[發明專利]兼顧可觀測性和FDIA防御性的配電網PMU配置方法

在審

• 申請號: 202011471685.X
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112737107A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 王義賀;潘霄;張娜;宋坤;王大宇;楊方圓;程孟增;商文穎;徐婷婷;王詩浩;王安琪;王煥;宋念聰;黃博南
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司經濟技術研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02J3/00;H04L12/24;H04L29/06
• 代理公司: 遼寧沈陽國興知識產權代理有限公司 21100
• 代理人: 何學軍;李殿中

1.兼顧可觀測性和FDIA防御性的配電網PMU配置方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、根據配電網的網絡拓撲結構，形成配電網連接矩陣；

步驟2、由配電網網絡拓撲結構的特點，確定必須配置PMU的節點；

步驟3、由狀態估計的直流模型，計算迭代雅克比矩陣；

步驟4、更新雅克比矩陣；

步驟5、判斷所有節點是否都被PMU所保護，如是則執行步驟8，如否則執行步驟6；

步驟6、由簡化梯形算法確定最省力攻擊區域；

步驟7、在最省力攻擊區域處配置PMU節點，執行步驟4和步驟8；

步驟8、綜合考慮配電網的可觀測性和防御性，形成最終PMU配置方案。

2.根據權利要求1所述的兼顧可觀測性和FDIA防御性的配電網PMU配置方法，其特征在于，步驟1中所述形成配電網連接矩陣，包括如下內容：

獲取配電網絡的拓撲連接關系，構造鄰接矩陣T，鄰接矩陣T中的元素T_ij的計算方法為：

其中，i、j分別為配電網節點的編號。

3.根據權利要求1所述的兼顧可觀測性和FDIA防御性的配電網PMU配置方法，其特征在于，步驟2中所述確定必須配置PMU的節點，是根據配電網拓撲結構按照配置原則確定必須配置PMU的節點和當前步驟暫時不需配置PMU的節點，所述配置原則如下：

原則1、配電網的2-T接線的結構為：兩端的節點連接節點數大于2；中間節點的數量為2，中間節點所連接的節點數等于2；

配電網的3-T接線的結構為：兩端的節點連接節點數大于2；中間節點的數量為3，中間節點所連接的節點數等于2；

對于配電網的3-T接線，第三個節點必須配置PMU，對于兩端節點有任意一個節點不可觀測的2-T接線，其兩端節點必須預先配置PMU；

原則2、鄰接節點數為1的節點及鄰接節點數為1的零注入節點，當前步驟暫時不需配PMU；

原則3、若某節點與鄰接節點數為1的節點相鄰，且該節點為負荷或發電節點，則該節點必須配置PMU，如果該節點與T接線配置PMU的節點相連，則當前步驟暫時不需配置PMU；

原則4、為使配置的PMU量測盡可能多的節點，根據連接矩陣T計算將連接節點最多的節點配置PMU，如果該節點與T接線配置PMU的節點相連則當前步驟暫時不需配置PMU。

4.根據權利要求1所述的兼顧可觀測性和FDIA防御性的配電網PMU配置方法，其特征在于，步驟3中所述計算迭代雅克比矩陣，包括如下內容：

采用直流模型的狀態估計，從配電網節點i到配電網節點j的實際功率流可以表示為

其中：X_ij是節點i和節點j之間的分支電抗；

節點i的簡化有功注入為：

其中：J代表和節點i相連的節點，N_i是連接到節點i的所有分支的集合，代表節點i的功率等于與節點i相鄰支路上的功率之和；

因此直流狀態估計可由下式表示

Z＝H·X+e\*MERGEFORMAT(4)

其中X＝(x₁,x₂,…,x_n)^T代表狀態向量，由系統節點的相角θ_i組成，Z＝(z₁,z₂,…z_n)^T表示系統測量向量，Z_i包括節點電壓V_i的幅值，節點有功功率和無功功率P_i，以及支路有功和無功功率流P_ij，·代表矩陣的乘法；e＝(e₁,e₂,…,e_n)^T表示傳感器測量誤差的向量，遵循具有零均值的高斯分布，測量矩陣H^m×n稱為迭代雅可比矩陣，是由P_i和P_ij相對于狀態向量X的偏導數。