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基于攻击图的电网信息物理融合系统风险定量评估 被引量:33
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作者 陈德成 付蓉 +2 位作者 宋少群 孙军 张小飞 《电测与仪表》 北大核心 2020年第2期62-68,共7页
由于信息和通信技术的广泛应用,现代电网已成为一个实时感知、动态控制与信息服务的多维异构复杂系统,即电网信息物理融合系统(电网CPS)。信息系统与电力系统的深度融合使得电网面临更多的网络威胁。在此背景下,本文提出了虚假数据注入... 由于信息和通信技术的广泛应用,现代电网已成为一个实时感知、动态控制与信息服务的多维异构复杂系统,即电网信息物理融合系统(电网CPS)。信息系统与电力系统的深度融合使得电网面临更多的网络威胁。在此背景下,本文提出了虚假数据注入攻击下的电网信息物理融合系统风险定量评估方法。针对攻击建立了数据流传递的电力信息安全模型,将攻击分为两个过程:首先选择变电站注入虚假数据,然后基于通信拓扑图构建了流传递路径,采用攻击图量化攻击源信息传递模型,并基于故障下最优负荷削减策略对电力系统潜在后果进行了定量评估。最后通过算例研究,确定考虑网络攻击因素下系统的薄弱节点,验证了所提方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 虚假数据注入攻击 电网信息物理融合系统 电力信息安全模型 攻击图 定量评估
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面向信息物理融合系统的混成攻击图分析方法
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作者 葛要港 陈鑫恺 +1 位作者 徐丙凤 何高峰 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第6期1616-1624,共9页
针对信息物理融合系统(CPS)中信息系统与物理系统的复杂互联问题,提出一种混成攻击图模型,实现对CPS攻击的有效建模与分析,支持离散与连续信息共存的攻击建模。在此基础上,提出一种基于模型检测的混成攻击图分析方法,通过模型检测技术,... 针对信息物理融合系统(CPS)中信息系统与物理系统的复杂互联问题,提出一种混成攻击图模型,实现对CPS攻击的有效建模与分析,支持离散与连续信息共存的攻击建模。在此基础上,提出一种基于模型检测的混成攻击图分析方法,通过模型检测技术,将混成攻击图转化为时间自动机模型,采用度量区间时序逻辑,描述系统对离散与连续信息的安全属性,使用模型检测器进行可满足性验证。通过智能家居系统的案例说明了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 信息物理融合系统 模型检测 混成攻击图 形式化方法 时间自动机 度量区间时序逻辑 安全属性
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信息物理融合系统中恶意病毒传播的稳定性与分岔分析
3
作者 程浩宽 肖敏 《控制工程》 北大核心 2025年第6期1101-1110,共10页
为研究恶意病毒在信息物理融合系统(cyberphysicalsystems,CPS)中的传播机理,对一类具有双线性发生率的易感-感染-恢复(susceptible-infected-recovered,SIR)模型进行改进,提出了一种更具一般性且含有时滞的SIR恶意病毒模型。通过选取... 为研究恶意病毒在信息物理融合系统(cyberphysicalsystems,CPS)中的传播机理,对一类具有双线性发生率的易感-感染-恢复(susceptible-infected-recovered,SIR)模型进行改进,提出了一种更具一般性且含有时滞的SIR恶意病毒模型。通过选取时滞作为分岔参数,基于稳定性理论和Hopf分岔定理对该模型的复杂动力学行为进行分析,得出了Hopf分岔的条件。研究表明,系统的动力学行为依赖于分岔的临界值。此外,进一步应用范数理论和中心流形定理得出了关于Hopf分岔方向的计算公式。最后通过数值仿真验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 信息物理融合系统 恶意病毒 时滞 HOPF分岔 分岔方向
