本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大型電網(wǎng)信息物理實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)。

背景技術(shù)：

能源互聯(lián)網(wǎng)被稱為第三次工業(yè)革命的核心技術(shù)，信息物理系統(tǒng)(cyber physical system，簡稱CPS)是依據(jù)世界科技不斷向信息化發(fā)展這一現(xiàn)實(shí)情況而提出的新理念。借助信息互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分、廣泛且有效地利用分布式能源、滿足能源消費(fèi)者多樣化需求，并可與之互動(dòng)的一種新型能源體系結(jié)構(gòu)，其核心技術(shù)是信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)的緊密融合，被認(rèn)為是電力系統(tǒng)的未來發(fā)展方向。

大型電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)(Grid cyber physical system，簡稱GCPS)依托電力系統(tǒng)豐富的傳感監(jiān)測設(shè)備，以及完善可靠的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)物理過程與其所涉及的內(nèi)部數(shù)據(jù)、外部數(shù)據(jù)等信息量的融合與應(yīng)用，更好反映現(xiàn)實(shí)對象，并對物理過程進(jìn)行更加精確有效的控制，是集成了計(jì)算、通信、控制技術(shù)以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠、高效的電力系統(tǒng)運(yùn)行。

現(xiàn)有的電力系統(tǒng)仿真平臺(tái)難以滿足上述要求，原因如下：

(1)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)仿真平臺(tái)的信息系統(tǒng)是被動(dòng)地匹配物理系統(tǒng)，不能形成兩者間的相互良性影響，不方便擴(kuò)展至由多個(gè)具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的專業(yè)系統(tǒng)組成的互聯(lián)系統(tǒng)。

(2)傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)仿真平臺(tái)難以滿足實(shí)時(shí)仿真大型電網(wǎng)信息物理安全問題。

(3)在GCPS系統(tǒng)中，離散的計(jì)算過程與連續(xù)的物理信息過程并存在系統(tǒng)之中，物理信息混合仿真過程往往由許多并行/并發(fā)的物理活動(dòng)或信息事件組成，計(jì)算過程與信息物理過程的融合使得系統(tǒng)行為與狀態(tài)具有更鮮明的時(shí)空性和動(dòng)態(tài)非確定性，而現(xiàn)有的電力系統(tǒng)仿真平臺(tái)難以刻畫二者的融合特征。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施方式的目的在于提供一種大型電網(wǎng)信息物理實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，融合了信息物理的特征，可以仿真分析電網(wǎng)信息物理安全性問題，有利于對現(xiàn)有安全問題進(jìn)行診斷，還可以對未來電網(wǎng)的信息物理混合系統(tǒng)和電網(wǎng)安全狀態(tài)進(jìn)行仿真和預(yù)測，降低應(yīng)用計(jì)算分析的難度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種大型電網(wǎng)信息物理實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，包括：大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、大型電網(wǎng)信息系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、工控機(jī)安全檢測系統(tǒng)與電力中心控制仿真系統(tǒng)；所述大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)與所述大型電網(wǎng)信息系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)通過高速接口相連，所述工控機(jī)安全檢測系統(tǒng)通過高速接口與所述大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)相連，所述電力中心控制仿真系統(tǒng)通過高速接口分別與所述大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、所述大型電網(wǎng)信息系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)相連。

本發(fā)明實(shí)施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，通過大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)和大型電網(wǎng)信息系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的結(jié)合，可以對電網(wǎng)信息物理安全混合系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，模擬電網(wǎng)信息物理實(shí)時(shí)狀態(tài)，有利于對現(xiàn)有安全問題進(jìn)行診斷，還可以對未來電網(wǎng)的信息物理混合系統(tǒng)和電網(wǎng)安全狀態(tài)進(jìn)行仿真和預(yù)測，降低應(yīng)用計(jì)算分析的難度。另外，通過融合信息物理的特征，可以仿真分析電網(wǎng)信息物理安全性問題，并且可以檢測工控機(jī)是否安全，具有高實(shí)時(shí)性、靈活性、可靠性和綜合性，還可以對網(wǎng)絡(luò)物理故障和安全、網(wǎng)絡(luò)信息安全、電網(wǎng)工控機(jī)安全等一系列大規(guī)模復(fù)雜模型的電力系統(tǒng)安全問題實(shí)現(xiàn)有效的仿真模擬與驗(yàn)證試驗(yàn)，加速電力系統(tǒng)信息物理安全領(lǐng)域的科研和產(chǎn)品研發(fā)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

