[發明專利]考慮負荷重分配攻擊的電力系統運行可靠性評估方法

在審

• 申請號: 202211275346.3
• 申請日: 2022-10-18
• 公開（公告）號: CN115630497A
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 陳凡;張繼聰;王瑞馳;趙美蓮;劉海濤;王曼
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J3/06;H02J3/14;G06F111/04;G06F111/08;G06F111/10;G06F119/02
• 代理公司: 南京源古知識產權代理事務所(普通合伙) 32300
• 代理人: 馬曉輝

1.一種考慮負荷重分配攻擊的電力系統運行可靠性評估方法；其特征在于：包括以下步驟：

S1：電氣參數初始化并設置LR攻擊參數：電氣參數包括輸入系統節點數據、輸電線路參數、發電機參數、方差系數收斂條件；設置LR攻擊參數包括設置LR可攻擊資源數目R和負荷攻擊范圍參數τ；

S2：確定LR攻擊方案并進行后果分析；

S3：建立考慮LR攻擊的線路實時停運模型并確定元件的實時停運概率；

S4：抽取系統狀態；

S5：判斷是否已存在該狀態；

S6：最優負荷削減模型分析系統狀態；

S7：存儲系統狀態分析結果；

S8：計算可靠性指標與方差系數；

S9：判斷是否滿足收斂條件；

S10：輸出運行可靠性指標。

2.根據權利要求1所述的考慮負荷重分配攻擊的電力系統運行可靠性評估方法，其特征在于，所述步驟S2在步驟S1中的LR攻擊參數R和τ確定后，攻擊者以攻擊后系統的負荷削減量最大為目標，在確保繞過系統不良檢測機制下向系統注入負荷攻擊數據ΔD；調度人員則是依據接收到的被篡改過的負荷數據，在滿足相應約束條件下進行安全校正，使系統負荷削減量最小；LR攻擊作用下攻擊者和調度人員之間交互作用用一個雙層優化模型表示，其攻擊方案由雙層負荷削減模型確定，具體步驟如下：

步驟S2-1：上層攻擊模型中攻擊者以攻擊后系統的負荷削減量最大為目標，其目標函數可表示為：

式(1)中：N_d為負荷節點數，S_d,i為負荷節點i處的負荷削減量，

上述約束條件可表示為：

ΔPL＝-SF·KD·ΔD (3)

-τ·D≤ΔD≤τ·D (4)

δ_D,i＝{0,1} (6)

δ_PL,l＝{0,1} (8)

式(2)中ΔD_i為負荷節點i處的負荷攻擊量；式(3)中ΔPL為線路潮流攻擊量矩陣；SF為轉移因子矩陣；KD為節點-負荷關聯矩陣；式(4)中ΔD為負荷攻擊矢量；D為節點負荷矢量，τ為負荷攻擊范圍。(5-8)式表示攻擊量的非線性約束，其中δ_D,i為第i個負荷節點對應的0-1整數變量；ΔPL_l為第l條線路上的潮流攻擊量，δ_PL,l為第l條線路對應的0-1整數變量；N_l為線路數目；R為設定的可攻擊資源數目上限，其值為負荷節點及線路潮流量測裝置數目總和，

步驟S2-2：下層調度模型中調度人員以系統負荷削減量最小為目標，調度目標函數表示為：

相應約束條件可表示為：

PL＝SF·KP·P-SF·KD·(D+ΔD-S_d) (12)

-PL^max≤PL≤PL^max (13)

0≤S_d≤D+ΔD (15)

式(11)為系統功率平衡約束，式中N_g為發電機數目；P_g為第g臺發電機出力，D_i為負荷節點i處的負荷量；式(12)為線路潮流計算式，式中PL為線路潮流失量；KP為節點-發電機關聯矩陣；P為發電機出力失量；S_d為負荷削減量矢量；式(13)-(15)分別為線路潮流、發電機出力以及節點負荷削減量約束；其中PL^max為線路額定容量矢量，P_g,max、P_g,min分別為發電機g的最大和最小有功出力；ΔD為負荷攻擊量。