[發(fā)明專利]電力調(diào)配指令安全評(píng)估方法、系統(tǒng)與潮流計(jì)算方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110504575.7
• 申請(qǐng)日: 2021-05-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113258573B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉絢;于宗超;田建偉;褚旭;朱宏宇;宋宇飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/06
• 分類號(hào): H02J3/06
• 代理公司: 長(zhǎng)沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 王娟;馬強(qiáng)

本發(fā)明公開(kāi)了一種電力調(diào)配指令安全評(píng)估方法、系統(tǒng)與潮流計(jì)算方法及系統(tǒng)，針對(duì)當(dāng)前子站系統(tǒng)缺乏電力調(diào)度指令安全評(píng)估的問(wèn)題，本發(fā)明提出了融合實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)的電力調(diào)配指令安全評(píng)估方法。根據(jù)變電站之間的局部通信網(wǎng)絡(luò)，建立電網(wǎng)局部潮流計(jì)算模型；利用通信圈邊界節(jié)點(diǎn)之間的相角差、邊界節(jié)點(diǎn)注入功率等效技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了基于局部工況數(shù)據(jù)的電網(wǎng)潮流精確計(jì)算，同時(shí)將物理后果嚴(yán)重程度融入到調(diào)配指令的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估之中，實(shí)現(xiàn)子站對(duì)于遙控指令的安全評(píng)估，避免了惡意指令帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)隱患。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了信息系統(tǒng)脆弱性和物理安全后果的融合，克服了現(xiàn)有評(píng)估方法缺乏物理后果分析的嚴(yán)重不足。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種電力調(diào)配指令安全評(píng)估方法、系統(tǒng)與潮流計(jì)算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)是國(guó)家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，其安全穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系著國(guó)家安全和社會(huì)穩(wěn)定。隨著信息技術(shù)的大量應(yīng)用，當(dāng)今電力系統(tǒng)已經(jīng)演變?yōu)橐粋€(gè)典型的信息物理系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)的遙測(cè)遙信數(shù)據(jù)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂浦行模刂浦行膭t根據(jù)收到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度和控制決策，然后將控制指令傳回到子站，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備的控制。隨著國(guó)際形勢(shì)的復(fù)雜化，電力系統(tǒng)已經(jīng)成為了網(wǎng)絡(luò)攻擊的首選目標(biāo)。若控制指令被惡意篡改而執(zhí)行，將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故，如線路連鎖跳閘、大面積切負(fù)荷等。

目前子站尚缺乏對(duì)于遙控指令的安全評(píng)估技術(shù)，現(xiàn)有的安全評(píng)估技術(shù)普遍采用人工經(jīng)驗(yàn)判斷或者盲目遵照?qǐng)?zhí)行的方式，存在嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)隱患。現(xiàn)有潮流計(jì)算方法僅根據(jù)采集數(shù)據(jù)直接對(duì)變電站當(dāng)前潮流進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，未考慮變電站受到虛擬注入數(shù)據(jù)攻擊下的線路潮流，無(wú)法獲取變電站真實(shí)潮流。因此，急需一種針對(duì)電力調(diào)配指令的安全評(píng)估方法，計(jì)算變電站真實(shí)潮流數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)子站收到遙控指令中存在的風(fēng)險(xiǎn)，避免惡意指令執(zhí)行帶來(lái)的嚴(yán)重安全風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種電力調(diào)配指令安全評(píng)估方法、系統(tǒng)與潮流計(jì)算方法及系統(tǒng)，解決子站系統(tǒng)電力調(diào)配指令安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估難的問(wèn)題，提高電網(wǎng)的安全性。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種電力調(diào)配指令安全評(píng)估方法，包括以下步驟：

S1、根據(jù)一次設(shè)備采集的遙測(cè)遙信數(shù)據(jù)，建立潮流計(jì)算模型，計(jì)算指令執(zhí)行后的系統(tǒng)線路潮流數(shù)據(jù)f^local；

S2、將所述遙測(cè)遙信數(shù)據(jù)、系統(tǒng)線路潮流數(shù)據(jù)f^local發(fā)送至變電站；所述遙測(cè)遙信數(shù)據(jù)包括節(jié)點(diǎn)電壓V、節(jié)點(diǎn)負(fù)荷D、發(fā)電機(jī)輸出功率P；

S3、獲取所述變電站通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有線路的當(dāng)前實(shí)際潮流值f_r^local，根據(jù)系統(tǒng)線路潮流數(shù)據(jù)f^local計(jì)算所述變電站通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)線路潮流的虛擬注入數(shù)據(jù)Δf^local：

S4、根據(jù)所述虛擬注入數(shù)據(jù)ΔT^local計(jì)算指令執(zhí)行后的等效節(jié)點(diǎn)注入功率向量Δp以及等效注入功率在聯(lián)絡(luò)線上產(chǎn)生的虛假線路潮流ΔF_k；x_k為聯(lián)絡(luò)線線路k的電抗，BI_k為矩陣BI的第k行；B_r為去掉B矩陣對(duì)應(yīng)參考節(jié)點(diǎn)的行和列得到的矩陣；B＝W^T.X^-1.W；矩陣W是線路-節(jié)點(diǎn)連接矩陣，若線路l由節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j相連，則W_li＝1，W_lj＝-1；該線路與其余節(jié)點(diǎn)g對(duì)應(yīng)的元素值為W_lg＝0；X是線路阻抗矩陣，W^T是矩陣W的轉(zhuǎn)置矩陣，X^-1是矩陣X的逆矩陣；是矩陣B_r的逆矩陣；

S5、計(jì)算指令執(zhí)行后，所述變電站通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)線上的真實(shí)潮流F_k：表示聯(lián)絡(luò)線上的系統(tǒng)線路潮流數(shù)據(jù)；表示變電站通信網(wǎng)絡(luò)在聯(lián)絡(luò)線上的線路潮流虛擬注入數(shù)據(jù)；