另外，所述大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)還包括：上位機(jī)、現(xiàn)場可編程門陣列FPGA與多核仿真機(jī)；所述上位機(jī)通過所述FPGA連接至所述多核仿真機(jī)；所述上位機(jī)，用于建立大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)仿真模型、編譯所述大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)仿真模型、并將編譯后的大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)仿真模型下載到所述FPGA；所述FPGA，用于將編譯后的大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)仿真模型的代碼分配給所述多核仿真機(jī)進(jìn)行并行計(jì)算。由于多核仿真機(jī)每個(gè)核之間都是完全獨(dú)立的，抗壓能力強(qiáng)，即使在高負(fù)載狀況下，也可以保證每個(gè)核的性能不受太大的影響，因此，通過將編譯后的仿真模型的代碼分配給多核仿真機(jī)進(jìn)行并行計(jì)算，可以實(shí)時(shí)運(yùn)行大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真模型，提高計(jì)算的效率。

另外，所述FPGA還用于對所述多核仿真機(jī)未接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記；所述多核仿真機(jī)根據(jù)所述標(biāo)記獲取所述未接收到的數(shù)據(jù)，并根據(jù)已接收數(shù)據(jù)與獲取的未接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。這樣，多核仿真機(jī)可以對用電設(shè)備工作時(shí)的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，避免遺漏數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性。

另外，所述大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)還包括：上位機(jī)、數(shù)字信號處理器DSP與多核仿真機(jī)；所述上位機(jī)通過所述DSP連接至所述多核仿真機(jī)；所述上位機(jī)，用于建立大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)仿真模型、編譯所述大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)仿真模型、并將編譯后的大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)仿真模型下載到所述DSP；所述DSP，用于將編譯后的大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)仿真模型的代碼分配給所述多核仿真機(jī)進(jìn)行并行計(jì)算。通過將編譯后的大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)仿真模型的代碼分配給多核仿真機(jī)進(jìn)行并行計(jì)算，可以實(shí)時(shí)運(yùn)行大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真模型，提高計(jì)算的效率，同時(shí)提供了另外一種連接方式將上位機(jī)與多核仿真機(jī)連接在一起，使得本發(fā)明的實(shí)施方式更加靈活多變。

另外，所述大型電網(wǎng)信息系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)具體包括：多個(gè)多核CPU服務(wù)器組、第二模擬I/O接口、工控設(shè)備接入接口與第一外擴(kuò)板卡；所述多個(gè)多核CPU服務(wù)器組相互連接；待測工控設(shè)備通過所述第二模擬I/O接口、所述工控設(shè)備接入接口、所述第一外擴(kuò)板卡中的至少一個(gè)與所述多核CPU服務(wù)器組通信連接；所述多核CPU服務(wù)器組，用于對所述待測工控設(shè)備進(jìn)行信息安全仿真測試。可仿真多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)絡(luò)融合，可連接工控設(shè)備的實(shí)物設(shè)備及物理網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可植入客戶現(xiàn)有或特定數(shù)據(jù)，可連接其他第三方應(yīng)用軟件。

另外，所述電力中心控制仿真系統(tǒng)具體包括：高速并行計(jì)算服務(wù)器組、應(yīng)用服務(wù)器組與數(shù)據(jù)儲(chǔ)存服務(wù)器組；所述高速并行計(jì)算服務(wù)器組分別與所述應(yīng)用服務(wù)器組、所述數(shù)據(jù)儲(chǔ)存服務(wù)器組連接；其中，所述高速并行計(jì)算服務(wù)器組上安裝有并行計(jì)算的應(yīng)用軟件。通過并行計(jì)算的應(yīng)用軟件，可以仿真一體化平臺(tái)、調(diào)度自動(dòng)化、能量管理、電力市場交易、設(shè)備管理、配電管理、區(qū)域控制等，并具有智能監(jiān)控、數(shù)據(jù)交換、下達(dá)控制指令等功能，對整個(gè)仿真電網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配和管理。

