[发明专利]计及信息物理耦合特性和信息扰动的量测度评估方法及系统

说明书

本发明公开了一种计及信息物理耦合特性和信息扰动的量测度评估方法及系统，其方法包括考虑信息扰动影响，建立量测数据从量测信息源端到量测信息终端的映射关系，同时基于电力信息物理耦合特性建立电力控制中心侧获取量测与电力节点关联关系，定义支路量测度、节点量测度和综合量测度，建立计及信息物理耦合特性和信息扰动的电网量测度评估体系，以反映计及网络攻击威胁的电力系统状态可观程度，为量测系统的规划设计及优化防护提供技术指导。本发明实现计及信息物理耦合特性和信息扰动的电力系统状态可观程度的评估，为量测系统的薄弱环节发现及再优化提供技术思路。

技术领域

本发明涉及电力自动化技术领域，具体涉及一种计及信息物理耦合特性和信息扰动的量测度评估方法及系统。

背景技术

随着智能电网的发展，电网已然是由信息通信系统和物理电力系统深度耦合的系统。信息通信技术的渗透一方面提升了电网运行的信息化和智能化，另一方面带来了信息系统安全的隐患，可能会使智能电网的安全经济运行遭受威胁。新一代电力系统的潜在安全问题已不再是孤立的物理电网安全问题，还存在着信息安全因素，且二者的界限越来越模糊。物理安全与信息安全融合，形成新的安全问题，即电力信息物理安全问题。

近年来，这样的安全问题时有发生，攻击者针对信息通信网络的缺陷、漏洞和故障发起网络攻击，可以不受天气、地理和时间因素的影响，而且通常具有一定的隐蔽性、传播性。随着信息通信技术在电力系统中的高度渗透，实际电力系统中的信息采集环节、信息传输环节、智能控制环节、电网和用户互动环节各个方面均有可能受到网络攻击的威胁。

电力信息物理安全问题已引起各界的关注。电力系统状态估计(StateEstimation,SE)一直是电力系统能量管理系统(Energy Management System,EMS)的核心模块，也是近年来逐渐热门的智能电网态势感知系统“理解”和“预测”的重要基础，其状态估计结果的可靠性对EMS中各高级应用模块有着重大影响。状态估计能否顺利有赖于电力系统状态的可观度。在网络攻击威胁下，如何评估电力系统状态可观度有待于深入研究。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的不足，提出一种计及信息物理耦合特性和信息扰动的量测度评估方法，实现网络攻击威胁下电力系统量测度评估。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种计及信息物理耦合特性和信息扰动的量测度评估方法，其特征是，包括以下步骤：

根据电力信息物理耦合特性，获取量测信息传输网络正常运行下量测信息传输网络模型；

在考虑信息扰动影响下，修正量测信息传输网络模型获得各信息扰动下量测信息传输网络修正模型；

根据量测信息传输网络正常运行下的量测信息传输网络模型和各信息扰动下的量测信息传输网络修正模型，获取量测数据从量测信息源端到量测信息终端的映射关系；

根据映射关系获取量测信息终端的量测信息，根据量测信息与电力节点的关联计算各电力节点的支路量测度、节点量测度和综合量测度；

根据各电力节点的支路量测度、节点量测度和综合量测度，计算获得电力系统量测度。

进一步的，量测信息传输网络正常运行下量测信息传输网络模型为

量测信息传输网络模型是由信息节点和信息有向传输支路组成的有向网络拓扑图；假定有N个信息节点，M_b条信息有向传输支路，则量测信息传输网络模型可由信息节点-信息有向传输支路关联矩阵A表示，为N×M_b维矩阵，矩阵中元素a_i,j取值及意义如下：

进一步的，在考虑信息扰动影响下，修正量测信息传输网络模型获得各信息扰动下量测信息传输网络修正模型的具体过程如下：

21)信道开断扰动下，对量测信息传输网络模型进行修正：