一种基于节点脆弱性的电网信息物理系统主被动防御方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于节点脆弱性的电网信息物理系统主被动防御方法，属于电网信息物理系统攻击防御技术领域，所述防御方法通过在充分考虑物理特性和拓扑特性的基础上评估系统节点的脆弱性，系统对脆弱性排名靠前的节点部署一定数量的虚拟节点，在信息网外围部署虚拟节点防御环进行预警；系统通过切换拓扑使系统实现从主从控制到协同控制模式的转变；系统通过分布式控制节点实现从单一的集中式控制到集中分布式的转变；通过虚拟节点和控制方式转变实现信息物理系统的主被动防御。本发明专利技术将主动防御和被动防御相结合，使得电力CPS的防御保护形成信息物理融合的完整体系。御保护形成信息物理融合的完整体系。御保护形成信息物理融合的完整体系。

【技术实现步骤摘要】
一种基于节点脆弱性的电网信息物理系统主被动防御方法


[0001]本专利技术涉及电网信息物理系统攻击防御
，尤其是一种基于节点脆弱性的电网信息物理系统主被动防御方法。

技术介绍

[0002]随着智能电网的发展，电力通信一体化的趋势日趋明显，传统物理电网逐渐发展成电网信息物理系统(cyber physical system,CPS)。电力通信业务的重要性与多样性与日俱增，电力通信业务直接影响到电力系统的稳定和安全生产，然而，高速广泛连接的终端与网络给电力业务带来便利的同时，也为网络攻击创造了极为有利的条件。与传统因特网攻击不同的是，电力通信网络与物理电网的控制运行之间存在紧密的耦合联系，其一旦被入侵，错误的判断与控制指令会对电力一次设备进行错误反馈与操作。由于电力潮流的时空传递性，网络攻击甚至引起电网连锁破坏，造成严重的安全与经济损失。因此需要基于攻击在电网信息物理空间的产生、传播与破坏机制，研究相应的CPS脆弱性评估、保护策略，为电网CPS的安全稳定运行提供保障。
[0003]针对以上问题，有研究者单从主动防御或被动防御研究，电力C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于节点脆弱性的电网信息物理系统主被动防御方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，对电网和信息网分别建模，形成部分一对一的电网信息物理系统，建立系统关联导纳矩阵；步骤2，确定对步骤1所述的电网和信息网中的脆弱性指标并对每项指标分别设置权重；步骤3，对步骤2中所述的每项指标分别评分；步骤4，综合电网和信息网的脆弱性指标采用加权法求得所建立电网信息物理系统每个节点的系统脆弱性指标；步骤5，将信息网每个节点的脆弱性指标排序，得到排名靠前的节点；步骤6，根据步骤5排序顺序，在排名靠前的节点周围部署预设数量的虚拟节点，并在信息网的外围部署虚拟节点防御环；步骤7，当虚拟节点防御环遭到攻击时，系统进入切换拓扑状态。2.据权利要求1所述的一种基于节点脆弱性的电网信息物理系统主被动防御方法，其特征在于：步骤2中，电网侧的脆弱性指标采用系统损失的负荷量；系统损失的负荷量为每个节点在遭受攻击后采用最优潮流计算得到：s.t F＝A
F
‑
P
P|F
l
|≤F
lmax
‑
P
Gi
≤ΔP
Gi
≤P
Glmax
‑
P
Gl
0≤ΔP
Fl
≤P
Fl
式中：n为电力节点个数；P
Gi
和ΔP
Fi
分别为电力节点i所控制的发电机出力及负荷量；ΔP
Gi
为电力节点i发电机出力调整量；ΔP
Fi
为电力节点i的负荷损失量，F为支路潮流向量；A
F
‑
P
为关联导纳矩阵；P为节点注入功率向量；|F
l
|为支路l潮流；F
lmax
为支路l的潮流限值。3.根据权利要求1所述的一种基于节点脆弱性的电网信息物理系统主被动防御方法，其特征在于：步骤2中，信息网侧的脆弱性指标采用损失节点比例，根据渗流理论相关内容，信息网会发生连锁故障连通脆弱性用G评...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲正伟，史华亮，王云静，韩晓明，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：