【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力系统，具体而言，涉及一种电力系统的防御方法、装置、存储介质和系统。
技术介绍
1、负载重分配攻击是指在攻击者掌握电力系统量测信息和拓扑结构知识的情况下，对负荷量测进行篡改，构造出具备隐蔽性的攻击向量。
2、现有方案基于防御资源配置的防御方法通过配置保护资源对关键节点进行保护，能够实现对负载重分配攻击的检测，然而该方法显示出静态防御的特性，难以应对多变的攻击策略。
技术实现思路
1、本申请的主要目的在于提供一种电力系统的防御方法、装置、存储介质和系统，以至少解决现有方案基于防御资源配置的防御方法通过配置保护资源对电力系统的关键节点进行保护，导致现有方案难以应对多变的攻击策略的问题。
2、为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种电力系统的防御方法，该方法包括：
3、采用攻击模拟模型，得到电力系统的线路潮流变化量和切负荷篡改量，并根据所述线路潮流变化量和所述切负荷篡改量来篡改电力系统的发电功率和切负荷量；
4、采用电路拓扑优化算法，调节所述电力系统中各开关的状态，以使得所述电力系统的总成本最小，并得到所述优化后的所述电力系统的总成本；
5、采用最小二乘法对所述优化后的所述电力系统的总成本和所述优化后的所述电力系统中各所述开关的最终状态进行状态估计，得到量测估计值；
6、根据所述量测估计值所处的范围，判断是否生成报警信息，所述报警信息用于提示所述攻击模拟模型的攻击导致所述电力系统的数据出现异常。
7、可选地，所述攻击模拟模型包括上层攻击模型和下层攻击模型，采用攻击模拟模型，得到电力系统的线路潮流变化量和切负荷篡改量，包括：
8、采用所述上层攻击模型在总成本最大化基础上对电力系统的总成本进行模拟攻击，并采用所述下层攻击模型在总成本最小化的基础上对所述电力系数的总成本进行模拟攻击，得到所述电力系统的所述线路潮流变化量和所述切负荷篡改量。
9、可选地，在采用攻击模拟模型，得到电力系统的线路潮流变化量和切负荷篡改量之前，所述方法还包括：
10、构建所述上层攻击模型为：
11、
12、其中，fg(pg)为所述电力系统在发电功率为pg时的发电成本，fds(pds)为所述电力系统在切负荷量为pds时的切负荷损失，δpdj为第j个负荷节点的所述切负荷篡改量，δpd为所述切负荷篡改量，δf为所述线路潮流变化量，δfl为所述电力系统在第l条线路的所述线路潮流变化量，nodpdj为负荷量测篡改数目，nodfl为潮流量测篡改数目，s为输电线与节点转移因子矩阵，x为可逆对称的电纳矩阵的逆矩阵，nd为负荷节点集合，nl为线路数量集合，nds为不可篡改负荷节点集合，nls为不可篡改线路潮流集合，τ为篡改幅值百分比，r为篡改数目限制值；
13、构建所述下层攻击模型为：
14、
15、其中，fg(pg)为所述电力系统在发电功率为pg时的发电成本，fds(pds)为所述电力系统在切负荷量为pds时的切负荷损失，δpd为所述切负荷篡改量，s为输电线与节点转移因子矩阵，x为可逆对称的电纳矩阵的逆矩阵，nd为负荷节点集合，nl为线路数量集合，ng为发电机数量集合，fl为第l条线路潮流功率，flmin和flmax分别为第l条线路潮流功率的下限和上限，pgimin和pgimax分别为第i台发电机的发电功率的下限和上限，pgi为第i台所述发电机的所述发电功率，pdsj为第j个负荷节点的切负荷量，pdsjmin和pdsjmax分别为第j个负荷节点的所述切负荷量的下限和上限，f为总发电功率，pds为所述切负荷量，pdj为第j个负荷节点的负荷量。
16、可选地，根据所述量测估计值所处的范围，判断是否生成报警信息，包括：
17、根据确定异常判据值，其中，所述异常判据值表征所述攻击模拟模型的攻击导致所述电力系统的数据出现异常的概率，其中，r为所述异常判据值，z为量测量，h为量测矩阵，为所述量测估计值；
18、比较所述异常判据值的二范数和告警阈值的大小，得到比较结果，所述告警阈值为采用卡方分布得到的阈值；
19、根据所述比较结果，确定是否生成所述报警信息。
20、可选地，根据所述比较结果，确定是否生成所述报警信息，包括：
21、在所述比较结果表征所述异常判据值的二范数大于或者等于所述告警阈值的情况下，确定生成所述报警信息；
22、在所述比较结果表征所述异常判据值的二范数小于所述告警阈值的情况下，确定不生成所述报警信息。
23、可选地，所述方法还包括：
24、在确定生成报警信息之后，将所述优化后的所述电力系统的所述总成本和各所述开关的所述最终状态上传至云平台。
25、根据本申请的另一方面，提供了一种电力系统的控制装置，该装置包括：
