[发明专利]信息物理系统物理域和网络域一体化耦合建模方法及装置

权利要求书

1.一种信息物理系统物理域和网络域一体化耦合建模方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将电力系统分为物理域和网络域，首先建立物理域模型，包括物理实体层建模和物理域系统建模；

步骤2：建立网络域模型，包括网络域元件建模和网络域系统建模，其中网络域系统建模涵盖通信网络建模和保护测控网络建模；

步骤3：建立信息系统层网络模型，联合步骤1的物理域模型和步骤2的网络域模型，建立一体化耦合模型；

所述步骤3所建立的物理域和网络域一体化模型如下：

建立物理-保护测控关联特性矩阵和保护测控-信息关联特性矩阵，分别用来描述信息物理耦合网络与物理实体层和信息层之间的关联关系，从而将物理实体层、信息物理耦合层、信息系统层联通起来，形成完整的网络域和物理域分层耦合模型；对包含n个物理节点、m个通信节点、k个保护测控节点和l个信息应用节点的电网CPS网络，建立如下关联特性矩阵；

物理-保护测控关联特性矩阵：该矩阵为n×k阶矩阵，矩阵元素表示信息采集过程中物理实体和保护测控网络的关联关系；物理-保护测控关联特性矩阵P-S定义如下：

采用可扩展多元组P-S_ij＝[P-S_TP,ij,P-S_PB,ij,…]来描述物理节点和保护测控层节点之间的关联关系，P-S_TP,ij表示物理节点i和保护测控节点j之间的拓扑关联关系，可用“0-1”表示；P-S_PB,ij表示交互可靠性，如控制命令正确执行的概率；如果保护测控节点与物理节点之间没有直接交互关系，则相应位置的元素为0；

保护测控-物理关联特性矩阵：该矩阵为k×n阶矩阵，矩阵元素表示命令执行过程中保护测控网络和物理实体的关联关系；保护测控-物理关联特性矩阵S-P的定义过程如下：

采用可扩展多元组S-P_ij＝[S-P_TP,ij,S-P_PB,ij,…]来描述通信节点和保护测控层节点之间的关联关系，S-P_TP,ij表示物理节点i和保护测控节点j之间的拓扑关联关系，可用“0-1”表示；S-P_PB,ij表示交互可靠性，如控制命令正确执行的概率；如果保护测控节点与物理节点之间没有直接交互关系，则相应位置的元素为0；

保护测控-信息关联特性矩阵：该矩阵为k×l阶矩阵，矩阵元素表示保护测控将实时分析结果上传至信息系统层的决策单元的特性，其主要描述信息输入决策单元过程中保护测控网络和信息层的关联关系；

用扩展多元组S-I_ij＝[S-I_TP,ij,S-I_PB,ij,…]来描述通信节点和保护测控层节点之间的关联关系，S-I_TP,ij表示物理节点i和保护测控节点j之间的拓扑关联关系，可用“0-1”表示；S-I_PB,ij表示交互可靠性，如控制命令正确执行的概率；如果保护测控节点与物理节点之间没有直接交互关系，则相应位置的元素为0；

信息-保护测控关联特性矩阵：该矩阵为l×k阶矩阵，矩阵元素表示决策单元将控制指令下发到保护测控设备的特性，其主要描述信息系统层应用控制指令产生与下发过程中保护测控网络和信息系统层的关联关系；

用扩展多元组I-S_ij＝[I-S_TP,ij,I-S_PB,ij,…]来描述通信节点和保护测控层节点之间的关联关系，I-S_TP,ij表示物理节点i和保护测控节点j之间的拓扑关联关系，可用“0-1”表示；I-S_PB,ij表示交互可靠性，如控制命令正确执行的概率；如果保护测控节点与物理节点之间没有直接交互关系，则相应位置的元素为0。