一种电力网络安全风险评估方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电力网络安全风险评估方法及系统，建立电力网络安全风险评估双层规划模型；利用约束定界收缩方法获得所述电力网络安全风险评估双层规划模型的近似最优解；将所述近似解作为爬山法的初始解，迭代获得电力网络安全风险评估双层规划模型的全局优化风险值。本发明专利技术采取上层规划与下层规划迭代求解的思想降低计算复杂度，迭代次数少，能够快速得到模型的近似解，克服了传统方法处理大规模电力系统计算效率低的缺点。采用约束定界收缩的手段将双层规划模型的多个局部最优解限制在求解搜索域的范围之外，为迭代求解过程提供一个有效的初始值，使得最终的迭代结果可以逼近或等于全局最优解，有效的克服了传统迭代求解算法求解精度低的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种电力网络安全风险评估方法及系统
本专利技术涉及电力系统信息物理安全
，特别是一种电力网络安全风险评估方法及系统。
技术介绍
近年来，为了提高电力系统的智能化水平，信息技术和通信技术在电力网络中得到了广泛应用。信息技术的高度集成不可避免地引入了相应的网络安全风险，使得电力系统量测数据容易受到篡改攻击。量测数据的准确性对电力系统的调度安全至关重要，攻击者可以通过注入恶意数据破坏所收集到的量测数据的完整性，误导调度员进行错误决策而导致线路断线、切负荷、连锁故障等安全事故。因此，从防御角度上急需发展面向恶意数据攻击的电力网络安全风险评估模型，对潜在的风险进行预判，为防御策略提供参考依据。从数学上来讲，网络攻击下的电力系统安全风险评估可以表示为一个双层规划问题。解决双层规划模型最常用的方法是引入Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件。基于KKT的计算方法虽然可以得到模型的全局最优解，但是其求解过程需要引入大量额外整数变量和约束，导致计算效率极低，使得该方法难以处理大规模电力系统。而现有的其他启发式方法无法保证计算精度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力网络安全风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)建立电力网络安全风险评估双层规划模型；/n2)利用约束定界收缩方法获得所述电力网络安全风险评估双层规划模型的近似最优解；/n3)将所述近似解作为爬山法的初始解，迭代获得电力网络安全风险评估双层规划模型的全局优化风险值。/n

【技术特征摘要】
1.一种电力网络安全风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)建立电力网络安全风险评估双层规划模型；
2)利用约束定界收缩方法获得所述电力网络安全风险评估双层规划模型的近似最优解；
3)将所述近似解作为爬山法的初始解，迭代获得电力网络安全风险评估双层规划模型的全局优化风险值。


2.根据权利要求1所述的电力网络安全风险评估方法，其特征在于，
步骤1)中，所述电力网络安全风险评估双层规划模型的表达式为：
maxycTx；
s.t.
Ey≤g；
minxcTx；
s.t.
Ax≤b-By；
其中，cTx表示电力网络的风险指标；y表示攻击向量；x表示电力网络运行状态；A，B为变量x，y对应的系数矩阵；λ表示拉格朗日乘子；b是下层约束的常数矩阵；E是上层约束中变量y的系数矩阵；g是上层约束的常数矩阵。


3.根据权利要求1所述的电力网络安全风险评估方法，其特征在于，
步骤2)的具体实现过程包括：
i.对于所述电力网络安全风险评估双层规划模型，给定上层恶意攻击向量的初始值并初始化紧约束集合
ii.对于给定的上层攻击向量获取底层优化问题P3对应的系统最优运行状态x*，拉格朗日乘子为对应的目标函数值为K；
iii.对于当前的上层攻击向量利用系统最优运行状态x*，根据约束矩阵计算每个约束i的负载水平εi；
iv.若则第i个约束被定义为紧约束储存在S中，否则丢掉这个约束；为设定的常数；
v.针对当前迭代过程中储存在S中的约束，更新并返回步骤2)，直至目标函数值K不再变化，此时为变量y的最佳取值，即近似最优解。


4.根据权利要求3所述的电力网络安全风险评估方法，其特征在于，
底层优化问题P3表示为：
K＝minxcTx；
s.t.



其中，cT为变量x的相关系数；A，B分别是约束变量x，y的系数矩阵，λ为不等式约束的拉格朗日乘子。


5.根据权利要求3所述的电力网络安全风险评估方法，其特征在于，
步骤iv中，其中，Ai、bi、Bi分别为系数矩阵A，b和B的第i行。


6.根据权利要求3所述的电力网络安全风险评估方法，其特征在于，
步骤v中，通过求解如下底层模型的P4来更新max∑i∈S(Bi·...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘绚，宋宇飞，张波，田建伟，车亮，肖紫东，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43