[發(fā)明專利]考慮通信脆弱度的互聯(lián)電網(wǎng)連鎖故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與告警方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710844502.6
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號(hào): CN107679716B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 童曉陽;劉焱濱
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 張輝

1.一種考慮通信脆弱度的互聯(lián)電網(wǎng)連鎖故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與告警方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：構(gòu)造通信鏈路和通信節(jié)點(diǎn)的脆弱度，即：

步驟1.1：采用通信鏈路的發(fā)送延時(shí)、傳播延時(shí)、隊(duì)列延時(shí)、鏈路利用率4個(gè)通信指標(biāo)，構(gòu)造通信鏈路ij的脆弱度指標(biāo)，稱為鏈路脆弱度指標(biāo)E_ij，在不同時(shí)間斷面下動(dòng)態(tài)對(duì)通信鏈路進(jìn)行脆弱度評(píng)估；

步驟1.2：構(gòu)造通信節(jié)點(diǎn)i的性能脆弱度、拓?fù)浯嗳醵取I(yè)務(wù)關(guān)鍵度3個(gè)指標(biāo)，構(gòu)造通信節(jié)點(diǎn)i的脆弱度指標(biāo)，稱為節(jié)點(diǎn)脆弱度指標(biāo)E_i；在不同時(shí)間斷面下動(dòng)態(tài)對(duì)每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)行脆弱度評(píng)估；

步驟2：構(gòu)造考慮通信脆弱性的互聯(lián)電網(wǎng)連鎖故障停運(yùn)概率模型，即：

步驟2.1：構(gòu)造連鎖故障路徑的發(fā)生概率P_L-ev，式中，c表示故障級(jí)數(shù)，F(xiàn)_k(c)表示第c級(jí)電力支路k的支路停運(yùn)概率；N表示該路徑經(jīng)歷的總級(jí)數(shù)；

步驟2.2：對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)脆弱性進(jìn)行多角度的監(jiān)視和告警及考慮通信延時(shí)下互聯(lián)電網(wǎng)支路停運(yùn)概率的重新計(jì)算；

1)對(duì)各業(yè)務(wù)通信脆弱度的監(jiān)視與告警

首先檢查所有業(yè)務(wù)的端到端通信延時(shí)，如果業(yè)務(wù)k的端到端通信延時(shí)超過通信延時(shí)需求上限、或者超過該通信延時(shí)需求的80％但是小于通信延時(shí)需求，就由業(yè)務(wù)路由矩陣R_mn的第k行中元素值為1的各元素，得到業(yè)務(wù)k路由經(jīng)過的各通信節(jié)點(diǎn)編號(hào)，形成業(yè)務(wù)k的通信節(jié)點(diǎn)集合C_k，再計(jì)算得到該集合中各通信節(jié)點(diǎn)的脆弱度，構(gòu)造該集合中通信節(jié)點(diǎn)i的脆弱度激增率A_i，為該通信節(jié)點(diǎn)當(dāng)前時(shí)刻脆弱度E_i(t)和上一時(shí)刻脆弱度E_i(t-1)的差值與上一時(shí)刻脆弱度E_i(t-1)的比值乘以100所得值，即A_i＝(E_i(t)-E_i(t-1))/E_i(t-1)×100；

針對(duì)業(yè)務(wù)k，收集源頭節(jié)點(diǎn)和與其直接連接通信節(jié)點(diǎn)之間的通信鏈路、所經(jīng)通信節(jié)點(diǎn)之間的通信鏈路、目標(biāo)通信節(jié)點(diǎn)和與其直接連接通信節(jié)點(diǎn)之間的通信鏈路、C_k中各通信節(jié)點(diǎn)的脆弱度，從大到小進(jìn)行排列，找到脆弱度最大的通信鏈路、通信節(jié)點(diǎn)，用于說明是由于它們的脆弱度變大造成該業(yè)務(wù)的延時(shí)變大；

當(dāng)某通信節(jié)點(diǎn)的脆弱度激增率超過激增率閾值，則確定該通信節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)為告警狀態(tài)，向工作人員發(fā)出“通信節(jié)點(diǎn)脆弱度激增”告警；

