[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

本發明公開了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，具體步驟包括：S1：電氣參數初始化并設置LR攻擊參數；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：計算運行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。

技術領域

本發明涉及電力系統運行技術領域，具體涉及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。

背景技術

隨著信息技術和計算機技術在電力系統中的廣泛應用，現代電力系統已經發展成為一個信息物理系統，在促進電力資源高效配置、實時分析、科學決策的同時，也給電力系統帶來了網絡安全方面的問題。與傳統的物理攻擊相比，網絡攻擊具有隱蔽性強、潛伏期長、攻擊代價小的特點，一旦成功將會導致嚴重的系統安全事故。虛假數據注入攻擊通過篡改狀態估計值誘導調度員誤操作從而危害系統的安全經濟運行，是對電力系統威脅程度較高的網絡攻擊方式之一。負荷重分配(load redistribution，LR)攻擊是一種特殊的虛假數據注入攻擊形式，它僅通過篡改負荷和線路功率等測量信息誘導調度員進行誤操作，從而達到危害系統安全運行的攻擊目的，因此如何準確反映電網在受到LR攻擊時的運行風險水平是保障信息物理融合系統安全運行的重要研究內容。

針對LR攻擊對電力系統可靠性的影響問題，現有文獻在進行電力系統可靠性分析時考慮了LR攻擊對系統狀態后果分析的影響，例如：文獻[1]首次提出了計及LR攻擊影響的電力系統可靠性評估算法，分析了LR攻擊對系統可靠性的影響；文獻[2]研究了TCSC接入情形下LR攻擊對于電力系統可靠性的影響；文獻[3]研究了不同線路防御策略下LR攻擊對系統可靠性的影響。然而，上述文獻在分析過程中對于線路采用的是基于統計平均值的線路停運模型，沒有注意到LR攻擊對線路實時停運概率的影響，因此無法準確反映LR攻擊對于電力系統運行可靠性的影響。

參考文獻

[1]Xiang Y,Ding Z,Wang L,et al.Power system reliability evaluationconsidering load redistribution attacks[J].IEEE Transactions on Smart Grid,2017,8(2):889-901.。

[2]陳凡,張樂濤,張強,等.LR攻擊和TCSC接入對電力系統可靠性的影響分析[J].電力系統及其自動化學報，2021,33(10):51-57.。

[3]陳凡,史杰,劉海濤,等.考慮負荷重分配攻擊和脆弱線路防御的發輸電系統可靠性評估[J].電力系統自動化,2022,46(02):65-72.。

發明內容

1.所要解決的技術問題：

針對上述現有技術中的問題，本發明提供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，首先建立了考慮LR攻擊的雙層負荷削減模型和線路實時停運模型，接著提出了考慮LR攻擊的電力系統運行可靠性評估方法。

2.技術方案：

為實現上述目的本發明采用的技術方案如下：

一種考慮負荷重分配攻擊雙重影響的電力系統運行可靠性評估方法，包括以下步驟：

S1：電氣參數初始化并設置LR攻擊參數：電氣參數初始化主要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；