考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法及装置，包括：针对配电网CPS研究对象，采用关联矩阵的方法对配电网CPS信息系统和物理系统进行建模；然后，分别构建信息预想故障和物理预想故障，分析信息系统对物理系统的影响；最后，提出配电网CPS的安全性评估指标，并进行安全性评估。本发明专利技术通过构建配电网CPS层次结构，利用关联矩阵建模的方法，能够直观的反应配电网CPS各个系统之间的拓扑关联和逻辑关联关系，同时准确模拟出配电网CPS信息物理的耦合特性；本发明专利技术提出了基于预想故障集的配电网CPS安全性评估方法，可以定量评估配电网CPS的安全性。

CPS safety evaluation method and device considering information influence in fault recovery

The invention discloses a CPS safety evaluation method and device considering the information influence in fault recovery, including: Aiming at the research object of distribution network CPS, the method of association matrix is used to model the distribution network CPS information system and physical system; then, the information predictive fault and physical predictive fault are respectively constructed to analyze the influence of information system on physical system; finally, the distribution system is proposed Safety evaluation index of power grid CPS and safety evaluation. By constructing the distribution network CPS hierarchy and using the method of association matrix modeling, the invention can intuitively reflect the topological Association and logical association among various systems of the distribution network CPS, and accurately simulate the coupling characteristics of the distribution network CPS Information Physics; the invention proposes the distribution network CPS safety evaluation method based on the expected fault set, which can quantitatively evaluate the distribution network CPS Safety.

【技术实现步骤摘要】
考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法及装置
本专利技术涉及一种考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法及装置，属于配电网安全评估

技术介绍
随着智能家电、电动汽车、可控工业负荷、分布式电源等可控负荷和分布式电源广泛接入，以及配电自动化和需求侧响应等技术的应用，为电网的控制提供了多样化的手段与资源。然而目前分布式电源、柔性负荷和智能控制等因素在增强电力系统可观性与可控性的同时，也带来如何高度融合能量流、数据流以及业务流的问题，从而实现配电网安全、高效、可靠运行。特别是在电网转变为电力信息物理融合系统(电力CPS)的过程中，信息侧和物理侧体现出明显的相互依赖性，信息侧作为通信、计算、控制的支撑性系统，在电力CPS安全可靠运行中有重要的地位。作为与日常生活和经济发展紧密相关的重要基础设施，配电网对实现智能电网和能源互联网的战略目标起着关键作用。随着大量分布式电源、信息系统等设备的接入，计算机、通信、控制(3C)技术的发展和深入应用，配电网信息系统和物理系统深度融合并实时交互，形成了配电网信息物理融合系统(cyberphy本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法，其特征在于，包括：/n对配电网CPS进行层次结构划分并对配电网CPS信息系统和物理系统进行建模，建立配电网CPS关联特性矩阵；/n根据配电网CPS物理系统模型，构建物理预想故障集，对配电网CPS逐一进行故障预想；/n根据物理预想故障，确定故障恢复操作方案，搜索故障恢复操作的信息路径；/n在所确定的信息路径上，基于配电网CPS关联特性矩阵，设置信息预想故障；/n对受信息预想故障影响的配电网CPS进行安全性评估。/n

【技术特征摘要】
1.考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法，其特征在于，包括：
对配电网CPS进行层次结构划分并对配电网CPS信息系统和物理系统进行建模，建立配电网CPS关联特性矩阵；
根据配电网CPS物理系统模型，构建物理预想故障集，对配电网CPS逐一进行故障预想；
根据物理预想故障，确定故障恢复操作方案，搜索故障恢复操作的信息路径；
在所确定的信息路径上，基于配电网CPS关联特性矩阵，设置信息预想故障；
对受信息预想故障影响的配电网CPS进行安全性评估。


2.根据权利要求1所述的考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法，其特征在于，所述对配电网CPS进行层次结构划分，包括：
将配电网CPS单元抽象为物理实体层、信息物理耦合层和信息系统层；
所述物理实体层包括传统的电力一次设备，分布式电源以及储能设备；
所述信息物理耦合层包括通信网络和二次设备网络，其中，通信网络包括通信设备和通信规约；二次设备网络指配电网的电力智能控制网络；
所述信息系统层为决策控制单元，用于获取配电网运行和设备数据，生成决策并下发。


3.根据权利要求1所述的考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法，其特征在于，所述对配电网CPS信息系统和物理系统进行建模，建立配电网CPS关联特性矩阵，包括：
根据配电网CPS信息系统参数，构建通信网络模型和二次设备网络模型；所述通信网络模型描述通信网络的节点和链路的连接状态；所述二次设备网络模型描述二次设备网络的节点和通道的连接状态；
根据配电网CPS物理系统参数，构建物理实体层模型；所述物理实体层模型描述物理实体层节点和线路的连接状态；
建立配电网CPS关联特性矩阵包括：
二次设备节点—通信节点关联特性矩阵，用于描述采集信息上传和通信命令下发过程中，通信网络节点与二次设备网络节点之间的直连、延时和中断的关联关系；
物理—二次设备关联特性矩阵，用于描述信息采集和命令执行过程中，物理实体层节点和二次设备网络节点之间的关联关系；
二次设备—信息关联特性矩阵，用于描述信息输入信息系统层过程中以及信息系统层控制指令产生与下发过程中，二次设备网络节点和信息系统层的关联关系。


4.根据权利要求1所述的考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法，其特征在于，根据配电网CPS物理系统模型，构建物理预想故障集，包括：
设置物理实体层模型中物理实体层节点和线路的连接或不连接状态，构成物理预想故障。


5.根据权利要求3所述的考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法，其特征在于，基于配电网CPS关联特性矩阵，设置信息预想故障，包括：
信息预想故障分为三类：
采集信息的错误，表现为二次设备采集物理实体层中故障信息的数据错误情况，通过设置物理—二次设备关联特性矩阵来实现；
信息在传输过程中的延时和中断，表现为信息从物理实体层节点传输到二次设备网...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖业宁，倪明，李满礼，周霞，杨洲，范昊飞，李晓，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，南瑞集团有限公司，国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32