[发明专利]一种考虑网络攻击的电力系统恢复力评估方法

说明书

本发明公开一种考虑网络攻击的电力系统恢复力评估方法，其步骤包括：1建立电力—通信复合系统模型；2计算各节点攻击成功概率，模拟攻击造成的影响，并进行输电信息物理系统协同恢复；3恢复力计算与评估。本发明考虑了电力系统信息网络受到网络攻击后对电力系统的影响，并对电网恢复力进行评估，从而能提高电力系统受到网络攻击时抵御灾变的能力。

技术领域

本发明涉及电网恢复力评估领域，具体的说是一种考虑网络攻击的电力系统恢复力评估方法。

背景技术

随着智能电网战略的推进，电网数字化和信息化水平逐渐提高，能量流和信息流的交互影响愈发增强。在此背景下，提出将电力信息物理融合系统(cyberphysicalsystem，CPS)作为下一代电力系统基本架构。CPS可以充分反映电网正常运行时的物理过程和信息过程，体现两者的深度融合和交互影响，以期在达到系统安全稳定运行目标的同时提升系统整体性能。

由于CPS对信息网络的依存度越来越高，信息系统的失效也将显著影响物理系统的运行，甚至可能导致电力系统发生严重的停电事故。多起大停电的主要原因就是信息系统失效，状态估计功能退出运行，控制中心失去对电网实时状态的感知能力，继而引发连锁故障。电网信息系统受到网络攻击有可能导致电网发生大面积灾变。当前电力系统恢复力评估研究大多考虑冰雪、地震、台风等自然灾害导致电网灾变后如何评估电网的恢复能力，而未考虑网络攻击因素对系统造成大面积灾变的影响。

发明内容

本发明是为了弥补目前电力系统在恢复力评估方面所考虑的故障因素拘泥于自然灾害的不足，提供一种考虑网络攻击的电力系统恢复力评估方法，以期能考虑电力系统信息网络受到网络攻击后对电力系统的影响，并对网络攻击下电力系统恢复力进行准确评估，从而能提高电力系统受到网络攻击时抵御灾变的能力。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

本发明一种考虑网络攻击的电力系统恢复力评估方法的特点是按如下步骤进行；

步骤一、建立电力—通信复合系统模型；

步骤1.1电力网建模：

步骤1.1.1根据电力系统拓扑结构，将发电机、负荷和变电站抽象描述为节点，输电线抽象描述为支路，从而构建一个具有n个电力节点的电力网络；

建立n×n阶的电力—电力物理关联子矩阵A_p＝V_p,ij(n×n)，其中，V_p,ij代表第i个电力节点和第j个电力节点的物理连接关系；当i＝j时，表示节点本身，则V_p,ij＝0；当i≠j，且第i个电力节点和第j个电力节点之间无连接链路时，则V_p,ij＝0；当i≠j，且第i个电力节点和第j个电力节点之间有连接链路时，则V_p,ij＝1；i、j＝1,2,…,n；

步骤1.2通信网建模：

步骤1.2.1将通信同步数字体系设备抽象描述为节点，光纤传输线路抽象描述为支路，从而构建一个具有m个通信节点的通信网络；

建立m×m阶的通信—通信物理关联子矩阵A_c＝V_{c,i′j′(m×m)}；其中，V_c,i′j′代表第i′个通信节点和第j′个通信节点的物理连接关系；当i′＝j′时，表示通信节点本身，则V_c,i′j′＝0；当i′≠j′，且第i′个通信节点和第j′个通信节点之间无连接链路时，则V_c,i′j′＝0；当i′≠j′，且第i′个通信节点和第j′个通信节点之间有连接链路时，则V_c,i′j′＝1；i′、j′＝1,2,…,m；

步骤1.3电力网与信息网相依关系建模：