26、第一处理单元，用于采用攻击模拟模型，得到电力系统的线路潮流变化量和切负荷篡改量，并根据所述线路潮流变化量和所述切负荷篡改量来篡改电力系统的发电功率和切负荷量；
27、第二处理单元，用于采用电路拓扑优化算法，调节所述电力系统中各开关的状态，以使得所述电力系统的总成本最小，并得到所述优化后的所述电力系统的总成本；
28、第二处理单元，用于采用最小二乘法对所述优化后的所述电力系统的总成本和所述优化后的所述电力系统中各所述开关的最终状态进行状态估计，得到量测估计值；
29、第四处理单元，用于根据所述量测估计值所处的范围，判断是否生成报警信息，所述报警信息用于提示所述攻击模拟模型的攻击导致所述电力系统的数据出现异常。
30、根据本申请的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的方法。
31、根据本申请的另一方面，提供了一种电力系统的控制系统，该系统包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的方法。
32、应用本申请的技术方案，首先采用攻击模拟模型，得到电力系统的线路潮流变化量和切负荷篡改量，并根据所述线路潮流变化量和所述切负荷篡改量来篡改电力系统的发电功率和切负荷量，从而对电力系统进行攻击模拟，之后采用电路拓扑优化算法，调节所述电力系统中各开关的状态，以使得所述电力系统的总成本最小，并得到优化后的电力系统以及所述优化后的所述电力系统的总成本，以优化所述电路系统的拓扑结构，可以自发的应对攻击进行系统的内调节(具体表现在调节电力系统的拓扑结构)，最后根据所述量测估计值所处的范围，判断是否生成报警信息，既能在一定程度上对攻击策略做出防御，也能在所述攻击模拟模型的攻击导致所述电路系统的数据出现异常的情况下及时报警，从而本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电力系统的防御方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述攻击模拟模型包括上层攻击模型和下层攻击模型；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在采用攻击模拟模型，得到电力系统的线路潮流变化量和切负荷篡改量之前，所述方法还包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述量测估计值所处的范围，判断是否生成报警信息，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述比较结果，确定是否生成所述报警信息，包括：
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.一种电力系统的控制装置，其特征在于，包括：
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至6中任意一项所述的方法。
9.一种电力系统的控制系统，其特征在于，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，
...【技术特征摘要】
1.一种电力系统的防御方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述攻击模拟模型包括上层攻击模型和下层攻击模型；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在采用攻击模拟模型，得到电力系统的线路潮流变化量和切负荷篡改量之前，所述方法还包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述量测估计值所处的范围，判断是否生成报警信息，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述比较结果，确定是否生成所述报警信息，包括：
6.根据权利要求1至5中任...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁志宏，陶佳冶，洪超，付鋆，杨祎巍，魏力鹏，陈霖，刘俊荣，李攀登，班秋成，徐培明，周泽元，徐文倩，张猛，关泽武，严彬元，支志军，方继宇，杜金燃，杨耀，赖博宇，袁捷，熊诚，吴飞，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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