另外，所述工控機(jī)安全檢測系統(tǒng)具體包括：多核CPU計(jì)算服務(wù)器、第四模擬I/O接口、協(xié)議轉(zhuǎn)換接口與第三外擴(kuò)板卡；待測工控設(shè)備通過所述第四模擬I/O接口、協(xié)議轉(zhuǎn)換接口、第三外擴(kuò)板卡中的至少一個(gè)與所述多核CPU計(jì)算服務(wù)器連接；所述多核CPU計(jì)算服務(wù)器，用于對所述待測工控設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算測試?？煞抡娑喾N網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)多種工控網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)的檢查、過濾、報(bào)警、阻斷功能，基于工業(yè)漏洞庫的黑名單入侵防御功能、基于機(jī)器智能學(xué)習(xí)引擎的白名單主動(dòng)防御功能、可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模分布式實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)部署。

附圖說明

圖1是根據(jù)根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的大型電網(wǎng)信息物理實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的大型電網(wǎng)信息系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的電力中心控制仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的工控機(jī)安全檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式中的大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式中的電力中心控制仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請所要求保護(hù)的技術(shù)方案。

本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及一種大型電網(wǎng)信息物理實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)。如圖1所示，包括：大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、大型電網(wǎng)信息系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、工控機(jī)安全檢測系統(tǒng)、電力中心控制仿真系統(tǒng)與功率放大器，其中，大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)中包括第一模擬I/O接口。

大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)與大型電網(wǎng)信息系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)通過高速接口相連，工控機(jī)安全檢測系統(tǒng)通過高速接口與大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)相連，電力中心控制仿真系統(tǒng)通過高速接口分別與大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、大型電網(wǎng)信息系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)相連。

在實(shí)際應(yīng)用中，大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)可以通過功率放大器與用電設(shè)備進(jìn)行電連接，并通過功率放大器為用電設(shè)備供電。用電設(shè)備可以通過第一模擬I/O接口與大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)通信連接；并通過第一模擬I/O接口將工作時(shí)的數(shù)據(jù)輸出至大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，以進(jìn)行硬件在環(huán)仿真測試(HIL)和快速控制原型(RCP)測試。

需要說明的是，本實(shí)施方式中的用電設(shè)備可以為多個(gè)，第一模擬I/O接口也可以為多個(gè)，不同的用電設(shè)備可以通過不同的第一模擬I/O接口接入大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，也可以通過外擴(kuò)板卡接入大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，進(jìn)行硬件在環(huán)仿真測試(HIL)和快速控制原型(RCP)測試。

本實(shí)施方式中的大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)還可以包括：上位機(jī)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)與多核仿真機(jī)，如圖2所示。上位機(jī)可以通過FPGA連接至多核仿真機(jī)，上位機(jī)用于建立大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)仿真模型、編譯大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)仿真模型、并將編譯后的大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)仿真模型下載到FPGA，具體的，上位機(jī)可以通過TCP/IP協(xié)議或者其他協(xié)議將編譯后的仿真模型下載到FPGA，然后FPGA將編譯后的大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)仿真模型的代碼分配給多核仿真機(jī)進(jìn)行并行計(jì)算，可實(shí)時(shí)運(yùn)行大型的物理系統(tǒng)安全仿真模型。

在實(shí)際應(yīng)用中，F(xiàn)PGA還可以對多核仿真機(jī)未接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記，多核仿真機(jī)根據(jù)標(biāo)記獲取未接收到的數(shù)據(jù)，并根據(jù)已接收數(shù)據(jù)與獲取的未接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。這樣，多核仿真機(jī)可以對用電設(shè)備工作時(shí)的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，避免遺漏數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性。

本實(shí)施方式中的大型電網(wǎng)信息系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)具體包括：多核CPU服務(wù)器組、第二模擬I/O接口、工控設(shè)備接入接口與第一外擴(kuò)板卡。其中多核CPU服務(wù)器組可以包含多個(gè)多核CPU服務(wù)器，且多個(gè)多核CPU服務(wù)器相互連接，并預(yù)留其他設(shè)備接入接口。待測工控設(shè)備可以通過第二模擬I/O接口與多核CPU服務(wù)器組通信連接，如圖3中所示。在實(shí)際應(yīng)用中，待測工控設(shè)備也可以通過工控設(shè)備接入接口、第一外擴(kuò)板卡等與多核CPU服務(wù)器組連接，以方便多核CPU服務(wù)器組對待測工控設(shè)備進(jìn)行信息安全仿真測試。