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噪声相关信息物理系统的安全融合估计
4
作者 葛文标 牛梦飞 +2 位作者 吕跃祖 李中翔 房肖 《控制工程》 北大核心 2025年第4期595-601,613,共8页
针对一类噪声异步互相关的信息物理系统,研究了存在隐蔽攻击的情况下分布式安全融合估计问题。首先,考虑过程噪声与量测噪声的异步相关性,设计了一种依赖相关强度的类卡尔曼滤波局部估计器,并给出了确保估计器收敛的充分条件。其次,围... 针对一类噪声异步互相关的信息物理系统,研究了存在隐蔽攻击的情况下分布式安全融合估计问题。首先,考虑过程噪声与量测噪声的异步相关性,设计了一种依赖相关强度的类卡尔曼滤波局部估计器,并给出了确保估计器收敛的充分条件。其次,围绕一种线性隐蔽攻击模型,通过最大化局部估计均方误差得到了迭代最优攻击参数及相应的恶化局部估计。最后,基于矩阵加权策略融合局部估计,设计了一种分布式安全融合估计器,降低了隐蔽攻击对系统的影响,改善了融合估计性能。仿真结果验证了所设计的分布式安全融合估计器的有效性。 展开更多
关键词 信息物理系统 噪声相关 隐蔽攻击 分布式融合估计
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考虑信息物理融合系统的韧性电网风险研究现状及发展趋势可视化分析 被引量:3
5
作者 何馥彤 李存斌 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期35-43,共9页
为探究韧性电网信息物理融合系统风险研究现状及发展趋势,基于中国知网(CNKI)和Web of Science(WoS)数据库2011—2023年的文献数据,利用CiteSpace对该领域研究的研究热点、前沿及演化趋势进行可视化分析。研究结果表明:国内研究形成以... 为探究韧性电网信息物理融合系统风险研究现状及发展趋势,基于中国知网(CNKI)和Web of Science(WoS)数据库2011—2023年的文献数据,利用CiteSpace对该领域研究的研究热点、前沿及演化趋势进行可视化分析。研究结果表明:国内研究形成以“风险预警与控制”和“电力系统智能化建设”为主题的研究热点,国外研究形成以“信息物理融合”和“连锁故障演化”为主题的研究热点;“智能电网的信息物理耦合”和“信息网络攻击风险分析”是国内研究的前沿方向,“信息物理融合系统安全状态估计”和“风险防控模型”是国外研究的前沿方向;国内研究可分为安全性理论研究期、信息物理攻击风险研究期和故障防御恢复研究期3个时间阶段,国外研究可分为信息物理融合研究期和信息物理安全应用期2个时间阶段;后续研究应加强改进电力信息物理融合系统建模、完善电力信息物理融合系统规划、推进电力信息物理融合系统应用,推进数字化韧性电网稳定运行。研究结果可为韧性电网风险识别和风险预警研究提供一定参考。 展开更多
关键词 电力信息物理融合系统 韧性电网 研究热点和前沿 可视化分析
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信息物理耦合环境中面向韧性全过程提升的配电网无功规划 被引量:1
6
作者 景祥 秦文萍 +3 位作者 逯瑞鹏 王杰 刘佳昕 韩肖清 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第6期96-105,共10页
随着通信网络与电力系统耦合程度的提升,配电网由极端自然灾害导致的故障模式逐渐向信息物理复合故障转变,给全局运行安全带来了极大风险。此外,鲜有研究考虑在配电网中通过协同规划电容器组(CB)和智能软开关(SOP)来降低系统在负荷恢复... 随着通信网络与电力系统耦合程度的提升,配电网由极端自然灾害导致的故障模式逐渐向信息物理复合故障转变,给全局运行安全带来了极大风险。此外,鲜有研究考虑在配电网中通过协同规划电容器组(CB)和智能软开关(SOP)来降低系统在负荷恢复过程的失负荷成本。针对以上不足,提出一种信息物理耦合环境中面向韧性全过程提升的配电网无功规划方法。在灾前配置CB和SOP,以降低系统直接和间接故障的规模;在灾中、灾后依据通信可靠性理论分析设备受控状态,结合系统通信性能的调节对电力设备进行调控,从而降低系统在韧性全过程的失负荷成本。考虑CB和SOP等设备的响应能力差异,所提策略基于“防御-攻击-多校正”思想被建模为一个分层防御者-攻击者-防御者(DAD)模型。算例仿真结果表明,所提规划策略可以在计及信息物理耦合特性的同时,在无功功率补偿层面提升系统的灾害防御能力。 展开更多
