[发明专利]一种应对信息-物理协同攻击的发输电系统规划方法

说明书

本发明公开了一种应对信息‑物理协同攻击的发输电系统规划方法，包括：建立基于发输电系统规划人员角度的上层模型；建立基于发输电系统攻击者角度的中层模型；建立基于发输电系统运行人员角度的下层模型；对上层模型、中层模型及下层模型进行求解，确定规划系统中候选发电机组是否为待修建发电机组，候选输电线路是否为待修建发电线路，得到规划系统建设方案。本发明基于鲁棒优化提出了防御协同攻击的三层优化模型，考虑到了防御策略应使得攻击导致的系统削负荷最小和避免线路真实潮流过载。采用本发明公开的方法能有效防御物理攻击，并且，通过发输电系统扩展规划，能够有效缓解虚假数据所导致的线路潮流过载问题。

技术领域

本发明属于发输电系统防御性规划技术领域，具体涉及一种应对信息-物理协同攻击的发输电系统规划方法。

背景技术

随着计算机、通讯技术等在电力系统中的大规模部署和应用，新一代电力系统正朝着成熟的信息物理融合系统迈进。在运行过程中，电力系统越来越容易遭受人为的信息或物理攻击。

因此，针对人为恶意攻击制定有效的防御措施以应对攻击，已成为现代电力系统亟待解决的重要问题之一。尽管线路加固、结构变换、测量信息保护等传统防御策略，能有效应对攻击，但却很难应对负荷持续增长、可再生能源波动等情形。合理进行发输电系统扩展防御性规划已成为解决上述问题的重要手段。随着新一代电力系统逐渐发展成为信息-物理系统，物理设备和网络信息系统之间的耦合关系越来越紧密，信息-物理协同攻击将更为普遍，且通常协同攻击相对于单独的信息或物理攻击而言危害更大。因此，基于发输电系统扩展规划对信息-物理协同攻击方式进行有效的防御意义重大。

发明内容

本发明实际解决的问题为：基于发输电系统扩展规划对信息-物理协同攻击方式进行有效的防御。

本发明采用了如下的技术方案：

一种应对信息-物理协同攻击的发输电系统规划方法，包括：

S1、获取规划系统信息，规划系统由原有系统和候选系统组成，原有系统包括原有发电机组和候选输电机组，候选系统包括候选发电机组和候选输电线路；

S2、建立基于发输电系统规划人员角度的上层模型，上层模型的目标为规划系统受攻击后的负荷削减量最小，上层模型的决策变量为候选发电机组是否为待修建发电机组，候选输电线路是否为待修建发电线路；

S3、建立基于发输电系统攻击者角度的中层模型，中层模型的目标为规划系统受攻击后的负荷削减量最大，中层模型的决策变量为规划系统中的发电机组是否为被攻击发电机组，输电线路是否为被攻击输电线路，以及LR攻击的负荷测量值的改变量；

S4、建立基于发输电系统运行人员角度的下层模型，下层模型的目标为规划系统受攻击后的负荷削减量最小，上层模型的决策变量为规划系统中各发电机组出力和各负荷点的负荷削减量；

S5、通过列约束生成方法对上层模型、中层模型及下层模型进行求解，确定规划系统中候选发电机组是否为待修建发电机组，候选输电线路是否为待修建发电线路，得到规划系统建设方案。

优选地，上层模型的目标函数为：

式中，S_d表示规划系统遭受攻击后节点d的负荷削减量，Ω_D表示规划系统中的节点的集合；

上层模型的约束条件包括：

投资费用约束：