在實(shí)際應(yīng)用中，對待測工控設(shè)備進(jìn)行電網(wǎng)信息系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真時(shí)，可以使用QualNet、NS3等高速通信仿真軟件，基于高速并行處理算法，靈活開放的C/C++代碼結(jié)構(gòu)，具有高精度、高魯棒性，多種軟硬件實(shí)時(shí)接口，可實(shí)時(shí)仿真模擬通信數(shù)據(jù)截獲與防御、電網(wǎng)大用戶數(shù)據(jù)隱私截獲與防御、通信協(xié)議入侵與防御、弱賬號密碼入侵與防御、通信網(wǎng)絡(luò)病毒感染與防御、嗅探器掃描入侵與防御、IP欺騙入侵與防御、數(shù)據(jù)庫注入入侵與防御、設(shè)備儀器設(shè)置參數(shù)入侵與防御、無線傳感器入侵與防御、電力監(jiān)控系統(tǒng)入侵與防御、無線信號干擾入侵與防御、網(wǎng)絡(luò)路由器入侵與防御、節(jié)點(diǎn)破壞入侵與防御等安全特征。下面以通信數(shù)據(jù)截獲與防御為例進(jìn)行說明。在仿真模擬通信數(shù)據(jù)截獲與防御時(shí)，大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)A的電流電壓等數(shù)據(jù)，通過大型電網(wǎng)信息系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，目的是將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娏χ行目刂品抡嫦到y(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)B，在數(shù)據(jù)傳輸過程中的某一個(gè)通訊節(jié)點(diǎn)上入侵，把入侵的節(jié)點(diǎn)B1偽裝成B，這時(shí)候A就把數(shù)據(jù)直接傳給了這個(gè)偽裝節(jié)點(diǎn)B1，就截獲了數(shù)據(jù)，然后再通過B1把數(shù)據(jù)發(fā)給B，從A、B的角度看，不會(huì)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)被截獲了。

本實(shí)施方式中的電力中心控制仿真系統(tǒng)具體包括：高速并行計(jì)算服務(wù)器組、應(yīng)用服務(wù)器組與數(shù)據(jù)儲(chǔ)存服務(wù)器組，如圖4所示。高速并行計(jì)算服務(wù)器組分別與應(yīng)用服務(wù)器組、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存服務(wù)器組連接；其中，高速并行計(jì)算服務(wù)器組上安裝有并行計(jì)算的應(yīng)用軟件。具體的說，通過并行計(jì)算的應(yīng)用軟件，可以仿真一體化平臺(tái)、調(diào)度自動(dòng)化、能量管理、電力市場交易、設(shè)備管理、配電管理、區(qū)域控制等，并具有智能監(jiān)控、數(shù)據(jù)交換、下達(dá)控制指令等功能，對整個(gè)仿真電網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配和管理。比如說，在仿真設(shè)備管理時(shí)，通過系統(tǒng)仿真和外接設(shè)備及其他設(shè)備參數(shù)的采集，統(tǒng)一進(jìn)行設(shè)備管理，以達(dá)到效率最優(yōu)。

本實(shí)施方式中的工控機(jī)安全檢測系統(tǒng)具體包括：多核CPU計(jì)算服務(wù)器、第四模擬I/O接口、協(xié)議轉(zhuǎn)換接口與第三外擴(kuò)板卡，其中，待測工控設(shè)備可以通過第四模擬I/O接口與多核CPU計(jì)算服務(wù)器連接，如圖5所示。在實(shí)際應(yīng)用中，待測工控設(shè)備也可以通過協(xié)議轉(zhuǎn)換接口、第三外擴(kuò)板卡、高速的數(shù)字I/O接口等與多核CPU服務(wù)器組連接，以方便多核CPU計(jì)算服務(wù)器對待測工控設(shè)備進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算測試。具體的說，本實(shí)施方式中的工控機(jī)安全檢測系統(tǒng)，可以支持多種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持多種工控機(jī)安全掃描，可離線或在線升級，可擴(kuò)展其他功能，具備多種工控網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)的檢查、過濾、報(bào)警、阻斷功能，基于工業(yè)漏洞庫的黑名單入侵防御功能、基于機(jī)器智能學(xué)習(xí)引擎的白名單主動(dòng)防御功能、可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模分布式實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)部署。

