[发明专利]考虑通信故障影响的配电网CPS安全性评估方法及装置

权利要求书

1.考虑通信故障影响的配电网CPS安全性评估方法，其特征在于，包括：

构建物理预想故障集，对配电网CPS逐一进行物理故障预想；

对进行物理故障预想的配电网CPS，在故障定位、故障隔离和故障恢复阶段的信息业务路径上设置信息故障，构建考虑通信故障影响的信息物理组合预想故障集；

对受信息物理组合预想故障影响的配电网CPS进行整体安全性评估和一类负荷失电风险评估，包括：

将信息物理组合预想故障输入到配电网CPS故障后的恢复控制模型中进行求解，配电网CPS故障后的恢复控制模型为：

以故障后系统失负荷功率最小和一类负荷的失电风险最小为目标函数：

其中，F₁为系统失负荷功率，N为系统中所有负荷节点集合，为t时刻负荷节点i上的失电功率，F₂为一类负荷失电功率，N_Δ表示一类负荷节点集合；

所述目标函数需满足约束条件：

节点功率平衡约束：

U_j,t＝U_i,t-(r_ijP_ij,t+x_ijQ_ij,t)

其中，w(j)为以j节点为首端节点的支路末端节点集合，m(j)为以j节点为末端节点的支路首端节点集合，P_jk,t与Q_jk,t分别为t时刻从j节点流向k节点的支路有功功率和无功功率，z_jk,t为支路jk上的分段开关t时刻的运行状态，闭合状态为1，断开状态为0；P_ij,t与Q_ij,t分别为t时刻从i节点流向j节点的支路有功功率和无功功率，z_ij,t为支路ij上的分段开关t时刻的运行状态，闭合状态为1，断开状态为0，分别为t时刻变电站向配电网j节点输送的有功功率和无功功率，分别为t时刻j节点上的DG发出的有功功率和无功功率，分别为t时刻j节点的有功功率和无功功率，r_ij、x_ij分别为支路ij的电阻和电抗值，U_i,t为t时刻i节点的节点电压，U_j,t为t时刻j节点的节点电压；

节点电压约束：

其中，U与分别为系统安全运行允许的电压下限与电压上限；

支路容量约束：

其中，S_ij,max为支路ij上允许通过的最大功率；

DG出力控制约束：

其中，表示t时刻i节点上的DG预测有功出力，为t时刻i节点上的DG发出的有功功率，ω_DG,i为i节点上允许的DG最大切机比例，θ_DG,t表示DG运行的功率因数角；

根据求解结果计算配电网CPS进行整体安全性评估指标和一类负荷失电风险评估指标，如下：计算传统确定性停电后果指标：

T＝T₁+T₂；

其中，T为故障恢复时间，T₁为故障定位时间，T₂表示故障隔离以及非故障区段恢复时间；

计算考虑信息物理故障事件概率的风险性指标：

其中，表示信息物理组合预想故障事件的风险值，α_m、β_n分别表示电力元件m与信息元件n的故障概率，m,n为信息物理组合预想故障集Ω中的一个元素，R_CPDS表示配电网CPS的整体运行风险；

计算一类负荷失电概率指标：

P_Im＝1-(1-(α¹·β¹))·(1-(α¹·β²))·(...)·(1-((α^p·β^q)))，p,q∈Ω_m

其中，P_Im表示一类负荷失电概率，Ω_m表示会导致一类负荷失电的信息物理组合故障集，α^p与β^q分别表示会导致一类负荷失电的电力故障p、信息故障q的发生概率，p,q∈Ω_m表示电力故障p与信息故障q属于故障集Ω_m中的一个组合故障元素；

根据配电网CPS评估结果筛选对配电CPS整体安全性和一类负荷供电安全性影响的严重组合故障。