[發(fā)明專利]電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的雙層評(píng)估模型、系統(tǒng)及計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110505002.6
• 申請(qǐng)日: 2021-05-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113283064B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉絢;杜敏;田建偉;褚旭;朱宏宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F111/10
• 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)

1.一種電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的雙層評(píng)估計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、建立網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主問(wèn)題的初始模型：

s.t.

其中，為雙層模型中主問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)，即為網(wǎng)絡(luò)攻擊風(fēng)險(xiǎn)程度，其中為求解子問(wèn)題獲取得到的

優(yōu)化解；α是輔助變量，取值范圍為[0,M]，M為正數(shù)；H,L分別是初始模型等式約束中變量x,的系數(shù)矩陣，A,B分別是初始模型中不等式約束中變量x,的系數(shù)矩陣；r、v均為常數(shù)矩陣；主問(wèn)題模型，即為雙層模型中的上層模型；

S2、計(jì)算上述初始模型，獲取初始值和主問(wèn)題目標(biāo)函數(shù)值的下界LB，利用初始值獲得松弛攻擊向量x′，得到：其中，w₁和w₂分別為輔助松弛變量；

S3、利用松弛攻擊向量x′建立網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估子問(wèn)題模型：

s.t.

Ux′+Ty＝b

Ex′+Fy≤h

其中，為電力系統(tǒng)調(diào)度人員降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)的成本；Y·(w₁+w₂)為懲罰成本；表示求解主問(wèn)題獲取的優(yōu)化解；π表示為松弛約束的拉格朗日乘子，用于構(gòu)建割集約束；Y表示懲罰系數(shù)矩陣，U,T分別是子問(wèn)題模型等式約束中變量x′,y的系數(shù)矩陣，E,F分別是子問(wèn)題模型不等式約束中變量x′,y的系數(shù)矩陣，b、h是常數(shù)矩陣；子問(wèn)題模型，即為雙層模型中的下層模型；

S4、獲取所述子問(wèn)題模型的最優(yōu)解和子問(wèn)題目標(biāo)函數(shù)值的上界UB，構(gòu)建割集約束條件：

S5、若|LB-UB|＞ε，則添加所述割集約束條件到所述初始模型，并返回步驟S2；否則，停止，輸出系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)值為ε為設(shè)定的閾值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的雙層評(píng)估計(jì)算方法，其特征在于，ε＝0.01。

3.一種電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的雙層評(píng)估計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，包括計(jì)算機(jī)設(shè)備；所述計(jì)算機(jī)設(shè)備被配置或編程為用于執(zhí)行權(quán)利要求1或2所述方法的步驟。

4.一種電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的雙層評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，該雙層評(píng)估系統(tǒng)包括主問(wèn)題模型和子問(wèn)題模型，其中：

主問(wèn)題模型表達(dá)式為：

s.t.

子問(wèn)題模型表達(dá)式為：

s.t.

Ux′+Ty＝b

Ex′+Fy≤h

其中，α是輔助變量，取值范圍為[0,M]，M為正數(shù)；H,L分別是初始模型等式約束中變量x,的系數(shù)矩陣，A,B分別是初始模型中不等式約束中變量x,的系數(shù)矩陣；r、v均為常數(shù)矩陣；π表示拉格朗日乘子，Y表示懲罰系數(shù)矩陣，U,T分別是子問(wèn)題模型等式約束中變量x′,y的系數(shù)矩陣，E,F分別是子問(wèn)題模型不等式約束中變量x′,y的系數(shù)矩陣，b、h是常數(shù)矩陣；為求解初始模型獲得的初始值；為子問(wèn)題模型的最優(yōu)解，為松弛解；為雙層模型中的主問(wèn)題模型的目標(biāo)函數(shù)，即為網(wǎng)絡(luò)攻擊風(fēng)險(xiǎn)程度；為子問(wèn)題模型的目標(biāo)函數(shù)，即為電力系統(tǒng)調(diào)度人員降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)的總成本。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的雙層評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，采用計(jì)算所述子問(wèn)題模型的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)總值；其中，表示求解主問(wèn)題獲取的優(yōu)化解；表示為求解子問(wèn)題的優(yōu)化解，Y表示懲罰系數(shù)矩陣。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的雙層評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，ε＝0.01。

7.一種電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，包括計(jì)算機(jī)設(shè)備；所述計(jì)算機(jī)設(shè)備搭載有權(quán)利要求4～6之一的雙層評(píng)估系統(tǒng)。