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题名负荷重分配攻击下电–气系统损失评估与脆弱性分析
被引量：2
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作者
周步祥
闵昕玮
臧天磊
张远洪
陈阳
赵雯雯
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机构
四川大学电气工程学院
智能电网四川省重点实验室(四川大学)
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出处
《工程科学与技术》
EI
CSCD
北大核心
2023年第1期3-13,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(51907097)
四川省科技计划项目(2020JDRC0049)。
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文摘
在电力信息物理系统中,负荷重分配(load redistribution,LR)攻击是一种常见的虚假数据注入攻击。而在天然气网与电网耦合紧密的背景下,针对电–气耦合系统(integrated electricity natural gas system,IEGS)的负荷重分配攻击可能会对系统的安全运行造成更严重的影响。因此本文对电–气耦合下的LR攻击展开深入研究。首先,在分析IEGS双侧协同LR攻击作用机理的基础上,研究LR攻击的实施策略。其次,计及连锁故障对电网的影响,以IEGS经济损失最大为目标函数,建立IEGS下LR攻击的损失评估模型,统一度量了不同能源子系统的损失,量化了不同场景下LR攻击对系统安全经济运行的风险,定义了新的节点综合脆弱性评价指标,全面深层次分析IEGS中的高脆弱性节点。再次,对天然气管道流量方程中的非线性项进行线性化处理,将IEGS调度模型转化并添加到攻击者模型中,作为Karush–Kuhn–Tucher(KKT)最优条件,从而将整个模型转换为混合整数线性规划问题。最后,在IEEE 39节点和改进比利时20节点算例系统上,进行了3种LR攻击场景的仿真,验证了3种攻击在不同攻击资源下的攻击效果,分析了系统高脆弱性节点的分布与变化,并给出了针对不同LR攻击形式的系统综合保护策略。实验结果表明,双侧协同LR攻击会对系统造成更严重的损失,但依据本文评估和分析方法采取综合保护策略后,系统损失显著降低。
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关键词
电–气耦合系统
双侧协同负荷重分配攻击
节点脆弱性转移
连锁故障
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Keywords
integrated electricity natural gas system
bilateral coordinated LR attack
node vulnerability transfer
cascading failure
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分类号
TM731
[电气工程—电力系统及自动化]
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