CN104614624A - 一种基于电力通信交互影响的电力系统脆弱性的检测方法 - Google Patents

一种基于电力通信交互影响的电力系统脆弱性的检测方法 Download PDF

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CN104614624A
CN104614624A CN201510083203.6A CN201510083203A CN104614624A CN 104614624 A CN104614624 A CN 104614624A CN 201510083203 A CN201510083203 A CN 201510083203A CN 104614624 A CN104614624 A CN 104614624A
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power
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汤奕
韩啸
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Southeast University
State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Nari Technology Co Ltd
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Southeast University
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Abstract

本发明公开了一种基于电力通信交互影响的电力系统脆弱性的检测方法,该检测方法包括以下步骤:步骤10):建立电力-通信复合系统关联矩阵;步骤20):测算电力系统脆弱性,得到电力网络节点脆弱性指标和电力网络支路脆弱性指标;步骤30):测算通信业务脆弱性,包括通信网络节点脆弱性指标和通信网络支路脆弱性指标;步骤40):计算电力通信信息交互通道脆弱性;步骤50):将步骤20)、步骤30)和步骤40)得到的脆弱性指标代入电力-通信复合系统关联矩阵,得到电力-通信复合系统脆弱性矩阵,并针对复合系统脆弱性数值进行从大到小的排序。该检测方法可以结合通信系统对电力系统的影响因素,更准确的检测电力系统的脆弱性。

