；ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ａｓ－ｓｅｓｓｍｅｎｔ；ｃｙｂｅｒ ｓｅｃｕｒｉｔｙ０ 引言当前，智能电网的研究方兴未艾，一定程度上讲，智能电网代表了未来电网的主流发展趋势。
从近年电力系统科技发展的脉络上看，广义而言，可以认为智能电网有两大起源：①文［１］提出的数字电力系统理念，其重点在于输电网的智能调度与控制；②文［２］提出的“友好电网”，其重点在于建设互动型配电网。
尤其是文［１］工作的提出，揭开了数字电网乃至智能电网研究工作序幕；２００６年国家电网公司实施ＳＧ１８６工程，开始进行数字化电网和数字化变电站的框架研究和示范工程建设，南方电网公司委托清华大学开展数字南方电网研究［３］；２００９年，国家电网公司提出了建设我国“坚强智能电网”的宏伟蓝图［４］。
国际上，欧美等国纷纷出台了各自的智能电网发展计划。
与此同时，国内外学者从各个方面对智能电网基础理论和关键技术进行了深入研究，取得了一大批重要成果［５－８］，其中多指标自趋优运营能力被认为是智能电网与传统电网的最大区别［９］。
毋庸置疑，智能电网的建设进程伴随着电力系统中数字化和信息化程度的不断提高，系统中的能量流和信息流的交换与互动亦日益频繁，最终使得未来智能电网在很大程度上将发展成一类由信息网和物理（电力）网构成的相互依存的二元复合网络（ｃｙｂｅｒ－ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ，ＣＰＰＧ）。
在此背景下，研究信息网和物理网相互依存的新一代电力网络的拓扑结构特征、连锁故障传播机理、安全水平和生存能力以及相应的预防控制措施在理论和工程两方面均具有重要意义，这主要缘于以下３方面的因素。
１）智能电网在规模和动态上的复杂特性对复杂网络理论本身的发展提出了更高的要求。
随着智能电网建设的深入，ＣＰＰＧ的网络规模２７６DOI:10.13336/j.1003-6520.hve.2011.03.017不断扩大、网络动态的新特性日益增多，从而导致ＣＰＰＧ的网络复杂性持续增强，主要体现在如下两个方面：（１）ＣＰＰＧ是由信息网／物理网耦合而成的超大规模二元复杂网络，它对复杂网络理论研究提出了新的重大挑战。
１９９８年发表于Ｎａｔｕｒｅ上的题为《“小世界”网络的集体动力学》（ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｅ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ‘ｓｍａｌｌ－ｗｏｒｌｄ’ｎｅｔｗｏｒｋｓ）［１０］和１９９９年在Ｓｃｉｅｎｃｅ上发表的题为《随机网络中标度的涌现》（ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ ｏｆ ｓｃａｌ－ｉｎｇ ｉｎ ｒａｎｄｏｍ ｎｅｔｗｏｒｋｓ）的文章［１１］分别揭示了复杂网络理论的小世界和无标度特性，开创了复杂网络理论研究的新纪元。
基于统计特性与结构模型，研究者对网络性能进行了详细的分析，并在网络的社团结构、脆弱度评估和传播动力学等方面取得了较大的进展［１２－１３］。
２００９年７月Ｓｃｉｅｎｃｅ杂志出专栏介绍复杂网络理论的新发展，例如将其用于预测种族冲突［１４］和识别恐怖组织中的关键人物［１５］等问题。
特别需要指出的是，复杂网络理论在电力系统已得到成功应用，文［１６－１７］基于该理论建立了电力系统自组织临界一般理论，包括电网演化机制模型、连锁故障模拟方法、电网脆弱度及风险评估方法和电力系统应急管理平台４项创新。
（２）未来电网若干关键功能，如对分布式发电的接纳、需求侧管理等，无疑加大了ＣＰＰＧ在动态特性上的复杂度。
在资源和环保的压力下，以新能源发电为主体的分布式发电（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＤＧ）成为电力系统发电的一个重要方向［１８－１９］。
通常位于近负荷侧的分布式发电改变了传统电力系统中功率单向流动的特点，也使得电力系统的负荷预测、规划和运行与过去相比具有更大的不确定性［２０－２１］；同时分布式发电的加入，必然需要增加大量通信装置以实现分布式发电的自身控制以及与传统电网的协调［２２］。
此外，借助于先进的测量和通讯系统，基于政策和电价激励的需求侧响应技术被认为是提高系统可靠性和实现节能环保的有效方法［２３］，如通过推广电动汽车平抑负荷峰谷差和减少系统备用，即是一种用户参与需求侧响应的有效方式［２４］。
综上所述，现有工作的研究对象无论其规模和结构多么复杂，大多针对单一复杂网络，或者信息网，或者物理（电力）网，而对于ＣＰＰＧ这类二元网络的复杂网络特性研究则鲜有先例可循，因此，迫切需要发展现有的复杂网络理论，以满足未来智能电网发展的需要。
２）智能电网主要目标的实现需要信息技术的发展来提供保障。
信息化在实现智能电网主要目标（灵活、高效、可持续、节能环保、高可靠性和高安全性等）的过程中起着举足轻重的作用［２５］。
然而，目前大多数的研究和实践更加侧重于信息化引入新功能的实现和挖掘，而对信息化背景下智能电网的安全性问题则缺乏足够的重视。
信息化程度的提高给电网带来诸多安全隐患，如信息采集环节、传输环节、智能控制和电网与用户互动环境下均存在不同程度的安全风险。
信息化带来的种种安全隐患或危害，均可视为对信息网的有意或无意攻击，其影响一般表现为信息网的相继故障从而可能引发信息网瘫痪，严重时故障可能穿越信息网边界波及物理网，进而导致物理网连锁故障。
极端情况下，相继或连锁故障在信息网和物理网之间交替传播，严重威胁电力系统安全运行。
３）对信息安全问题的关注应贯穿智能电网重大工程实践的全过程。
在智能电网重大工程建设过程中，评估系统运行风险、辨识系统薄弱环节并制定相应的预防控制措施贯穿全程，需要充分考虑ＣＰＰＧ中信息网与物理（电力）网紧密融合后带来的新变化。
（１）信息网比物理（电力）网的运行风险更高。
文［２６］指出，广义电力系统是由电力系统（ＥＰＳ）、信息通信系统（ＩＣＳ）和监测控制系统（ＭＣＳ）融合而成的３Ｓ系统：这里的ＩＣＳ／ＭＣＳ即为本文所指的信息网，它是安全供电不可或缺的工具；由于ＩＣＳ／ＭＣＳ存在的潜在漏洞、缺陷和故障，使其成为３Ｓ系统安全风险的主要来源。
如果信息网遭到攻击，则可能给物理（电力）网造成严重的故障，使得电力系统出现大面积停电事故或重要电力设备损坏。
例如，２０１０年９月，伊朗布什尔核电站的计算机系统遭Ｓｔｕｘｎｅｔ蠕虫病毒攻击，大大延迟了伊朗的核进程［２７］。