[發明專利]一種基于鏈型風險元傳遞的電力業務事故鏈風險評估方法

在審

• 申請號: 201910026265.1
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN111435915A
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 周文博;高婧;孫辰軍;李存斌;王其清
• 申請（專利權）人: 國網河北省電力有限公司;國家電網有限公司;華北電力大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H02J13/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

本發明提出一種基于鏈型風險元傳遞的電力業務事故鏈風險評估方法，評估考慮了電力通信系統中節點風險的多種狀態，能夠更加全面地分析風險傳遞路徑，細化風險狀態，加強風險管控，事故鏈風險評估的步驟包括：步驟1：將電力通信系統進行抽象，構成通信系統拓撲結構圖；步驟2：收集電力通信系統面臨的風險元以及系統運行的歷史數據，計算節點間的風險傳遞關系；步驟3：根據條件概率公式定義鏈型風險元傳遞函數，可得到初始節點風險元通過電力信息物理融合系統路徑引發連鎖故障使某節點風險狀態的概率；步驟4：根據電力業務在不同風險狀態下發生事故的損壞程度，計算某條事故鏈下的風險。

技術領域

本發明屬于電力系統連鎖故障風險領域，尤其涉及一種基于鏈型風險元傳遞理論的電力業務事故鏈風險評估方法。

背景技術

隨著綜合能源系統建設的大力推進，傳統電力系統發展為信息物理融合系統是大勢所趨。電力信息物理融合系統的主要功能是協調處理各種電力業務數據信息并給出優化調度指令，比如電價調整信息、切負荷信息等。電力業務根據其不同職能，在傳輸優先級、實時性、可靠性等指標上有不同的要求，而在信息系統中各電力業務數據信息交互是通過信道傳輸完成的，傳輸過程中信息受網絡攻擊、連鎖故障影響可能發生延遲、誤碼，這會對電力業務的傳輸優先級、實時性、可靠性等要求造成威脅，從而使電力業務失效，危害電力信息物理融合系統的穩定運行。我國學者在對電力信息物理融合系統中電力業務安全問題的研究方面取得了許多重要成果，比如電力通信系統可靠性分析、連鎖故障分析等，但在評估方法上仍然采用的是對傳統電力系統可靠性評估的解析法或蒙特卡洛模擬法以及故障樹等方法，僅考慮到元件故障和正常運行兩種狀態，而由于電力信息物理系統包含了兩類異質系統，并且相互耦合，情況較為復雜，這些方法對于系統風險的評估不夠全面。因此，開發出一種從更加全面、綜合的角度對電力通信系統風險進行研究的方法，運用鏈型風險元傳遞理論對電力業務相關事故鏈的風險進行評估。

發明內容

本發明公開一種新的方法，利用鏈型風險元傳遞理論的評估方法，對電力通信系統中影響通信業務安全的關鍵風險路徑進行搜索、評估，有利于識別出高危故障鏈，提高電力信息物理融合系統安全防范。

本發明公開的基于風險元傳遞理論的電力業務事故鏈風險評估方法，事故鏈風險評估方法包括以下步驟：

步驟1：將電力通信系統中路由器、斷路器、通信業務終端等抽象為節點，線路抽象為邊，構成通信系統拓撲結構圖；

步驟2：收集電力通信系統面臨的風險元以及系統運行的歷史數據，計算節點R_i到節點R_i+1之間的風險傳遞關系，具體計算公式為：

R_i+1＝R_i·A_i

式中，A_i為風險狀態空間概率轉移矩陣，R_i為包含隨機風險狀態的節點風險元；

步驟3：根據條件概率公式定義鏈型風險元傳遞函數，可得到初始節點風險元通過電力信息物理融合系統路徑引發連鎖故障使某節點處于第i個風險狀態的概率，具體計算公式為：

P(i)＝P(R_i＝X_i|R_i-1＝X_i-1,R_i-2＝X_i-2,...,R₁＝X₁)

式中，X_i∈(Q₁,Q₂,...,Q_n)為風險元的某種隨機風險狀態，P(i)為風險元R_i處于狀態X_i的概率；

步驟4：根據電力業務在不同風險狀態下發生事故的損壞程度，計算某條事故鏈下的風險，具體計算公式為：