关键词 电网 信息物理系统 韧性提升 无功规划 鲁棒优化
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计及时空灵活性资源协同的配电信息物理系统规划方法
7
作者 吴舒坦 王琦 +3 位作者 于昌平 胡秦然 宋梦 汤奕 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第15期74-88,共15页
随着信息物理系统深度耦合发展,传统配电网规划面临诸多挑战。一方面,配电网日益复杂的交互方式和控制机理使得传统的信息物理独立规划方案难以保证电网整体最优;另一方面,具有调节潜力和故障响应能力的时空灵活性资源的广泛接入,对规... 随着信息物理系统深度耦合发展,传统配电网规划面临诸多挑战。一方面,配电网日益复杂的交互方式和控制机理使得传统的信息物理独立规划方案难以保证电网整体最优;另一方面,具有调节潜力和故障响应能力的时空灵活性资源的广泛接入,对规划主体提出了新的要求。在信息物理网络耦合背景下,文中提出了计及时空灵活性资源协同的配电信息物理系统规划方法。首先,基于配电信息物理系统整体架构,阐述了灵活性资源参与的配电网时空调度策略,以及时空灵活性资源交互方式和调度特性;然后,提出了考虑信息系统影响和灵活性资源时空转移潜力的配电信息物理系统协同框架、规划模型和求解算法,并通过关键故障集生成和筛选,验证了所提规划方法下的配电网恢复能力;最后,在改进的标准配电系统及外部耦合网络中初步探讨了所提方案的经济性、可靠性和故障支撑能力。 展开更多
关键词 电网 信息物理系统 灵活性资源 规划 协同 调度 故障恢复
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电力信息物理系统需求操控攻击策略及防护分析
8
作者 严康 陆艺丹 +1 位作者 白晓清 李滨 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第8期178-188,共11页
随着大规模配电网用户侧电力异构物联设备(简称配电网用户侧物联设备)接入电力系统,互联网中用户负荷控制业务的主导地位愈加明显。由此,电力系统存在一条跨越信息物理空间的攻击路径——需求操控攻击,致使电力系统面临一种新型的网络... 随着大规模配电网用户侧电力异构物联设备(简称配电网用户侧物联设备)接入电力系统,互联网中用户负荷控制业务的主导地位愈加明显。由此,电力系统存在一条跨越信息物理空间的攻击路径——需求操控攻击,致使电力系统面临一种新型的网络安全威胁。在此背景下,研究需求操控攻击策略对于电力系统抵御该类网络攻击具有重要的指导意义。首先,文中阐述了黑客如何利用配电网用户侧物联设备实施需求操控攻击以及其特点,并基于负荷特征和电力设备运行特征制定电力系统中异常负荷规模约束。然后,以低攻击代价诱导传输线路故障为目的探讨需求操控攻击策略,分析了在该类需求操控攻击情景下传输线路的脆弱性。最后,通过多场景下的多个IEEE标准系统仿真验证了需求操控攻击可以低代价地影响电力系统运行安全。 展开更多
关键词 电网 信息物理系统 网络攻击 需求操控攻击 异构设备 可控负荷 物联网
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信息物理系统的传感器攻击抵御策略综述
9
作者 陈彦峰 冯智伟 +1 位作者 邓庆绪 王妍 《计算机科学》 北大核心 2025年第4期4-13,共10页
信息物理系统(Cyber Physical System,CPS)作为融合了计算、通信和控制的智能系统,在诸多领域,如智能交通、智能健康等方面发挥着越来越重要的作用。传感器在CPS中扮演着重要角色,但也常成为攻击者的目标。首先,明确了传感器攻击抵御的... 信息物理系统(Cyber Physical System,CPS)作为融合了计算、通信和控制的智能系统,在诸多领域,如智能交通、智能健康等方面发挥着越来越重要的作用。传感器在CPS中扮演着重要角色,但也常成为攻击者的目标。首先,明确了传感器攻击抵御的研究范围,按照攻击发生时间点,将传感器攻击的相关研究分为了攻击防御、攻击抵御和攻击恢复。然后,回顾了常见传感器攻击的类型和影响,包括拒绝服务攻击、重放攻击、欺骗攻击等。接着,总结了基于多源一致性、历史一致性和响应一致性的传感器攻击检测方法。随后,论述了攻击检测后的数据融合方法,包括基于卡尔曼滤波和基于间隔的数据融合方法。最后,探讨了未来可能的研究方向,以进一步加强CPS中传感器攻击的防御能力。 展开更多