Description

-种基于电力通信交互影响的电力系统脆弱性的检测方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电网安全检测技术领域,具体来说,涉及一种基于电力通信交互影响 的电力系统脆弱性的检测方法。
背景技术
[0002] 脆弱性,又称弱点或漏洞,它是描述系统及其组成部分易于受到影响和破坏,并缺 乏抗拒干扰、恢复初始状态的能力。电力系统脆弱性是指电力系统因人为干预、信息、计算、 通信、内部元件和保护控制系统等因素而潜伏着大面积停电的危险状态。电力系统脆弱性 评估主要包括四个方面:事件的识别、风险计算、网络分析和决策分析。
[0003]随着中国建设以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强型智能 电网,越来越多的通信设备被用于电力系统来提高电网的智能化水平。因此,电力系统安全 稳定运行除要考虑自身一次设备的故障和外部自然灾害的影响外,还要考虑通信系统对它 的影响,这包括通信设备、IT设备和控制装置能否正常的运行、不失效或是不误动,也包括 如何有效处理和充分利用这些设备带来的海量信息等。
[0004] 现阶段针对融合电力与通信的复合系统的研究集中在两个方面。一是研究电 力-通信复合系统交互作用模型,主要是针对复合系统的架构以及信息物理融合系统的研 究。二是基于复杂网络理论的电力-通信复合系统研究。但由于复杂网络理论对电力系统 物理特性的过度忽略,还难以具体指导电力系统的运行与控制。
[0005]目前,针对电力通信的交互影响,电力系统脆弱性检测方法存在的问题是:未能有 成熟的考虑通信因素影响的电力系统脆弱性检测方法。现有电力系统脆弱性检测方法缺少 针对电力通信系统中延时、误码和中断等通信故障对电力系统影响的检测,不能表征通信 对电力系统的影响程度。
发明内容
[0006] 技术问题:本发明所要解决的技术问题是:提供一种基于电力通信交互影响的电 力系统脆弱性的检测方法,该检测方法可以结合通信系统对电力系统的影响因素,更准确 的检测电力系统的脆弱性。
[0007] 技术方案:为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
[0008] -种基于电力通信交互影响的电力系统脆弱性的检测方法,该检测方法包括以下 步骤:
[0009] 步骤10):建立电力-通信复合系统关联矩阵;
[0010] 步骤20):通过源流路径电气剖分方法测算电力系统脆弱性,得到电力网络节点 脆弱性指标和电力网络支路脆弱性指标;
[0011] 步骤30):通过模糊层次分析法测算通信业务脆弱性,并结合通道传输实际延时 与固有延时之比,测算通信网络节点脆弱性指标和通信网络支路脆弱性指标;
[0012] 步骤40):计算电力通信信息交互通道脆弱性,并结合步骤20)和步骤30)中计算 得到的电力脆弱性指标与通信脆弱性指标,计算得出电力-通信复合系统脆弱性指标,包 括复合系统节点脆弱性指标和复合系统支路脆弱性指标;
[0013]步骤50):将步骤20)、步骤30)和步骤40)中计算得到的脆弱性指标代入到步骤 10)中得到的电力-通信复合系统关联矩阵,得到电力-通信复合系统脆弱性矩阵,并针对 复合系统脆弱性数值进行从大到小的排序。
[0014] 进一步,所述的步骤10)中,电力-通信复合系统关联矩阵由等式
Figure CN104614624AD00061
计 算,其中,^表示电力-通信复合系统关联矩阵,A5表示电力-电力关联子矩阵,A。表示通 信-通信关联子矩阵,~表示电力-通信关联子矩阵,<表示Af的转置矩阵。
[0015] 进一步,所述的步骤10)中,Ap通过式(1)测算: _6]Ap=Vpij(_)式⑴
[0017] 其中,n表示电力网络节点总数,i表示电力网络中第i个网络节点,j表示电力网 络中第j个网络节点,当i=j时,0 ;当i尹j,且电力网络节点i和电力网络节点 j之间无直接连接链路时,0 ;当i尹j,且电力网络节点i和电力网络节点j之间有 直接连接链路时,Vp』=1。
[0018] 进一步,所述的步骤10)中,通信-通信关联子矩阵A。由式(2)计算:
[0019]Ac=Vc,gh(ni%1)式⑵
[0020] 其中,m表示通信网络节点总数,g表示通信网络中第g个网络节点,h表示通信网 络中第h个网络节点,当g=h时,0 ;当g关h,且通信网络节点g和通信网络节点 h之间无直接连接链路时,\gh= 0 ;当g尹h,且通信网络节点g和通信网络节点h之间有 直接连接链路时,\gh= 1。
[0021] 进一步,所述的步骤10)中,电力-通信关联子矩阵~由式(3)确定:
[0022] Af=Vf,ig(幽)式⑶
[0023] 其中,n表示电力网络节点总数,m表示通信网络节点总数,i表示电力网络中第i 个网络节点,g表示通信网络中第g个网络节点,当电力网络节点i和通信网络节点g之间 无直接连接链路时,ig= 0 ;当电力网络节点i和通信网络节点g之间有直接连接链路时, vf,ig=
[0024] 进一步,所述的步骤20)中,电力网络支路脆弱性指标Cp[Ep(i,j)]由式(4)确定:
Figure CN104614624AD00062
[0026] 其中,Ep(i,j)表示端点为网络节点i和网络节点j的电力支路,队表示电气剖分 所得的源流路径链总数,q表示源流路径链编号,^^^^表示源流路径链1上第k段剖分子 支路的脆弱性指标;1表示编号为1的源流路径链,Lkey表示所有源流路径链集合,电力网络 节点脆弱性Cp(Npi)通过等式Cp(Npi)=maxJCpHEpQ,j)]],1 G Lkey计算。
[0027] 进一步,所述的步骤20)中,源流路径链1上第k段剖分子支路的脆弱性指标Tka),q 由式(5)确定:
[0028]Tk⑴,dkjlijljjXk⑴,q 式(5)
[0029] 其中,dk,q表示该剖分子支路的电气长度,Iu表示该剖分子支路中源节点的重要 度,Ilq表示该剖分子支路中流节点的重要度,Akw,q表示该剖分子支路在源流路径链1上 的利用率。
[0030] 进一步,所述的步骤30)中,通信网络支路脆弱性Ce[Ee(g,h)]由式(6)确定:
Figure CN104614624AD00071
