[發(fā)明專利]信息物理視角下的微電網(wǎng)通信系統(tǒng)指令信號辨識方法

在審

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• 申請日: 2022-02-23
• 公開（公告）號: CN114547627A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設計）人: 張迪;李宏強;李旭濤;王小立;薛飛;周雷;楊慧彪;王超;顧雨嘉;馬鑫;張漢花;李峰;任勇;吳玫蓉;顧文波
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)寧夏電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F21/57
• 分類號: G06F21/57;G06F9/30;G06N20/00;G06Q50/06
• 代理公司: 北京市領專知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11590
• 代理人: 張玲

本發(fā)明涉及信息物理視角下的微電網(wǎng)通信系統(tǒng)指令信號辨識方法，包括以下步驟：對微電網(wǎng)的數(shù)據(jù)進行學習，并結(jié)合通信系統(tǒng)發(fā)送的指令信號經(jīng)過算法辨識后計算生成置信評估結(jié)果；若計算生成的置信評估結(jié)果超過預設的執(zhí)行閾值，則向?qū)膱?zhí)行單元發(fā)送實施指令，使得該執(zhí)行單元執(zhí)行經(jīng)算法辨識后的指令信號。本發(fā)明將深度學習與置信評估的方法相結(jié)合，對通信系統(tǒng)發(fā)送的指令信號進行評估，解決傳統(tǒng)的指令信號判斷算法辨識失敗而導致的系統(tǒng)執(zhí)行虛假指令的問題，保證了微電網(wǎng)CPS在每個狀態(tài)下運行的穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明涉及新能源并網(wǎng)技術領域，特別涉及一種信息物理視角下的微電網(wǎng)通信系統(tǒng)指令信號辨識方法。

背景技術

電力系統(tǒng)是由通信系統(tǒng)與電力能源系統(tǒng)組成的一個綜合能源網(wǎng)絡，隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，越來越多的感知設備、傳輸設備、信息處理裝置等被應用至電力系統(tǒng)中，因此，電力系統(tǒng)逐步成為電力信息物理系統(tǒng)(Cyber Physical System，CPS)。

隨著新能源的快速發(fā)展，越來越多的分布式電源接入至傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，為了提高分布式電源的消納率，越來越多的分布式電源與負荷、儲能、繼電保護裝置等等電力設備組成微電網(wǎng)，然后并入至傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中。微電網(wǎng)即可并入配電網(wǎng)，與電網(wǎng)同步運行，也可以斷開與配電網(wǎng)的聯(lián)系，而獨立運行，其運行模式具有靈活性。為了對微電網(wǎng)進行調(diào)度與控制，在微電網(wǎng)中一般設置中央控制器、通信系統(tǒng)、感知設備等等。因此，微電網(wǎng)即是電力CPS的一部分，其亦是一個局部的信息物理系統(tǒng)。在信息物理視角下的微電網(wǎng)在本發(fā)明中稱為微網(wǎng)CPS。

在微網(wǎng)CPS的運行中，其中包含的電力設備需要從通信系統(tǒng)中接收上級的調(diào)度與控制指令，才能正常運行，或者改變運行模型。然而，微電網(wǎng)的這種信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)混合的構(gòu)架及其運行方式，也增加了微電網(wǎng)運行的風險。網(wǎng)絡攻擊信號可能隱藏在通信系統(tǒng)以及感知網(wǎng)絡中，當網(wǎng)絡攻擊信號偽裝成指令信號，被微電網(wǎng)中的相應的電力設備即指令執(zhí)行單元接收并執(zhí)行時，可能導致微電網(wǎng)CPS中設備的損壞，以及微電網(wǎng)CPS的崩潰，并對配電網(wǎng)造成嚴重的影響。

然而，傳統(tǒng)的指令信號辨識算法，大多從信號本身的特征進行判斷，雖然具有了較高的辨識精度，但仍存在誤判的風險，而一旦誤判發(fā)生，則對微電網(wǎng)CPS會造成嚴重的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于將深度學習與置信評估的方法相結(jié)合，對通信系統(tǒng)傳來的指令信號進行評估，解決傳統(tǒng)的指令信號判斷算法辨識失敗而導致的系統(tǒng)執(zhí)行虛假指令的問題，保證了微電網(wǎng)CPS在每個狀態(tài)下運行的穩(wěn)定性，提供一種信息物理視角下的微電網(wǎng)通信系統(tǒng)指令信號辨識方法。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實施例提供了以下技術方案：

信息物理視角下的微電網(wǎng)通信系統(tǒng)指令信號辨識方法，包括以下步驟：

步驟S1，對微電網(wǎng)的數(shù)據(jù)進行學習，并結(jié)合通信系統(tǒng)發(fā)送的指令信號經(jīng)過算法辨識后計算生成置信評估結(jié)果；

步驟S2，若計算生成的置信評估結(jié)果超過預設的執(zhí)行閾值，則向?qū)膱?zhí)行單元發(fā)送實施指令，使得該執(zhí)行單元執(zhí)行經(jīng)算法辨識后的指令信號。

在上述方案中，在微電網(wǎng)CPS的中央控制器中內(nèi)置了置信評估算法，置信評估算法用于對通信系統(tǒng)發(fā)送至中央控制器的指令信號進行辨識，以判斷指令信號是否為虛假信號，因為如果通信系統(tǒng)遭受網(wǎng)絡攻擊的話，通信系統(tǒng)傳遞給中央控制器的指令信號可能會是虛假的信號，即網(wǎng)絡攻擊信號，如果此時執(zhí)行單元直接執(zhí)行該指令信號，則可能導致微電網(wǎng)崩潰。因此，在中央控制器中內(nèi)置置信評估算法，增加了辨識環(huán)節(jié)，用于對指令信號的真假進行辨識，而計算的生成的置信評估結(jié)果即可說明指令信號的置信程度。

更進一步地，所述對微電網(wǎng)的數(shù)據(jù)進行學習的步驟，包括：

通過深度學習網(wǎng)絡對微電網(wǎng)的歷史數(shù)據(jù)進行學習，并得到歷史數(shù)據(jù)對應的微電網(wǎng)運行狀態(tài)場景，所述歷史數(shù)據(jù)包括微電網(wǎng)母線電壓、負荷、饋線電流、氣象數(shù)據(jù)；