2)如果發(fā)現(xiàn)在同一個(gè)時(shí)刻下多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)的脆弱度激增率都超過激增率閾值，則判斷此時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)同時(shí)遭受分布式拒絕式攻擊，發(fā)出“遭受分布式拒絕式攻擊”告警；然后提取與這些通信節(jié)點(diǎn)相連的各通信鏈路的脆弱度，對(duì)它們從大到小進(jìn)行排序，找到脆弱度激增率排在前列的通信鏈路，用于說明是由于它們的脆弱度激增造成對(duì)應(yīng)通信節(jié)點(diǎn)的脆弱度激增；

3)對(duì)于端到端延時(shí)超過服務(wù)質(zhì)量需求的業(yè)務(wù)，將其源頭的通信節(jié)點(diǎn)，定義為不可觀測通信節(jié)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)源頭電力節(jié)點(diǎn)的潮流數(shù)據(jù)變?yōu)椴豢捎^測，就沿用前一時(shí)刻的節(jié)點(diǎn)潮流數(shù)據(jù)，重新進(jìn)行潮流計(jì)算，得到考慮業(yè)務(wù)通信延時(shí)下各支路的停運(yùn)概率；并向工作人員發(fā)出“通信延時(shí)超時(shí)”告警；

同樣，針對(duì)通信延時(shí)超時(shí)的業(yè)務(wù)，收集源頭節(jié)點(diǎn)和與其直接連接通信節(jié)點(diǎn)之間的通信鏈路、所經(jīng)通信節(jié)點(diǎn)之間的通信鏈路、目標(biāo)通信節(jié)點(diǎn)和與其直接連接通信節(jié)點(diǎn)之間的通信鏈路、C_k中各通信節(jié)點(diǎn)的脆弱度，從大到小進(jìn)行排列，找到脆弱度激增率排在前列的通信鏈路和通信節(jié)點(diǎn)，用于說明是由于它們的脆弱度變大造成該業(yè)務(wù)的延時(shí)變大；

步驟3：對(duì)互聯(lián)電網(wǎng)連鎖故障路徑的綜合風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估與告警，即：

步驟3.1：定義連鎖故障路徑L的綜合風(fēng)險(xiǎn)度為R_iskL-ev，R_iskL-ev＝P_L-ev*C_L-ev，P_L-ev為連鎖故障路徑L的發(fā)生概率指標(biāo)，C_L-ev為連鎖故障路徑L的綜合后果指標(biāo)；

步驟3.2：考慮通信網(wǎng)絡(luò)的脆弱性，對(duì)互聯(lián)電網(wǎng)連鎖故障路徑進(jìn)行綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

當(dāng)電力元件發(fā)生故障跳閘后，利用考慮通信網(wǎng)絡(luò)脆弱性的支路停運(yùn)概率，對(duì)該支路的相鄰支路和次相鄰支路、互聯(lián)電網(wǎng)關(guān)鍵斷面支路的停運(yùn)概率分別計(jì)算，從大到小進(jìn)行排序，將排在前列的支路停運(yùn)概率大的支路，分別作為下一級(jí)故障支路斷開，直至互聯(lián)電網(wǎng)崩潰或解列，形成多條互聯(lián)電網(wǎng)連鎖故障路徑；采用綜合風(fēng)險(xiǎn)度對(duì)不同時(shí)間斷面下各連鎖故障路徑的綜合風(fēng)險(xiǎn)值進(jìn)行排序，統(tǒng)計(jì)獲得排在前列的最能發(fā)生的互聯(lián)電網(wǎng)連鎖故障路徑；

步驟3.3：考慮通信網(wǎng)絡(luò)不可觀測率給出綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的告警

在互聯(lián)電網(wǎng)連鎖故障路徑評(píng)估過程中，如果發(fā)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的不可觀測率超過閾值，就判斷通信網(wǎng)絡(luò)此時(shí)遭受了嚴(yán)重的攻擊或損壞，發(fā)出“綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可疑”嚴(yán)重告警。