[發明專利]一種基于Petri網的在網絡攻擊下穩定負載側電壓的方法

有效

• 申請號: 201810217566.8
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108233384B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 孫軍;盛立健;汝雁飛;付蓉;徐悅
• 申請（專利權）人: 南瑞集團有限公司;國網電力科學研究院有限公司;南京郵電大學
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;姚蘭蘭

本發明公開了一種基于Petri網的在網絡攻擊下穩定負載側電壓的方法，包括以下步驟：步驟1，根據電力系統中負荷變化的動態行為和混雜行為，確定出描述系統的連續狀態變量和離散狀態變量；步驟2，利用petri網對電力系統中，有載調壓變壓器的離散動態行為進行數學描述，建立起描述離散動態行為的petri網模型；步驟3，對負荷變化的連續行為進行數學描述，用微分方程來刻畫連續狀態并利用變遷條件刻畫約束條件；步驟4，模型仿真與分析。本發明的方法不僅證明了有載變壓器在配電系統中對電壓的調節能夠起到積極作用，也有利于解決混雜系統的大擾動問題。

技術領域

本發明涉及一種基于Petri網的在網絡攻擊下穩定負載側電壓的方法，屬于電力系統安全分析技術領域。

背景技術

隨著我國能源互聯網的發展戰略的提出，學術界已開展了許多相關領域的研究。能源互聯網可看作是由傳統電力系統、分布式新能源。通訊網絡等組成的具有互動性的電網物理信息融合系統，其中信息的安全性是保證能源互聯網健康發展的墊腳石?；谥悄茈娋W信息技術平臺的迅速發展，網絡攻擊是利用電力二次系統的信息網絡安全漏洞對系統進行的攻擊，電力通訊異構網絡或者數據采集監控網絡以及遠程終端單元(RTU)是其攻擊的直接目標。因為電力系統正常運行依賴于二次系統的可能性極高，所以網絡攻擊威脅到電力系統的安全穩定運行的可能性極大。另外，對電力系統二次網絡攻擊相對于一次網絡具有以下幾個優點：攻擊范圍廣、攻擊對象多、成本較低、攻擊行為隱蔽等。因此網絡攻擊對電力系統來說已經成為一種不可忽視的威脅。

在電力系統中電壓質量是衡量電能質量的關鍵要素，而配電網擔負著為社會各行各業分配電能的重要職責，它能否安全、穩定、可靠地運行直接關系到經濟民生。近年來隨著智能電網信息技術的發展，電力系統二次系統遭到網絡攻擊的可能性日益增大。因此，研究網絡攻擊下有載變壓器調壓對電壓穩定的作用顯得很有價值與意義。

有載調壓變壓器是一種能在帶負荷的情況下進行變比調節的變壓器，電網中各節點電壓都隨著負荷變化而變化。在電能的傳輸中，會有電壓損失和功率損耗，離電源越遠，電壓偏差和功率損耗越大。另外，電壓偏移的大小可以影響到電氣設備的使用效率和使用壽命，因此電力系統普遍采用有載調壓手段，保證電力系統的穩定運行。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明目的是提供一種基于Petri網的在網絡攻擊下穩定負載側電壓的方法，在分析了調壓過程中有載調壓變壓器的離散事件及負載的連續動態行為后，利用可編程時序petri網可以將離散與連續這兩個不同性質的動態行為在建模過程中結合起來的特性，對調節過程的離散行為進行建模，再結合描述負荷變化這一連續動態行為的數學模型，從而得出電力系統在受到網絡攻擊后的混雜數學模型。本發明的方法不僅證明了有載變壓器在配電系統中對電壓的調節能夠起到積極作用，也有利于解決混雜系統的大擾動問題。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

本發明的一種基于Petri網的在網絡攻擊下穩定負載側電壓的方法，包括以下幾個步驟：

一種基于Petri網的在網絡攻擊下穩定負載側電壓的方法，包括以下幾個步驟：

步驟1，根據電力系統中負荷變化的動態行為和混雜行為，確定出描述有載調壓變壓器的連續狀態變量和離散狀態變量，所述連續狀態變量為有載調壓變壓器用戶側負荷的動態變化，包括有功和無功所述離散狀態變量為有載調壓變壓器的分接頭位置n；

步驟2，對有載調壓變壓器的離散狀態變量進行數學描述，利用Petri網的庫所、變遷和有向弧建立描述離散狀態變量的Petri網模型；

步驟3，對有載調壓變壓器的連續狀態變量進行數學描述，用微分方程來刻畫連續狀態變量并利用變遷條件刻畫約束條件，并將連續狀態變量加入到Petri網模型，實現利用Petri網模型對有載調壓變壓器在電壓發生擾動時的自動調節；

步驟4，模型仿真與分析。