信息系统的融合给电网安全运行带来了新的风险,因此有必要研究电力信息物理系统(cyber-physical power system,CPPS)连锁故障的产生及传播机理。首先建立CPPS部分相互依存模型,采用老化因素、潮流、隐性故障、偶然因素构建电网风险元,...信息系统的融合给电网安全运行带来了新的风险,因此有必要研究电力信息物理系统(cyber-physical power system,CPPS)连锁故障的产生及传播机理。首先建立CPPS部分相互依存模型,采用老化因素、潮流、隐性故障、偶然因素构建电网风险元,采用信息占用率、拓扑结构、网络攻击、节点负荷以及依存关系构建信息网风险元,从而将风险元理论应用于CPPS连锁故障预测过程。其次提出一种同时考虑两网失负荷率的风险计算方法,可以识别骨干层与接入层的关键节点。最后分析信息节点自身故障和网络攻击引起的信息节点失效对连锁故障的不同影响。算例分析表明:依存关系会促进故障在两网传播,增大系统的风险;对CPPS进行整体分析能较全面地评估连锁故障风险,识别关键信息节点;同时遭受网络攻击与信息节点自身故障的CPPS的平均风险最高,需采取措施提高其可靠性。展开更多
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
电力系统作为实时信息与能源高度融合的电力信息物理融合系统(cyber-physical power system,CPPS),虚假数据注入攻击(false data injection attacks,FDIAs)的准确辨识将有效保证CPPS安全稳定运行。为准确、高效地完成日前负荷预测,首先...电力系统作为实时信息与能源高度融合的电力信息物理融合系统(cyber-physical power system,CPPS),虚假数据注入攻击(false data injection attacks,FDIAs)的准确辨识将有效保证CPPS安全稳定运行。为准确、高效地完成日前负荷预测,首先使用肯德尔相关系数(Kendall's tau-b)量化日期类型的取值,引入加权灰色关联分析选取相似日,再建立基于最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)的日前负荷预测模型。将预测负荷通过潮流计算求解的系统节点状态量与无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)动态状态估计得到的状态量进行自适应加权混合,最后基于混合预测值和静态估计值间的偏差变量提出了攻击检测指数(attack detection index,ADI),根据ADI的分布检测FDIAs。若检测到FDIAs,使用混合预测状态量对该时刻的量测量进行修正。使用IEEE-14和IEEE-39节点系统进行仿真,结果验证了所提方法的有效性与可行性。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
文摘信息系统的融合给电网安全运行带来了新的风险,因此有必要研究电力信息物理系统(cyber-physical power system,CPPS)连锁故障的产生及传播机理。首先建立CPPS部分相互依存模型,采用老化因素、潮流、隐性故障、偶然因素构建电网风险元,采用信息占用率、拓扑结构、网络攻击、节点负荷以及依存关系构建信息网风险元,从而将风险元理论应用于CPPS连锁故障预测过程。其次提出一种同时考虑两网失负荷率的风险计算方法,可以识别骨干层与接入层的关键节点。最后分析信息节点自身故障和网络攻击引起的信息节点失效对连锁故障的不同影响。算例分析表明:依存关系会促进故障在两网传播,增大系统的风险;对CPPS进行整体分析能较全面地评估连锁故障风险,识别关键信息节点;同时遭受网络攻击与信息节点自身故障的CPPS的平均风险最高,需采取措施提高其可靠性。
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。
基金浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划(2024C01058)浙江省“十四五”第二批本科省级教学改革备案项目(JGBA2024014)+2 种基金2025年01月批次教育部产学合作协同育人项目(2501270945)2024年度浙江大学本科“AI赋能”示范课程建设项目(24)浙江大学第一批AI For Education系列实证教学研究项目(202402)。
文摘电力系统作为实时信息与能源高度融合的电力信息物理融合系统(cyber-physical power system,CPPS),虚假数据注入攻击(false data injection attacks,FDIAs)的准确辨识将有效保证CPPS安全稳定运行。为准确、高效地完成日前负荷预测,首先使用肯德尔相关系数(Kendall's tau-b)量化日期类型的取值,引入加权灰色关联分析选取相似日,再建立基于最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)的日前负荷预测模型。将预测负荷通过潮流计算求解的系统节点状态量与无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)动态状态估计得到的状态量进行自适应加权混合,最后基于混合预测值和静态估计值间的偏差变量提出了攻击检测指数(attack detection index,ADI),根据ADI的分布检测FDIAs。若检测到FDIAs,使用混合预测状态量对该时刻的量测量进行修正。使用IEEE-14和IEEE-39节点系统进行仿真,结果验证了所提方法的有效性与可行性。
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。