关键词 信息物理系统 传感器攻击 攻击抵御 攻击检测 数据融合 数据安全
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考虑网络重构和应急资源的灾后配电网信息物理系统协调恢复方法 被引量:4
10
作者 董桂岑 何川 +3 位作者 刘绚 南璐 刘天琪 张瑜祺 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期106-113,共8页
近年来,极端天气灾害频发给配电网信息物理系统造成了严重影响,因此,灾后配电网和信息网的协调恢复至关重要。为减小灾后系统的损失,提出了一种以系统损失成本最小为目标的配电网信息物理系统灾后多源协调恢复方法。基于配电网和信息网... 近年来,极端天气灾害频发给配电网信息物理系统造成了严重影响,因此,灾后配电网和信息网的协调恢复至关重要。为减小灾后系统的损失,提出了一种以系统损失成本最小为目标的配电网信息物理系统灾后多源协调恢复方法。基于配电网和信息网的耦合建立系统灾后协调恢复模型,综合考虑分布式发电机组、储能设备、网络重构、移动应急资源等措施来加快负荷的恢复;在此基础上考虑新能源出力的不确定性,提出基于信息间隙决策理论的配电网信息物理系统灾后多源协调恢复方法;采用IEEE 33节点配电网和21节点信息网仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 故障协调恢复 信息物理耦合系统 网络重构 电网 不确定性
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针对信息攻击的含风电接入微电网信息物理系统脆弱性评估 被引量:1
11
作者 闫旻睿 于淼 +1 位作者 万克厅 齐冬莲 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第24期88-100,共13页
随着微电网信息化和智能化水平提升,恶意信息攻击对微电网安全稳定运行的威胁也更加严重。相比于配电网,微电网系统规模小,可再生能源渗透率高、调节能力弱,故面对信息攻击时也更加脆弱。为针对信息攻击分析微电网信息物理系统的脆弱性... 随着微电网信息化和智能化水平提升,恶意信息攻击对微电网安全稳定运行的威胁也更加严重。相比于配电网,微电网系统规模小,可再生能源渗透率高、调节能力弱,故面对信息攻击时也更加脆弱。为针对信息攻击分析微电网信息物理系统的脆弱性,首先,建立了考虑控制策略与可再生能源出力不确定性的微电网物理侧模型和基于数据流的考虑信息攻击的信息侧模型。其次,为分析信息攻击,建立了攻击方法-攻击对象关联矩阵和考虑攻击者和调度中心行为的双层规划模型。然后,基于负荷重分配特性和Shapley值法,提出了基于攻击后果的脆弱性指标计算方法和脆弱性评估流程。最后,对38节点算例进行仿真,针对信息攻击评估了微电网信息物理系统的脆弱性情况,并分析验证了所提方法的有效性以及对制定防御策略的指导意义。 展开更多
关键词 信息物理系统 电网 信息攻击 脆弱性评估
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FDIA-蠕虫混合攻击下的配电网信息物理系统弹性拓扑优化配置 被引量:4
12
作者 栗会峰 李铁成 +3 位作者 李均强 刘千贺 孔祥兴 卢志刚 《电力科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期20-32,共13页
