[发明专利]考虑组件故障的电力信息系统控制功能可靠性评估方法

说明书

本发明提出了一种考虑组件故障的电力信息系统控制功能可靠性评估方法，包括以下步骤：分析电力信息系统控制功能涉及相关组件及其逻辑关系；基于组件故障影响因素分析，建立组件故障概率模型；结合控制功能组件之间的逻辑关系，分析组件故障后果，即是否导致控制功能失效；分析电力信息系统控制功能失效对电力系统的影响，选取电力信息系统控制功能可靠性指标；通过蒙特卡洛方法模拟组件工作状态，计算评估指标对电力信息系统控制功能可靠性进行评估。本方法可用于电力信息系统中控制功能的可靠性评估。

技术领域

本发明涉及电力信息系统安全稳定运行的技术领域，具体涉及一种电力信息系统控制功能可靠性评估方法。

背景技术

随着通信技术、自动化技术及控制技术不断发展和广泛应用，电力系统已逐渐发展成为信息物理电力系统(Cyber Physical Power System,CPPS)。与此同时，对信息系统的依存度不断提高，也给电力系统引入了新的威胁，一旦信息系统发生可靠性问题，会直接或间接的对电网的安全稳定运行产生影响，甚至造成大面积的用电事故。

长期以来，对于电力系统的可靠性分析往往是和信息系统分开进行的，但是电力系统和信息系统的耦合程度在不断加深，单独对电力系统或信息系统进行可靠性分析不能准确反映CPPS的运行状态。信息系统控制功能直接影响电力系统的安全稳定运行，传统的可靠性评估方法往往是针对整个信息系统，然而，在复杂的CPPS中，信息系统的建设是为了服务电力系统的安全稳定运行，与传统的信息系统有所差别，在对信息系统可靠性进行评估时，不仅要考虑其本身的状态，还需要考虑其在电力系统中的影响。目前CPPS可靠性研究仍处于初步阶段，可靠性评估方法少，也不够完善，特别是缺少对电力信息系统的功能的评估方法。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，本发明提出一种考虑组件故障的电力信息系统控制功能可靠性评估方法，在电力信息系统中考虑控制功能涉及组件故障的影响，对电力信息系统控制功能的可靠性进行评估。

技术方案：一种考虑组件故障的电力信息系统控制功能可靠性评估方法，包括以下步骤：

S1、获取电力信息系统数据，包括控制功能涉及的网络结构、构成组件、组件网络结构、组件故障历史数据、组件功能；

S2、基于电力信息系统网络结构得到执行控制功能涉及的电力信息系统组件，并分析电力信息系统控制功能涉及组件之间的逻辑关系；

S3、基于组件故障影响因素分析，结合故障历史记录，建立组件故障概率模型，基于组件之间的逻辑关系，判断组件故障后果，即是否会导致控制功能失效；

S4、分析控制功能失效对电力系统的影响，确定可靠性评估指标；

S5、通过蒙特卡洛方法模拟组件工作状态，计算电力信息系统控制功能可靠性评估指标。

进一步地，所述步骤S2中电力信息系统组件包括硬件和软件，其中，硬件包括了电力信息系统控制功能执行过程涉及的元件和线路，从发出控制指令的决策中心的计算机、数据传输的中间节点、传输数据的通信线路到最终执行控制功能的元件；软件对数据进行处理，依托于硬件运行，包括决策中心的决策软件、指令的加密和解密软件。

进一步地，所述步骤S3中组件之间的逻辑关系包括：

串联关系，指由n个组件组成的系统中，其每个组件都正常工作时，系统才能正常工作的情况下，该n个组件之间的关系；以及并联关系，指由n个组件组成的系统中，若有一个组件正常工作，系统就能正常工作的情况下，该n个组件之间的关系。

进一步地，所述步骤S3中建立组件故障概率模型的方法如下：通过对历史数据进行分析，考虑组件投入使用时间、外部影响因素和检修记录，建立关于使用寿命的故障概率模型；基于统计的方法对历史数据进行分析，结合关于使用寿命的故障概率模型得到组件的故障概率模型，结合组件的时间和空间特性确定组件故障概率。