极端灾害将导致电力系统与通信系统同时发生大面积瘫痪,基于“保电救灾、通信先行”原则,优先恢复故障通信是支撑保障电力系统安全运行的关键。该文针对灾后电力通信高效恢复问题,提出了一种计及电力侧状态感知需求与运行调控能力保障...极端灾害将导致电力系统与通信系统同时发生大面积瘫痪,基于“保电救灾、通信先行”原则,优先恢复故障通信是支撑保障电力系统安全运行的关键。该文针对灾后电力通信高效恢复问题,提出了一种计及电力侧状态感知需求与运行调控能力保障的增广路径最大流电力通信网络恢复算法。首先考虑到电力通信系统与电力物理系统的紧耦合特性,设计了计及电力侧影响的状态感知与运行调控能力量化指标,辨识关键信息节点。然后,通过图论最大流理论,搜寻关键信息节点的增广路径集。在此基础上,引入恢复贡献度,从增广路径集中选择具有大容量、低延时以及少故障链路的通信路径进行优先重建,为灾后电力系统快速恢复过程提供可达、可靠的通信支撑。最后,以IEEE39标准系统作为仿真算例,验证了所提恢复策略下的通信系统具有更高的通信服务质量(quality of service,QoS),避免了在恢复过程中由于带宽容量不足而发生业务频繁掉线风险。展开更多
热连轧过程中的加热炉系统具有大惯性和大滞后的特点。为了提高加热炉的温度控制性能,提出了一种基于信息物理系统(cyber-physical system,CPS)的综合优化控制策略。首先,建立了具有延时的传统比例积分微分(proportional integral diffe...热连轧过程中的加热炉系统具有大惯性和大滞后的特点。为了提高加热炉的温度控制性能,提出了一种基于信息物理系统(cyber-physical system,CPS)的综合优化控制策略。首先,建立了具有延时的传统比例积分微分(proportional integral differential,PID)温度控制系统模型。然后,通过引入一个转移参数来构造修正后的状态方程,进而计算出中立型延时系统的控制器参数,并提出了基于CPS的延时优化控制与PID控制相结合的控制策略。最后,将所提控制策略应用在某钢铁厂的步进加热炉中,实验结果表明,该控制策略提升了温度控制的智能化程度,实现了更精确的加热过程,优化了生产流程,提高了加热效率,减少了能源浪费。该控制策略具有工程实用价值和推广意义。展开更多
从攻击者的角度探讨信息物理系统(Cyber-physical system,CPS)中隐蔽虚假数据注入(False data injection,FDI)攻击的最优策略.选取Kullback-Leibler(K-L)散度作为攻击隐蔽性的评价指标,设计攻击信号使得攻击保持隐蔽且最大程度地降低CP...从攻击者的角度探讨信息物理系统(Cyber-physical system,CPS)中隐蔽虚假数据注入(False data injection,FDI)攻击的最优策略.选取Kullback-Leibler(K-L)散度作为攻击隐蔽性的评价指标,设计攻击信号使得攻击保持隐蔽且最大程度地降低CPS远程状态估计的性能.首先,利用残差的统计特征计算远程状态估计误差协方差,将FDI最优策略问题转化为二次约束优化问题.其次,在攻击隐蔽性的约束下,运用拉格朗日乘子法及半正定规划推导出最优策略.最后,通过仿真实验验证所提方法与现有方法相比在隐蔽性方面具有显著优势.展开更多
为保证电力信息物理系统(Cyber-Physical Power System,CPPS)安全稳定运行,对其拓扑结构及鲁棒性进行研究。基于复杂网络理论,提出一种全方位CPPS鲁棒性评估框架,建立拓扑结构和功能级联故障模型,并给出相应的系统性能量化指标,实现对...为保证电力信息物理系统(Cyber-Physical Power System,CPPS)安全稳定运行,对其拓扑结构及鲁棒性进行研究。基于复杂网络理论,提出一种全方位CPPS鲁棒性评估框架,建立拓扑结构和功能级联故障模型,并给出相应的系统性能量化指标,实现对系统鲁棒性精准、高效评估。结合Louvain算法与重力引力中心性提出了考虑网络底层拓扑结构的节点重要性辨识方法,根据节点重要性对系统实施灾前保护,并对比不同保护策略下系统的鲁棒性。最后,用IEEE118网络构建CPPS模型,模拟系统在不同情况下的状态响应,结果验证了所提方法的有效性。展开更多
文摘极端灾害将导致电力系统与通信系统同时发生大面积瘫痪,基于“保电救灾、通信先行”原则,优先恢复故障通信是支撑保障电力系统安全运行的关键。该文针对灾后电力通信高效恢复问题,提出了一种计及电力侧状态感知需求与运行调控能力保障的增广路径最大流电力通信网络恢复算法。首先考虑到电力通信系统与电力物理系统的紧耦合特性,设计了计及电力侧影响的状态感知与运行调控能力量化指标,辨识关键信息节点。然后,通过图论最大流理论,搜寻关键信息节点的增广路径集。在此基础上,引入恢复贡献度,从增广路径集中选择具有大容量、低延时以及少故障链路的通信路径进行优先重建,为灾后电力系统快速恢复过程提供可达、可靠的通信支撑。最后,以IEEE39标准系统作为仿真算例,验证了所提恢复策略下的通信系统具有更高的通信服务质量(quality of service,QoS),避免了在恢复过程中由于带宽容量不足而发生业务频繁掉线风险。
文摘热连轧过程中的加热炉系统具有大惯性和大滞后的特点。为了提高加热炉的温度控制性能,提出了一种基于信息物理系统(cyber-physical system,CPS)的综合优化控制策略。首先,建立了具有延时的传统比例积分微分(proportional integral differential,PID)温度控制系统模型。然后,通过引入一个转移参数来构造修正后的状态方程,进而计算出中立型延时系统的控制器参数,并提出了基于CPS的延时优化控制与PID控制相结合的控制策略。最后,将所提控制策略应用在某钢铁厂的步进加热炉中,实验结果表明,该控制策略提升了温度控制的智能化程度,实现了更精确的加热过程,优化了生产流程,提高了加热效率,减少了能源浪费。该控制策略具有工程实用价值和推广意义。
文摘从攻击者的角度探讨信息物理系统(Cyber-physical system,CPS)中隐蔽虚假数据注入(False data injection,FDI)攻击的最优策略.选取Kullback-Leibler(K-L)散度作为攻击隐蔽性的评价指标,设计攻击信号使得攻击保持隐蔽且最大程度地降低CPS远程状态估计的性能.首先,利用残差的统计特征计算远程状态估计误差协方差,将FDI最优策略问题转化为二次约束优化问题.其次,在攻击隐蔽性的约束下,运用拉格朗日乘子法及半正定规划推导出最优策略.最后,通过仿真实验验证所提方法与现有方法相比在隐蔽性方面具有显著优势.
文摘为保证电力信息物理系统(Cyber-Physical Power System,CPPS)安全稳定运行,对其拓扑结构及鲁棒性进行研究。基于复杂网络理论,提出一种全方位CPPS鲁棒性评估框架,建立拓扑结构和功能级联故障模型,并给出相应的系统性能量化指标,实现对系统鲁棒性精准、高效评估。结合Louvain算法与重力引力中心性提出了考虑网络底层拓扑结构的节点重要性辨识方法,根据节点重要性对系统实施灾前保护,并对比不同保护策略下系统的鲁棒性。最后,用IEEE118网络构建CPPS模型,模拟系统在不同情况下的状态响应,结果验证了所提方法的有效性。
