一种电力系统保护方法、装置、介质及设备制造方法及图纸

本申请公开了一种电力系统保护方法，包括：当目标电力系统的所有区域处于可观测状态时，获取目标电力系统的状态变量；利用量测冗余度评估状态变量的冗余程度，并确定出冗余程度最高的目标配置方案；利用N‑1原则对目标配置方案进行分析，得到目标电力系统的目标量测量；利用双人零和博弈模型对目标量测量的攻防过程进行分析，确定出目标电力系统中需要保护的量测设备，以对目标电力系统进行保护。显然，利用本申请中的方法，可以保证目标电力系统在遭受攻击时的稳定运行。相应的，本发明专利技术提供的一种电力系统保护装置、介质及设备，同样具有上述有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统保护方法、装置、介质及设备
本专利技术涉及电力系统网络攻击领域，特别涉及一种电力系统保护方法、装置、介质及设备。
技术介绍
随着电力系统的发展，电力系统中的信息流和电力流相互交叉融合，电力系统的结构日益复杂，智能程度越来越高，从而造成了电力系统的复杂性。在电力系统当中，由于自然原因、人为误操作或者是攻击者对电力系统的恶意攻击，从而影响了电力系统的可观性与可控性，进而影响了电力系统的稳定运行。在现有技术当中，还没有一种较为有效的方法来对电力系统进行保护，进而影响了电力系统的稳定运行。由此可见，如何提供一种有效的方法来对电力系统进行保护，以保证电力系统的稳定运行，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种电力系统保护方法、装置、介质及设备，以保证电力系统的稳定运行。其具体方案如下：一种电力系统保护方法，包括：当目标电力系统的所有区域处于可观测状态时，获取所述目标电力系统的状态变量；利用量测冗余度评估所述状态变量的冗余程度，并确定出冗余程度最高的目标配置方案；利用N-1原则对所述目标配置方案进行分析，得到所述目标电力系统的目标量测量；利用双人零和博弈模型对所述目标量测量的攻防过程进行分析，确定出所述目标电力系统中需要保护的量测设备，以对所述目标电力系统进行保护。优选的，所述当目标电力系统的所有区域处于可观测状态时，获取所述目标电力系统的状态变量的过程之前，还包括：利用PMU对所述目标电力系统的可观测性进行检测，以确保所述目标电力系统的所有区域处于可观测状态。优选的，所述利用PMU对所述目标电力系统的可观测性进行检测，以确保所述目标电力系统的所有区域处于可观测状态的过程，包括：将所述PMU部署至所述目标电力系统中，并将所述目标电力系统中与所述PMU相连接的节点和线路判定为可观测区域；利用潮流计算原理计算所述目标电力系统中处于可观测状态的目标节点；利用所述潮流计算原理计算所述目标电力系统中处于可观测状态的目标线路；将所述目标节点和所述目标线路增添至所述可观测区域，得到目标可观测区域；若所述目标可观测区域可观测到所述目标电力系统中的所有节点和所有线路，则判定所述目标电力系统的所有区域处于可观测状态。优选的，所述当目标电力系统的所有区域处于可观测状态时，获取所述目标电力系统的状态变量的过程，包括：当目标电力系统的所有区域处于可观测状态时，利用状态估计算法获取所述目标电力系统的所述状态变量。优选的，所述当目标电力系统的所有区域处于可观测状态时，利用状态估计算法获取所述目标电力系统的所述状态变量的过程，包括：当目标电力系统的所有区域处于可观测状态时，利用加权最小二乘法获取所述目标电力系统的所述状态变量；其中，所述状态变量的表达式为：z＝h(x)+e；式中，z为利用所述PMU测量所述目标电力系统所得的测量数据，x为所述目标电力系统的状态变量，h(x)为所述目标电力系统的量测量与状态变量之间的映射矩阵，e为误差值。优选的，所述量测冗余度的表达式为：RDc＝RDv,c×RDi,c；式中，RDc为所述量测冗余度，RDv,c为所述目标电力系统的电压量测量的冗余度，RDi,c为所述目标电力系统的电流量测量的冗余度；其中，所述电压量测量的冗余度的表达式为：式中，RDv,c为所述目标电力系统的电压量测量的冗余度，n为所述目标电力系统中所有量测设备的数目，Dv,c为所述目标电力系统在任一状态c下的直接电压量测结果，Pv,c为所述目标电力系统在任一状态c下的间接电压量测结果，Dv,all为所述目标电力系统中所有量测设备在完全工作状态下的电压量测量，Pv,all为所述目标电力系统中所有量测设备在完全工作状态下的间接电压量测结果；所述电流量测量的冗余度的表达式为：式中，RDi,c为所述目标电力系统的电流量测量的冗余度，n为所述目标电力系统中所有量测设备的数目，Di,c为所述目标电力系统在任一状态c下的电流量测量，Di,all为所述目标电力系统中所有量测设备在完全工作状态下的电流量测量。优选的，所述利用双人零和博弈模型对所述目标量测量的攻防过程进行分析，确定出所述目标电力系统中需要保护的量测设备，以对所述目标电力系统进行保护的过程，包括：在所述双人零和博弈模型中，若所述目标电力系统的攻击者对所述目标量测量进行篡改，则所述目标电力系统的防御者基于加密算法和/或冗余保护对所述目标量测量进行保护；基于资源优化配置原则确定出所述目标电力系统中需要保护的量测设备，以对所述目标电力系统进行保护。相应的，本专利技术还公开了一种电力系统保护装置，包括：变量获取模块，用于当目标电力系统的所有区域处于可观测状态时，获取所述目标电力系统的状态变量；方案配置模块，用于利用量测冗余度评估所述状态变量的冗余程度，并确定出冗余程度最高的目标配置方案；方案分析模块，用于利用N-1原则对所述目标配置方案进行分析，得到所述目标电力系统的目标量测量；方案确定模块，用于利用双人零和博弈模型对所述目标量测量的攻防过程进行分析，确定出所述目标电力系统中需要保护的量测设备，以对所述目标电力系统进行保护。