[发明专利]电力信息物理系统路由优化方法及系统

说明书

本公开提出了电力信息物理系统路由优化方法及系统，包括：故障扩散阶段建模步骤：在电力信息物理系统信息节点受攻击情况下，对故障扩散过程进行建模；故障处理步骤：基于所建模型，查找故障信息节点，隔离已故障信息节点，对拓扑改变后的电力通信网进行路由重优化，转移已故障调度节点的业务至备用正常调度节点，维持信息传输工作；故障恢复步骤：计算失效信息节点负荷，按照权重从大到小依次恢复信息节点和其所依附的物理节点。减少了信息攻击对电力通信网信息传输业务所带来的负面影响。

技术领域

本公开属于电力信息物理系统优化技术领域，尤其涉及电力信息物理系统路由优化方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着智能电网与能源互联网的建设与推进，电力通信网的功能日益强大，规模逐步扩展，成为电力系统的第二个实际网络。其承载了更多的电力系统通信业务，与电力网的耦合越来越紧密，传统的电力系统正在向电力信息物理系统转化。通信网与电力网的深度融合，一方面充分利用了各方面的资源，提高了能源系统的运行效率，另一方面，也给电网的稳定运行带来了潜在风险。电力系统愈发依赖通信系统，当通信系统遭受攻击时，故障有可能跨空间传播至整个电力系统，形成连锁故障。因此，开展电力信息物理系统(电力CPS)路由优化工作，减少风险跨空间扩散，维护整个电力系统安全可靠运行具有重要的意义。

与传统电网相比，信息攻击威胁下，电力CPS故障处理过程更为复杂，信息系统与电力系统之间存在广泛交互，故障存在经终端设备从信息节点扩散到电力空间的可能。在风险跨域传播分析方面，当前文献曾使用贝叶斯网络模型，细胞自动机理论，复杂网络理论等对故障从信息域扩散到物理域的过程进行建模。当前，关于电力信息物理系统故障跨空间传播处理的研究仍然处于初步阶段。相关学者从可靠性评估方面，结合故障跨空间传播过程，分析了监视节点与控制节点失效对电网运行的影响，但是在故障发生后，如何根据故障跨空间传播过程处理已发生故障，减少信息攻击对电力CPS的负面影响等后续研究还比较少。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了电力信息物理系统路由优化方法，解决了电力CPS在遭受信息攻击情况下的连锁故障的发生。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了电力信息物理系统路由优化方法，包括：

故障扩散阶段建模步骤：在电力信息物理系统信息节点受攻击情况下，对故障扩散过程进行建模；

故障处理步骤：基于所建模型，查找故障信息节点，隔离已故障信息节点，对拓扑改变后的电力通信网进行路由重优化，转移已故障调度节点的业务至备用正常调度节点，维持信息传输工作；

故障恢复步骤：计算失效信息节点负荷，按照权重从大到小依次恢复信息节点和其所依附的物理节点。

进一步的技术方案，故障扩散阶段建模步骤中，所建模型用以描述故障在信息节点内扩散、从信息节点扩散到电力空间的过程。

进一步的技术方案，基于所建模型，还包括：查找故障信息节点，经过定位与动作时间后，将已故障信息节点进行隔离，断开与周围节点数据传输。

进一步的技术方案，若失效的控制节点对应为发电机、变压器则就地保护装置启动，节点退出运行；否则进行隔离，或等待周围线路启动三段式保护，断开与周围电力节点连接。

进一步的技术方案，对故障扩散过程进行建模时，对时间进行离散化，将信息节点状态分为正常与故障两种状态，描述故障传输过程，建立连锁故障传播模型。

进一步的技术方案，对拓扑改变后的电力通信网进行路由重优化时，建立最短路径集，查找最短路径与备用线路，完成信息攻击威胁下的电力通信网业务传输。