SimuNPS-SuperNet

SuperNet网络通信仿真平台面向新型电力系统通信网络仿真需求，支持通信建模、协议交互、异常注入、网络安全事件推演和控制保护策略融合，可与电力系统模型协同运行，支撑调度控制、系统保护、新能源场站级协调控制、虚拟电厂调控等业务场景验证。

一、平台定位

SuperNet网络通信仿真平台是SimuNPS产品系列的高级应用之一，面向新型电力系统通信网络仿真、通信异常分析、网络安全事件推演和电力业务影响分析等需求，构建通信网络、协调控制策略、电力系统响应和业务分析协同运行的仿真验证环境。

随着数以亿计智能终端接入电力系统，调度控制、安稳装置、变电自动化和智能变电站等业务形态不断演进，通信网络已成为支撑新型电力系统安全稳定运行的重要基础，其可靠性、实时性和信息安全保障能力面临更高要求。通信时延、丢包、拥塞、中断、异常流量、数据慕改、虚假数据注入和拒绝服务攻击等事件，可能改变通信过程和业务执行效果，进一步影响调度控制、系统保护、安稳控制、配电自动化和新能源场站协调控制等动作流程甚至导致调控结果的大幅偏离，从而影响电力系统稳定运行。

SuperNet网络通信仿真平台融合SimuNPS产品体系的电力系统建模、仿真计算、工程管理和数据分析能力，其中电力系统模型侧依托SimuNPS-EMT电力系统模型，实现电力系统动态响应过程仿真和各类各层级控制器仿真；通信网络侧由SuperNet负责通信拓扑建模、设备配置、协议交互、业务数据传输、异常事件模拟和网络安全场景构建。通过SuperNet与SimuNPS-EMT协同运行，可实现通信网络状态、控制保护策略和电力系统动态响应之间的联合分析，帮助用户在安全可控的数字环境中复现通信异常和网络安全事件，分析其对电力业务过程和系统运行效果的影响，支撑通信配置优化、控制保护策略验证、工程测试和科研实验。

二、信息物理联合仿真能力

(一)联合仿真对象

SuperNet网络通信仿真平台面向新型电力系统通信网络与电力业务协同运行需求，围绕电力系统模型、通信网络模型、协调控制模型、异常事件模型和业务分析模型构建联合仿真对象体系，实现通信过程、电力业务策略和系统动态响应之间的关联分析。

1.电力系统模型

依托SimuNPS-EMT电力系统模型，描述电源、电网、负荷、储能、新能源场站、保护控制装置和调度控制对象，为通信事件影响分析提供电力系统动态响应基础。

2.通信网络模型

由SuperNet构建通信拓扑、通信设备、链路状态、协议交互和业务数据流，模拟电力业务数据在通信网络中的传输过程。

3.协调控制模型

描述AGC/AVC、系统保护、安稳控制、配电自动化和新能源场站协调控制等业务策略，支撑通信条件变化下的控制策略执行效果分析。

4.异常事件模型

描述通信时延、丢包、拥塞、中断、异常报文和典型网络安全事件，用于复现复杂通信条件下的业务扰动过程。

5.业务分析模型

综合通信指标、电力响应和控制策略执行结果，形成面向电力业务过程的联合分析结果和可视化展示。

(二)联合仿真流程

SuperNet围绕“通信网络场景构建-协议交互仿真-异常事件注入-控制策略响应-电力系统动态响应-业务影响分析"形成联合仿真流程。首先，根据典型业务场景建立通信网络模型，配置拓扑、设备、链路和业务数据流，并通过典型协议模拟电力业务数据交互过程。

在仿真过程中，平台可注入时延、丢包、拥塞、中断以及网络安全事件，并关联AGC/AVC、系统保护、安稳控制、配电自动化和新能源场站协调控制等业务策略，模拟控制指令传输、状态信息反馈和策略动作执行过程。

通过与SimuNPS-EMT协同运行，SuperNet将通信过程和异常事件影响映射至电力系统动态响应，对电压、电流、功率、频率、保护动作和控制效果等指标进行综合分析，为通信配置优化、控制保护策略验证和工程应用提供支撑。

(三)核心能力

SuperNet网络通信仿真平台围绕新型电力系统通信网络与电力网络深度交互融合需求，形成“通信网络可建模、协议过程可仿真、异常事件可复现、控制策略可融合、安全事件可推演、防护策略可验证、仿真结果可视化”的核心能力体系。平台通过与SimuNPS-EMT电力系统模型协同运行，实现通信网络状态、控制保护策略和电力系统动态响应之间的关联分析，支撑复杂通信环境下电力业务安全运行验证。

1.电力通信网络图形化建模能力

SuperNet支持面向调度控制、智能变电站、配电自动化、新能源场站等典型场景开展通信网络图形化建模，实现通信节点、网络设备、链路关系、业务流向和关键参数配置，为协议仿真、异常注入和安全事件分析提供基础。