电力安全是现代社会持续发展的重要保障。随着信息技术逐步发展,网络攻击手段的日渐增多和变强会对新型电力系统造成严重破坏,而合理的网络拓扑结构和有效的网络防御资源的是电力系统遭受网络攻击后负荷恢复的关键。为此,提出一种虚假... 电力安全是现代社会持续发展的重要保障。随着信息技术逐步发展,网络攻击手段的日渐增多和变强会对新型电力系统造成严重破坏,而合理的网络拓扑结构和有效的网络防御资源的是电力系统遭受网络攻击后负荷恢复的关键。为此,提出一种虚假数据注入(false data injection attack,FDIA)-蠕虫混合攻击下的配电网信息物理系统(cyber-physical systems,CPS)弹性拓扑优化和防御资源配置策略,用于提高配电系统网络攻击下的弹性。该模型采用上、中、下3层的框架对拓扑结构和防御资源进行优化:上层建立以规划成本和失负荷风险为目标的多目标帕累托规划模型,结合中层计及攻击与恢复的网络攻击传播模型,采用非支配排序遗传算法-II(non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II)进行规划方案求解;下层考虑信息层与物理层的多种耦合方案,基于配电网CPS弹性度量指标对拓扑优化配置进行评估。与传统的一对一串联模式方案相比,通过模型求解的3种耦合关系下的网络拓扑结构与防御资源优化方案,在提高系统弹性方面能够发挥重要作用。 展开更多
关键词 弹性 电网信息物理系统 网络拓扑优化 多目标帕累托规划 多阶段弹性度量指标
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智能配电网信息物理融合保护系统的研究 被引量:20
13
作者 庄伟 牟龙华 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期113-118,共6页
为了实现智能配电网中继电保护系统信息在更深层次上的融合,引入信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)的概念,借助其计算机网络与物理系统紧密结合特点,提出了由嵌入式计算设备,实时通信网络、电子式互感器以及智能开关设备组... 为了实现智能配电网中继电保护系统信息在更深层次上的融合,引入信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)的概念,借助其计算机网络与物理系统紧密结合特点,提出了由嵌入式计算设备,实时通信网络、电子式互感器以及智能开关设备组成的智能配电网信息物理融合保护系统。阐述了系统各个组成部分的功能及结构,给出该系统的基本结构并讨论了其功能与关键技术。探讨了智能配电网信息物理融合保护系统中与传统继电保护系统中过流与选线保护执行方式的区别及其优势所在。 展开更多
关键词 信息物理融合系统(CPS) 智能配电网 继电保护 小电流接地选线 过流保护
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融合信息物理社会因素的配电网可靠性评估方法 被引量:5
14
作者 卢俞帆 刘念 高舜安 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期51-61,共11页
为分析重大社会活动中信息系统先进技术和社会系统应急保电措施对配电网可靠性的影响,文中提出融合信息物理社会因素的配电网可靠性评估方法。首先,为分析信息物理社会系统的相互作用,构建了配电网可靠性的信息物理社会交互框架。然后,... 为分析重大社会活动中信息系统先进技术和社会系统应急保电措施对配电网可靠性的影响,文中提出融合信息物理社会因素的配电网可靠性评估方法。首先,为分析信息物理社会系统的相互作用,构建了配电网可靠性的信息物理社会交互框架。然后,通过构建设备发展型和破坏型故障状态转移模型,量化了信息系统中缺陷诊断、风险预警技术作用周期以及社会系统中检修人员技术水平与设备故障率的关系。通过构建设备故障恢复时间模型,量化了信息系统中故障定位技术精度以及社会系统中交通路况、应急物资充裕度与设备故障恢复时间的关系。最后,为了验证框架和模型的有效性,文中建立了一个包含信息物理社会系统基本信息的测试系统。结果验证了信息、社会系统对配电物理系统可靠性的提升作用。 展开更多
关键词 电网 可靠性评估 信息物理社会系统 缺陷诊断 应急保电
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基于模糊协同交互型观测器的柔性关节机械臂信息物理融合系统的安全控制
15
作者 黄鑫 畅晨旭 +1 位作者 肖舒怡 李小杭 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2487-2498,共12页