本發(fā)明實(shí)施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，通過大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)和大型電網(wǎng)信息系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的結(jié)合，可以對電網(wǎng)信息物理安全混合系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，模擬電網(wǎng)信息物理實(shí)時(shí)狀態(tài)，有利于對現(xiàn)有安全問題進(jìn)行診斷，還可以對未來電網(wǎng)的信息物理混合系統(tǒng)和電網(wǎng)安全狀態(tài)進(jìn)行仿真和預(yù)測，降低應(yīng)用計(jì)算分析的難度。另外，通過融合信息物理的特征，可以仿真分析電網(wǎng)信息物理安全性問題，并且可以檢測工控機(jī)安全，具有高實(shí)時(shí)性、靈活性、可靠性和綜合性，還可以對網(wǎng)絡(luò)物理故障和安全、網(wǎng)絡(luò)信息安全、電網(wǎng)工控機(jī)安全等一系列大規(guī)模復(fù)雜模型的電力系統(tǒng)安全問題實(shí)現(xiàn)有效的仿真模擬與驗(yàn)證試驗(yàn)，加速電力系統(tǒng)信息物理安全領(lǐng)域的科研和產(chǎn)品研發(fā)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及一種大型電網(wǎng)信息物理實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)。第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式大致相同，主要區(qū)別之處在于：在第一實(shí)施方式中，上位機(jī)可以通過現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)連接至多核仿真機(jī)。而在本發(fā)明第二實(shí)施方式中，上位機(jī)可以通過數(shù)字信號處理器(DSP)連接至多核仿真機(jī)。

具體的說，本實(shí)施方式中的大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)還可以包括：上位機(jī)、數(shù)字信號處理器(DSP)與多核仿真機(jī)，如圖6所示。

上位機(jī)可以通過DSP連接至多核仿真機(jī)；上位機(jī)用于建立大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)仿真模型、編譯大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)仿真模型、并將編譯后的大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)仿真模型下載到DSP，具體的，上位機(jī)可以通過TCP/IP協(xié)議或者其他協(xié)議將編譯后的仿真模型下載到DSP，然后DSP將編譯后的大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)仿真模型的代碼分配給多核仿真機(jī)進(jìn)行并行計(jì)算。

本實(shí)施方式中上位機(jī)可以通過數(shù)字信號處理器(DSP)連接至多核仿真機(jī)，提供了另外一種連接方式，使得本發(fā)明的實(shí)施方式更加靈活多變。

本發(fā)明第三實(shí)施方式涉及一種大型電網(wǎng)信息物理實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，第三實(shí)施方式在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，改進(jìn)之處在于：本實(shí)施方式中的電力中心控制仿真系統(tǒng)還可以包括：第三模擬I/O接口、監(jiān)控設(shè)備接入接口與第二外擴(kuò)板卡。

具體的說，本實(shí)施方式中用電設(shè)備的監(jiān)控設(shè)備可以通過第三模擬I/O接口接入高速并行計(jì)算服務(wù)器組，如圖7所示。在實(shí)際應(yīng)用中，監(jiān)控設(shè)備也可以通過接入接口、第二外擴(kuò)板卡、高速的數(shù)字I/O接口等與高速并行計(jì)算服務(wù)器組進(jìn)行連接，以便高速并行計(jì)算服務(wù)器組根據(jù)監(jiān)控設(shè)備輸入的對用電設(shè)備的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，對仿真的大型電網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配和管理。

在本實(shí)施方式中，監(jiān)控設(shè)備可以監(jiān)控用電設(shè)備在工作時(shí)的工作數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送至高速并行計(jì)算服務(wù)器組進(jìn)行計(jì)算，然后將計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸至大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)中進(jìn)行仿真測試。

在本實(shí)施方式，可以將用電設(shè)備的監(jiān)控設(shè)備接入高速并行計(jì)算服務(wù)器組，無需在大型電網(wǎng)物理系統(tǒng)安全實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)中接入待測工控設(shè)備，使得本發(fā)明實(shí)施方式更方便。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一個(gè)設(shè)備(可以是單片機(jī)，芯片等)或處理器(processor)執(zhí)行本申請各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。