2.典型电力通信协议仿真能力

SuperNet支持TCP/UDP、IEC 60870-5-104、IEC 61850、Modbus TCP、DNP3、C37.118等典型电力通信协议仿真，模拟遥测、遥信、控制指令、保护信号和状态信息传输过程，分析协议交互、报文时序和业务响应。

3.通信异常场景注入能力

SuperNet支持针对通信链路、网络节点和业务数据流开展异常场景配置与注入，可模拟固定时延、随机时延、突发时延、随机丢包、连续丢包、链路拥塞、带宽受限、节点失效、链路中断和协议异常等典型通信问题。可分析通信质量变化对控制指令传输、状态信息反馈、保护信号交互和业务连续性的影响，为通信异常影响分析和系统运行状态验证提供依据。

4.控制保护策略融合能力

SuperNet支持将AGC/AVC调度控制、系统保护、安稳控制、配电自动化控制、新能源场站协调控制等业务策略与通信网络模型关联，模拟控制指令传输、状态反馈和策略动作执行过程，分析通信异常和网络安全事件对动作时序、执行效果及系统安全运行的影响。

5.网络安全事件仿真与影响推演能力

SuperNet支持构建拒绝服务攻击、虚假数据注入、中间人攻击、重放攻击、通信劫持和异常流量等网络安全事件，分析安全事件对通信过程、电力业务流程和系统运行结果的影响。

6.防护策略验证能力

SuperNet可围绕访问控制、通信隔离、报文校验、加密传输、异常流量处置和应急恢复等防护策略开展仿真对比验证，分析策略部署前后对通信实时性、业务连续性和系统运行效果的影响，为电力业务影响分析、攻防演练、安全培训和策略优化提供支撑。

7.联合仿真分析与可视化能力

SuperNet可与SimuNPS-EMT电力系统模型协同运行，对通信状态、异常事件、控制策略执行过程和电力系统响应进行联合分析，支持通信时延、丢包率、吞吐量、控制响应、保护动作和防护效果等结果记录与可视化展示。

三、典型应用

SuperNet网络通信仿真平台面向新型电力系统通信安全和信息物理联合仿真需求，可服务于规划研究、工程设计、系统联调、运行评估、科研教学和安全演练等多个阶段。平台通过构建可重复、可配置、可分析的仿真环境，帮助用户在真实系统上线前复现通信异常与网络安全事件场景，分析其对电力业务过程和系统动态响应的影响，并在科研教学中支撑典型电力CPS场景验证。

1.智能变电站通信异常事件对站内安全运行的影响

SuperNet可构建站控层、间隔层和过程层通信网络，模拟IEC61850等典型协议交互过程，分析通信时延、丢包、拥塞、中断和异常报文对站内监控、保护控制和设备联动的影响，支撑智能变电站通信配置验证、业务可靠性分析和实验教学。

2.AGC/AVC调度控制极端网络安全事件对电力系统安全运行的影响

SuperNet可模拟调度主站、厂站端、控制中心、通信链路和电力系统模型之间的数据交互过程，分析通信异常对遥测遥信上传、控制指令下发、调度策略执行和系统运行状态感知的影响，为调度自动化系统联调、控制策略验证和通信配置优化提供支撑。

3.安控系统极端网络安全事件对电力系统安全运行的影响

SuperNet可面向广域保护、安稳装置和系统级控制策略，分析通信链路异常、报文延迟、关键数据丢失和数据异常对动作逻辑、动作时序、控制效果和系统稳定性的影响，支撑电网系统保护方案验证和安全稳定控制策略优化。

4.考虑通信网络安全的配电自动化系统性能仿真校核

SuperNet可构建配网主站、子站、FTU、DTU、TTU、智能电表和通信终端等典型场景，模拟复杂通信条件下配电自动化业务运行过程，分析通信异常对故障定位、故障隔离、供电恢复、状态监测和终端联动的影响，为配电自动化系统性能校核和通信方案验证提供支撑。

5.考虑通信网络安全的新能源场站协调控制系统性能仿真校核

SuperNet可面向风电、光伏、储能、SVG和场站控制系统，构建新能源场站通信网络与控制业务模型，模拟异常流量、数据篡改、虚假数据注入和拒绝服务攻击等事件，分析其对有功控制、无功调节、并网运行、场站协调控制和系统安全的影响。

6.基于电力系统数字仿真的电力通信网络安全攻防全过程演练

SuperNet可通过与外部红蓝对抗平台、网络攻防靶场或安全测试工具协同，构建贴近电力业务过程的网络安全事件仿真与演练场景，支撑攻击过程复现、防护策略验证、应急处置演练和安全培训。通过可重复、可配置的仿真环境，用户可在不影响真实系统运行的前提下，完成网络安全事件影响分析和防护策略验证。

7.科研教学与实验平台建设

面向高校、科研院所和实验平台建设需求，SuperNet可提供可配置、可复现的电力通信网络仿真环境，支撑电力通信协议研究、电力CPS分析、协调控制策略验证、网络安全事件影响机理研究和实验教学。通过与SimuNPS-EMT电力系统模型协同运行，构建面向新型电力系统的综合实验验证环境，为科研创新、技术验证和人才培养提供支撑。