本文研究了柔性关节机械臂信息物理融合系统(Cyber-physical systems,CPS)在传感器测量和执行器输入受到网络攻击时的安全控制问题.首先,用T-S模糊模型描述柔性关节机械臂CPS,描述后的模型可能存在不可测量或可测量但受传感器攻击影响... 本文研究了柔性关节机械臂信息物理融合系统(Cyber-physical systems,CPS)在传感器测量和执行器输入受到网络攻击时的安全控制问题.首先,用T-S模糊模型描述柔性关节机械臂CPS,描述后的模型可能存在不可测量或可测量但受传感器攻击影响的前件变量(Premise variables,PVs),这些PVs直接用于构建模糊控制器会影响控制器的控制效果.因此,提出一类模糊协同交互观测器来构造新的、可靠的、可利用的PVs.同时,该观测器能够与包含攻击估计误差(Attack estimation error,AEE)信息的辅助系统进行协同交互.与已有结果相比,所提出的观测器通过协同交互结构,充分利用了AEE信息,提高了攻击信号的重构精度.在此基础上,提出了一种具有攻击补偿结构的安全控制方案,从而消除了传感器和执行器攻击对柔性关节机械臂CPS性能的影响.仿真结果验证了所提出的安全控制方案的有效性. 展开更多
关键词 柔性关节机械臂 信息物理融合系统 网络攻击 T-S模糊模型 协同交互型观测器 安全控制
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一种信息物理融合交直流混联电网的系统保护风险评估模型 被引量:12
16
作者 马世英 韩宇奇 +1 位作者 宋墩文 郭创新 《电力科学与技术学报》 CAS 北大核心 2018年第4期42-49,共8页
研究信息物理融合交直流混联电网环境下,系统保护的构架,并应用复杂网络理论建立系统保护层模型。首先,对系统保护层面临的故障威胁进行归纳,从系统保护层信息流和物理电网能量流两方面出发建立系统保护风险评估模型;然后,对无标度和小... 研究信息物理融合交直流混联电网环境下,系统保护的构架,并应用复杂网络理论建立系统保护层模型。首先,对系统保护层面临的故障威胁进行归纳,从系统保护层信息流和物理电网能量流两方面出发建立系统保护风险评估模型;然后,对无标度和小世界智能保护系统中,保护延时、信息误传、信息中断和节点及路径失效风险以及每个节点的综合风险进行评估;最后,提出降低智能系统保护风险的措施。采用无标度网络的系统保护拓扑,升级物理层传输容量,筛选大风险节点,提高系统保护通信与数据处理设备及算法的可靠性,对降低系统保护整体风险及节点风险有重要意义。 展开更多
关键词 信息物理融合电力系统 交直流混联电网 系统保护 风险评估
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信息物理多重攻击下配电网状态估计关键技术评述 被引量:8
17
作者 吴在军 徐东亮 +2 位作者 徐俊俊 魏书珩 胡秦然 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期127-138,共12页
配电网数字化转型将进一步促进信息系统与物理系统的深度耦合,由于配电网信息安全防御资源有限,难以将信息侧安全风险隔离于物理系统之外,这也使得配电网状态估计正面临全新的挑战。首先,文中简要介绍了配电网信息物理系统体系结构,并... 配电网数字化转型将进一步促进信息系统与物理系统的深度耦合,由于配电网信息安全防御资源有限,难以将信息侧安全风险隔离于物理系统之外,这也使得配电网状态估计正面临全新的挑战。首先,文中简要介绍了配电网信息物理系统体系结构,并构建了面向信息物理系统的配电网状态估计技术框架;其次,较为全面地梳理了信息物理融合背景下配电网状态估计技术的国内外研究现状,包括考虑网络攻击的配电网伪量测建模与分析、配电网虚假数据注入攻击分析与防御以及配电网信息物理系统安全风险分析与可靠性评估等方向;最后,对该领域未来进一步发展所面临的关键问题进行了探讨和分析。 展开更多
关键词 电网 数字化转型 信息物理系统 状态估计 网络攻击
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电力信息物理融合系统的建模分析与控制研究框架 被引量:158
18