相应的，本专利技术还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述公开的电力系统保护方法的步骤。相应的，本专利技术还公开了一种电力系统保护设备，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如前述公开的电力系统保护方法的步骤。可见，在本专利技术中，首先，是当目标电力系统的所有区域处于可观测状态时，获取目标电力系统的状态变量，然后，利用量测冗余度评估状态变量的冗余程度，确定出冗余程度最高的目标配置方案，并利用N-1原则对目标配置方案进行分析，得到目标电力系统中的目标量测量，这样一来，就可以去除掉目标电力系统当中的冗余量测量，最后，利用双人零和博弈模型对目标量测量的攻防过程进行分析，确定出目标电力系统中需要保护的量测设备，以此来对目标电力系统进行保护。显然，通过双人零和博弈模型可以确定出目标电力系统中可能遭受攻击，而使得目标电力系统处于瘫痪状态的量测设备，那么，目标电力系统的防御者就可以对这些量测设备进行重点保护，以此来保证目标电力系统在遭受攻击时的稳定运行。相应的，本专利技术提供的一种电力系统保护装置、介质及设备，同样具有上述有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种电力系统保护方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的另一种电力系统保护方法的流程图；图3为本专利技术实施例提供的又一种电力系统保护方法的流程图；图4为本专利技术实施例提供的一种电力系统的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种在恶意攻击场景下，基于双人零和博弈模型得出的最优防御策略的示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种电力系统保护装置的结构图；图7为本专利技术实施例提供的一种电力系统保护设备的结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力系统保护方法，其特征在于，包括：当目标电力系统的所有区域处于可观测状态时，获取所述目标电力系统的状态变量；利用量测冗余度评估所述状态变量的冗余程度，并确定出冗余程度最高的目标配置方案；利用N‑1原则对所述目标配置方案进行分析，得到所述目标电力系统的目标量测量；利用双人零和博弈模型对所述目标量测量的攻防过程进行分析，确定出所述目标电力系统中需要保护的量测设备，以对所述目标电力系统进行保护。

【技术特征摘要】
1.一种电力系统保护方法，其特征在于，包括：当目标电力系统的所有区域处于可观测状态时，获取所述目标电力系统的状态变量；利用量测冗余度评估所述状态变量的冗余程度，并确定出冗余程度最高的目标配置方案；利用N-1原则对所述目标配置方案进行分析，得到所述目标电力系统的目标量测量；利用双人零和博弈模型对所述目标量测量的攻防过程进行分析，确定出所述目标电力系统中需要保护的量测设备，以对所述目标电力系统进行保护。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当目标电力系统的所有区域处于可观测状态时，获取所述目标电力系统的状态变量的过程之前，还包括：利用PMU对所述目标电力系统的可观测性进行检测，以确保所述目标电力系统的所有区域处于可观测状态。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用PMU对所述目标电力系统的可观测性进行检测，以确保所述目标电力系统的所有区域处于可观测状态的过程，包括：将所述PMU部署至所述目标电力系统中，并将所述目标电力系统中与所述PMU相连接的节点和线路判定为可观测区域；利用潮流计算原理计算所述目标电力系统中处于可观测状态的目标节点；利用所述潮流计算原理计算所述目标电力系统中处于可观测状态的目标线路；将所述目标节点和所述目标线路增添至所述可观测区域，得到目标可观测区域；若所述目标可观测区域可观测到所述目标电力系统中的所有节点和所有线路，则判定所述目标电力系统的所有区域处于可观测状态。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当目标电力系统的所有区域处于可观测状态时，获取所述目标电力系统的状态变量的过程，包括：当目标电力系统的所有区域处于可观测状态时，利用状态估计算法获取所述目标电力系统的所述状态变量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述当目标电力系统的所有区域处于可观测状态时，利用状态估计算法获取所述目标电力系统的所述状态变量的过程，包括：当目标电力系统的所有区域处于可观测状态时，利用加权最小二乘法获取所述目标电力系统的所述状态变量；其中，所述状态变量的表达式为：z＝h(x)+e；式中，z为利用所述PMU测量所述目标电力系统所得的测量数据，x为所述目标电力系统的状态变量，h(x)为所述目标电力系统的量测量与状态变量之间的映射矩阵，e为误差值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述量测冗余度的表达式为：RDc＝RDv,c×RDi,c；式中，RDc为所述量测冗...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁伟，许爱东，陈华军，樊凯，戴涛，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44