大规模网络中可扩展的离散事件仿真工具：提升系统效率与可扩展性
系统与控制
2025-04-22 v1 系统与控制
摘要
现代电力系统面临着日益增加的网络-物理攻击风险，因其作为关键基础设施的社会功能，需增强其韧性。挑战在于，防御大规模系统-系统 (system-of-systems) 需要其威胁与风险评估环境具备可扩展性，以支持包括网络感知的电力规划、决策和入侵响应等网络-物理分析。因此，我们提出了一个用于能源系统分析的可扩展离散事件仿真工具，称为 DESTinE。该工具专为大规模网络-物理系统设计，侧重于电力系统。它支持快速于实时的数据流生成，并可在正常与对抗条件下建模数据包流量和拥塞。我们使用三个成熟的电力系统仿真案例（包含 500、2000 和 10,000 个母线），在其上叠加构建的网络-物理系统，采用星形和径向拓扑结构。实验在处理扰动时识别通信网络中的关键节点。所得结果被纳入受约束优化问题，以评估特定节点及其在整个网络中的级联效应。根据优化问题的解，还推导出一种新的混合网络拓扑，将星形和径向结构的优势结合起来，以提高网络韧性。此外，DESTinE 被集成到虚拟服务器和硬件在环 (HIL) 系统中，使用树莓派 5 实现。
引用
@article{arxiv.2504.15198,
title = {Scalable Discrete Event Simulation Tool for Large-Scale Cyber-Physical Energy Systems: Advancing System Efficiency and Scalability},
author = {Khandaker Akramul Haque and Shining Sun and Xiang Huo and Ana E. Goulart and Katherine R. Davis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.15198},
year = {2025}
}