作者 赵俊华 文福拴 +1 位作者 薛禹胜 董朝阳 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2011年第16期1-8,共8页
传统的电力系统研究与信息系统研究在理论和方法上基本都是割裂的,故在现有的理论和方法框架下难以系统而深入地分析信息系统对电力系统分析与控制的影响。实现智能电网的关键之一就在于怎样将前沿的计算、通信、传感技术与电力系统紧... 传统的电力系统研究与信息系统研究在理论和方法上基本都是割裂的,故在现有的理论和方法框架下难以系统而深入地分析信息系统对电力系统分析与控制的影响。实现智能电网的关键之一就在于怎样将前沿的计算、通信、传感技术与电力系统紧密而有机地结合起来,而信息物理融合系统(CPS)的目标正是将物理系统和信息系统融合为新型工业系统。在此背景下,将CPS概念与电力系统特点相结合,提出电力CPS架构;利用微分代数方程组、有穷自动机、随机过程、排队论等数学工具,建立其稳态与动态模型,阐述相应的分析方法,并进一步提出电力CPS可靠性和安全性研究方向。最后,基于网络延时和丢失补偿提出了多种控制方法相结合的混合控制策略。 展开更多
关键词 智能电网 信息物理融合系统 电力信息物理融合系统 数学模型 可靠性 安全性
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基于V2G与应急通信的配电网信息物理协同快速恢复方法 被引量:19
19
作者 刘达夫 钟剑 +3 位作者 杨祺铭 陈晨 李更丰 别朝红 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期147-158,共12页
随着新型配电系统的快速发展,配电网与通信网络的相互依赖程度逐渐加深。在极端灾害发生后,一方面,配电网失电后的恢复控制需要依靠通信网络的有效支撑,灾后使用电动汽车与电网互动(V2G)恢复负荷电力供应的过程,同样离不开通信网络的引... 随着新型配电系统的快速发展,配电网与通信网络的相互依赖程度逐渐加深。在极端灾害发生后,一方面,配电网失电后的恢复控制需要依靠通信网络的有效支撑,灾后使用电动汽车与电网互动(V2G)恢复负荷电力供应的过程,同样离不开通信网络的引导作用;另一方面,通信网络的正常运行依靠配电网的电力供应。因此,为解决配电网灾害后电力网络与通信网络交互影响下的负荷恢复问题,提出了一种基于V2G和应急通信的配电网信息物理协同快速恢复方法:在灾害发生后,通过调配搭载无线通信基站的无人机前往通信故障区域构建应急通信网络,从而迅速恢复对区域线路开关的控制能力与对电动汽车的引导能力,进而引导电动汽车前往车辆并网站形成分布式电源并控制配电网拓扑重构,以恢复负荷的电力供应。该方法基于灾后无人机与电动汽车的调度约束以及配电网的运行约束,建立了配电网信息物理协同恢复模型,并通过配电网和交通网耦合算例验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 信息物理系统 应急通信 弹性配电网 电动汽车 电网 恢复 电网重构 灵活资源调配 无人机
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电网信息物理系统的关键技术及其进展 被引量:211
20
作者 刘东 盛万兴 +2 位作者 王云 陆一鸣 孙辰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期3522-3531,共10页
信息物理系统旨在通过物理与信息系统的互通与深度融合,实现超越传统应用系统的运行效果与性能水平。电网信息物理系统是其在电网领域的拓展和应用,该文阐述了电网信息物理系统的概念及研究现状,提出了由4个关键技术组成的研究体系,包括... 信息物理系统旨在通过物理与信息系统的互通与深度融合,实现超越传统应用系统的运行效果与性能水平。电网信息物理系统是其在电网领域的拓展和应用,该文阐述了电网信息物理系统的概念及研究现状,提出了由4个关键技术组成的研究体系,包括:电网信息物理融合建模技术、电网信息物理系统分析方法、基于融合模型的电网控制技术、基于融合模型的形式化验证。在此基础上,展望了电网信息物理系统在能源互联网、主动配电网以及传统电网中的应用。 展开更多
关键词 能源互联网 信息物理系统 电网信息物理系统 混合系统建模 主动配电网
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