国网山东省电力公司泗水县供电公司
摘要：随着经济的发展，我国的各行各业建设的发展也日新月异，随着电网公司规模的逐步扩大和计算机深度学习技术的快速发展，调度自动化与控制系统的调控范围不断扩大，为全社会电力的正常供给提供技术支持和安全保障。提高调度自动化系统水平可以减少人力和财力，提高电力系统响应速度，有利于推动电网自动控制技术的发展。南方电网西电东送主通道和局部断面长期处于压极限运行方式，调控不当可能产生连锁跳闸，引发电网事故发生。
关键词：深度学习；调度自动化报文合规性；研究与实现
引言
随着调度自动化系统的发展，出现了多现场调度自动化系统。现场指的是地理上相对集中的，由一个或多个相互间关系密切的应用所组成的可以独立运行的系统。多现场大系统是由多个在地理上分散，相互之间可以进行信息共享的现场组成的多现场运行系统，因此，如何统一管理这样的大系统，使得这样的大系统能统一配置、统一监视并且稳定运行成为亟需解决的问题。本文介绍的系统管理能有效地解决上述问题。
1基于大数据及机器学习的控制报文合规性分析
基于大数据及机器学习的控制报文合规性分析主要分为控制报文合规性分析知识库构建过程和应用过程两个过程。控制报文合规性分析知识库构建借助机器学习策略，分析报文历史数据，从中获取单个设备在指定时间段内的操作频率、同类型设备在指定时间段内的操作频率、指定时间段内报文的发送频率等，分析历史统调负荷、气象数据，分析统调负荷、天气因素（例如高温、雨雪、台风）与设备操作频率之间的关系，分析历史报文的，钻取连续下发的报文之间的关系，推理出本次操作其前后应该还会有哪些操作，形成专家库。从数据报文样本中学习报文规律，再结合专家经验，最终形成报文合规性知识，扩充报文合规知识库。控制报文合规性分析知识库应用分为三步：首先通过协议防御装置主获得站与厂站之间的纵向控制报文数据，通过反向隔离装置获得电网运行监控系统和管理系统之间横向交互报文数据；然后在报文合规知识库支撑的基础之上，利用知识推理引擎，对实时交换的报文数据进行合规性检测；最后将检测到的异常报文反馈给用户。（1）不符合规范的报文IEC104协议对应用层传输的控制信息的格式有严格的规定，正常报文受到入侵攻击后被篡改从而不符合规范，从而使得正确的控制信息不能传递到目的站。不符合规范的报文被丢弃，在整个网络环境中产生大量的垃圾报文，使得网络变得拥塞致使出现丢包等现象。对于不符合规范的报文必须加以识别并及时告警。（2）可疑的类型标识集在通信过程中，类型标识是非常重要的内容，每一个应用规约数据单元都只有一个类型标识，分为监视方向的过程信息、控制方向的过程信息、监视方向的系统命令、控制方向的系统命令、控制方向的参数命令以及文件传输。攻击者侵入工控系统后会非法使用类型标识来执行违规操作，从而对系统造成破坏。因此，需要建立可疑的类型标识集来检测数据是否正常。（3）可疑的传送原因集IEC104协议规定任意一次数据传输必须具有明确的传送原因，而且必须给出肯定认可或者否定认可。攻击者入侵工控系统后，取的合法通信地址，篡改通信报文中的传送原因字段，从而影响工控系统的正常运行。因此，可以建立可疑的传送原因集来检测传输内容是否安全。
2系统管理对象及信息存储
系统管理所管理的对象有节点、应用、节点应用、数据库、应用进程等。应用是具有紧密联系的、能够完成特定用户功能的一组数据库、应用进程的集合。节点应用是指部署在某个节点上的某应用，与节点应用相关的重要概念有两个：应用的态和运行状态。应用的态是指应用的运行模式，根据应用的不同，应用态可以有多种，根据应用的特点定义多个态，如运行态、仿真态、研究态、测试态等。节点应用运行状态是指一个节点上的一个应用当前的运行状态。节点应用运行状态有：值班、备用、在线、故障、离线等。应用进程分为以下三种类型：（1）关键进程由系统管理启动和监视，一旦故障，将引发所属节点应用由正常的运行状态切换为故障状态的重要进程称为关键进程。（2）监视进程由系统管理启动和监视，但是故障时不会引发所属节点应用由正常的运行状态切换为故障状态的进程称为监视进程。
