[发明专利]一种计及拓扑结构的智能电网控制系统风险评估方法

说明书

本发明公开了一种计及拓扑结构的智能电网控制系统风险评估方法，涉及智能电网的安全评估领域。其技术方案要点是：本发明考虑了网络拓扑结构局部均匀性和全局不平衡性的智能电网控制系统结构性风险评估，基于电力节点电气中心性的相依耦合作用诱发性风险评估以及基于节点设备攻击效能的智能电网控制系统安全防护能力缺陷评估；构建了智能电网控制系统风险评估指标体系；基于雷达图对风险态势数据进行可视化呈现，并建立智能电网控制系统风险综合评估模型。本发明提供了智能电网控制系统风险评估方案，有利于实时掌握智能电网控制系统安全风险情况，保障电网的稳健运行，对智能电网健康发展具有实用价值。

技术领域

本发明涉及智能电网的安全评估领域，更具体地说，它涉及一种计及拓扑结构的智能电网风险评估方法。

背景技术

随着智能电网的不断发展，由智能量测、通信、计算和控制等设备所构成的智能电网控制系统对智能电网的支撑作用不断提高，它是保证电网可观性和可控性的基础。智能电网控制系统典型工作流程为：调度中心通过传感器获取电力一次系统信息，经态势感知得到电力一次系统运行状态，进行电网优化调度，并将决策信息反馈到电力一次系统，实现“闭环控制”。随着当前先进信息通信技术的加持，智能电网控制系统能最大限度地采集和分析发电、变电、输电、配电各个环节的信息，使得智能电网控制系统对电力网的感知和决策功能不断提高。智能电网控制系统在极大提升和优化电网运行与控制效率的同时，也给电网带来了新的风险，引入了更多可能导致系统连锁故障的因素。智能电网控制系统因其所要监测和控制的范围广，所以部署的相关设备多、分布广。有时会因为自然环境的恶劣因素比如闪电、雨雪、风尘等导致设备损坏，或者人为物理破坏和盗取设备，人为从设备节点向控制系统络中注入恶意破坏指令等导致智能电网控制系统结构和功能受损。这些损伤不仅会影响它对电网态势的准确感知和对电网的优化调度，降低其可观可控能力，而且还会在信息流-能源流跨域交互作用下诱发一系列连锁故障。如何保证智能电网控制系统的安全稳定运行，特别是，如何准确可靠地评估和监测智能电网控制系统风险，这对维持智能电网的安全稳定运行、预防大停电事故至关重要。

目前提出的智能电网控制系统风险评估方法，很多是采用连锁故障模拟实验的思路。它们首先构建被评估的复杂网络模型、制定连锁故障规则、制定攻击策略和确定网络风险评估的指标，然后在复杂网络结构上实施攻击策略，保存风险评估的各个指标值并分析实验结果，从而评估不同复杂网络的风险。该方法是针对不同网络结构和不同攻击策略而进行的针对性脆弱性分析，而且最后得到的风险评估结果会随着所制定的网络连锁故障规则和不同攻击策略而改变。显然，该方法的评估结果主观性较强。这里，本发明致力于设计一种不依赖连锁故障实验和诸如连锁故障规则、攻击策略等各种不确定因素影响的实用且客观的智能电网控制系统风险评估方法，以系统基本拓扑结构特性对系统风险的影响作为系统风险评估的核心。另外，现有的系统风险评估指标大都是连锁故障后最大连通子集的节点数目与原网络节点数目的比值，这种风险评估指标较为简单，没有考虑系统自身的安全防护能力。这里，本发明将致力于制定完整、系统的风险评估指标体系，所制定的风险评估指标体系将综合考虑智能电网控制系统的拓扑结构和电力网耦合的影响，并考虑现实情境下系统自身的安全防护能力。此外，目前还缺乏对智能电网控制系统风险进行实时评估和持续监测的方法。这里，本发明还将提出基于雷达图的智能电网控制系统风险态势数据实时呈现方法。

因此，如何研究设计关于智能电网控制系统新的风险评估方法是当前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题是现有的评估方法采用连锁故障模拟实验的思路，该方法是针对不同网络结构和不同攻击策略而进行的针对性脆弱性分析，而且最后得到的风险评估结果会随着所制定的网络连锁故障规则和不同攻击策略而改变。因此，该方法的评估结果主观性较强，以及在风险评估的过程中没有考虑系统自身的安全防护能力；

本发明的目的是提供一种计及拓扑结构的智能电网风险评估方法；