（3）普通进程由系统管理监视，但不由其启动的进程称为普通进程。普通进程故障后，系统管理马上能够监视到，并作相应记录，但不再做其他的处理。系统管理所管理的对象的信息存储在面向对象的实时数据库中。该实时数据库管理系统具有以下特点［1－2］：1）采用面向对象的模型，数据库中的每个对象都有唯一不变的对象标识符，支持CIM所需的继承和联系这2种类间关系，支持构造复杂的结构模型。2）采用分布式的体系结构，同一个数据库可以灵活地部署在系统的多个节点上，从而提高数据的访问速度以及系统的可用性。3）提供多种类型的应用程序访问接口，包括：紧耦合访问接口、面向对象的访问接口、基于SQL的访问接口以及JDBC访问接口。4）支持跨现场同步，能将实时数据库同步到另一个现场。
3网络报文系统装置设计应用
3.1数据清洗技术应用
基于网络报文系统的应用，实现对数据的采集、分析、定位。在传统报文结构中，基于网络通信技术的应用，其受硬件系统的影响较大，在大规模的网络报文数据采集、传输过程中，其经常性会出现死机、丢包等情况，制约了系统通信网络的在线分析与故障定位功能的实现。基于新型网络报文装置的研究与应用，不断对其进行完善，基于装置的内部算法，能够快速的处理大量的数据信息，并使其具有很强的拓展功能，能够在保障通信网络在线分析、故障定位的同时，合理规避硬件设备对上述功能模块的影响。基于自动化系统的逐渐完善，网络架构愈加复杂，系统子站上传的信息呈井喷式发展，出现大量的无用数据。基于数据清洗技术的应用，将不良信息筛选清除，总结各数据之间的的不同，保障在线分析的准确性。
3.2硬件结构技术优化
基于新型网络报文装置的应用，能实现对网络通信分析、故障诊断功能的科学优化。除了应用完善的网络结构系统实现对数据的清理之外，还需应用完善的硬件结构系统。基于硬件系统结构分析，其包括处理器设备、报文储存单元、PCI-E总线，处理芯片、网络储存装置等。基于硬件结构的完善应用，拓展设备的储存单元，基于高速通讯技术的应用，使其能够快速的处理相应的数据，实现对报文的无损储存。基于该系统应用，储存单元具备四个网口，能够实现报文的储存，并基于拓展功能的应用，将各单元进行有效的连接，实现对报文的储存、优化。
3.3装置技术特点分析
基于报文装置的应用，基于分布式、模块化结构的设计应用，核心控制单元基于嵌入式高性能芯片的应用，基于网络通信功能的计算处理，使其能够分析、处理相应的数据，在提高实时性的同时，使数据分析更加的稳定。基于电力自动化系统的应用，系统具有很大的信息吞吐量，基于总线的控制功能，能够传输各种信号，基于板间装置总线模式的应用，可以继续拓展相应的报文模块。此外，装置系统应用串口硬盘，数据读写速度较快，能够实现数据的无损传输，应用硬件压缩储存及时，能够实现对海量数据的处理、分析，甚至可以延长数据的储存时间，对各类报文进行科学记录。基于装置技术特点的分析，其在自动化系统中具有强大的在线分析、故障定位功能。
结语
利用模拟攻击产生已知类别的样本日志，将日志进行标记，将其输入分类器模型，训练长短期记忆模型参数，在训练好后的模型中输入未标记数据，即可输出分类好的数据，根据分类好的数据可以检测调度自动化报文合规性，对异常报文进行告警，提高了检测的精度和时效性，符合电力系统自动化技术的发展趋势，可以提高电网控制自动化技术，为电力系统安全运行提高技术支持和安全保障。
参考文献：
[1]梁寿愚，胡荣，周华锋，何超林，方文崇，赵化时，唐羿轩，黄振.基于云计算架构的新一代调度自动化系统[J].南方电网技术，2016，10（6）：8-14.
[2]张兆克.一体化技术在电力调度自动化中的应用研究[J].电子世界，2018（24）：170-172.