[0032] 其中,Ejg,h)表示端点为通信网络节点g和通信网络节点h的通信支路,et表示 对应的Ee(g,h)通道传输实际延时与固有延时之比,ns表示对应的Ee(g,h)通道中包含的业 务数量,v,表示第r类通信业务的传输速率,单位kbit/s,NXs,表示编号为第r类的通信业 务脆弱性,v。表示第〇类通信业务的传输速率,单位kbit/s,〇的取值范围为1彡〇彡ns;
[0033] 通信网络支路脆弱性CjNj由式(7)确定:
[0034] Cc(Ncg) =maxh(Cc[Ec (g,h)])式(7)。
[0035] 进一步,所述的步骤40)中,电力通信信息交互通道脆弱性Cf[Ef(i,g)]由式(8) 确定:
Figure CN104614624AD00072
[0037] 其中,Ef(i,g)表示端点为电力网络节点i和通信网络节点g的信息交互通道, 表示第r类通信业务信息在通道Ef(i,g)内传输的路由选择概率。
[0038] 进一步,所述的步骤40)中,复合系统节点脆弱性C'p(Npi)通过式(9)确定:
[0039]C'p(Npi) =Cp(Npi) + [l-Cp(Npi)] •maxg[max[Cf [Ef (i,g) ],Cc (Ncg)]]式(9)
[0040] 其中,Cp(Npi)表示电力网络节点脆弱性,Cf[Ef (i,g)]表示电力通信信息交互通道 脆弱性,CjNj表示通信网络支路脆弱性;
[0041] 复合系统支路脆弱性C'p[Ep(i,j)]通过式(10)确定:
Figure CN104614624AD00073
[0043]其中,Cp[Ep(i,j)]表示电力网络支路脆弱性,%表示电力网络节点i的度数,《』 表示电力网络节点j的度数。
[0044] 有益效果:与现有技术相比,本发明的有益效果是:由于本发明针对通信系统中 延时、误码和中断等通信故障对电力系统的影响,提出了一种基于电力通信交互影响的电 力系统脆弱性的检测方法,综合考虑了通信系统对电力系统脆弱性影响因素,更加准确的 检测电力系统的脆弱性,为电力安全防御系统的运行和管理提供了有效的技术支持。
附图说明
[0045] 图1为本发明的流程框图。
[0046] 图2为本发明的检测方法中电力_通信复合系统结构示意图。
[0047] 图3为本发明实施例的电力-通信复合系统示意图。
[0048] 图4为本发明实施例的电力-通信复合系统脆弱性检测结果图。
具体实施方式
[0049] 下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解 为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本 发明的范围。
[0050] 如图1所示,本发明的一种基于电力通信交互影响的电力系统脆弱性的检测方 法,该检测方法包括以下步骤:
[0051] 步骤10):建立电力-通信复合系统关联矩阵。
[0052] 在步骤10)中,电力-通信复合系统关联矩阵由等式
Figure CN104614624AD00081
计算,其中,^表 示电力-通信复合系统关联矩阵,\表示电力-电力关联子矩阵,A。表示通信-通信关联 子矩阵,~表示电力-通信关联子矩阵,表示Af的转置矩阵。
[0053] 电力-电力关联子矩阵Ap通过式⑴测算:
[0054] Ap=Vpij(_)式⑴
[0055] 其中,n表示电力网络节点总数,i表示电力网络中第i个网络节点,j表示电力网 络中第j个网络节点,当i=j时,0 ;当i尹j,且电力网络节点i和电力网络节点 j之间无直接连接链路时,0 ;当i尹j,且电力网络节点i和电力网络节点j之间有 直接连接链路时,Vp』=1。
[0056] 通信-通信关联子矩阵A。由式⑵计算:
[0057] Ac=Vcgh(_)式⑵
[0058] 其中,m表示通信网络节点总数,g表示通信网络中第g个网络节点,h表示通信网 络中第h个网络节点,当g=h时,0 ;当g关h,且通信网络节点g和通信网络节点 h之间无直接连接链路时,\gh= 0 ;当g尹h,且通信网络节点g和通信网络节点h之间有 直接连接链路时,\gh= 1。
[0059] 电力-通信关联子矩阵Af由式(3)确定:
[0060] Af=Vf,ig(n%1)式⑶
[0061] 其中,n表示电力网络节点总数,m表示通信网络节点总数,i表示电力网络中第i 个网络节点,g表示通信网络中第g个网络节点,当电力网络节点i和通信网络节点g之间 无直接连接链路时,ig= 0 ;当电力网络节点i和通信网络节点g之间有直接连接链路时, vf,ig=
[0062] 步骤20):通过源流路径电气剖分方法测算电力系统脆弱性,得到电力网络节点 脆弱性指标和电力网络支路脆弱性指标。其中,源流路径电气剖分方法为现有技术,可 参见邵莹、于继来,采用源流路径电气剖分信息的电网脆弱性评估[J].中国电机工程学 报,2009, 31:34-39。
[0063] 在步骤20)中,电力网络支路脆弱性指标Cp[Ep(i,j)]由式⑷确定:
Figure CN104614624AD00082
[0065] 其中,Ep(i,j)表示端点为网络节点i和网络节点j的电力支路,队表示电气剖分 所得的源流路径链总数,q表示源流路径链编号,^^^^表示源流路径链1上第k段剖分子 支路的脆弱性指标;1表示编号为1的源流路径链,Lkey表示所有源流路径链集合,电力网络 节点脆弱性Cp(Npi)通过等式Cp(Npi) =maxJCpHEpQ,j)]],1GLkey计算。
[0066] 源流路径链1上第k段剖分子支路的脆弱性指标Tka),q由式(5)确定:
[0067]Tk⑴,UuUkduSO
[0068] 其中,dk,q表示该剖分子支路的电气长度,Iu表示该剖分子支路中源节点的重要 度,Ilq表示该剖分子支路中流节点的重要度,AkW,q表示该剖分子支路在源流路径链1上 的利用率。
[0069] 步骤30):通过模糊层次分析法测算通信业务脆弱性,并结合通道传输实际延时 与固有延时之比,测算通信网络节点脆弱性指标和通信网络支路脆弱性指标。模糊层次分 析法为现有技术,可参见金鑫、王晓媛、李思,基于模糊层次分析法的通信业务重要度评估 [J] •电力系统通信,2〇1〇, 〇5:56_6〇+64。
[0070] 在步骤30)中,通信网络支路脆弱性Ce[E。(g,h)]由式(6)确定:
Figure CN104614624AD00091
[0072] 其中,Ee(g,h)表示端点为通信网络节点g和通信网络节点h的通信支路,et表示 对应的Ee(g,h)通道传输实际延时与固有延时之比,ns表示对应的Ee(g,h)通道中包含的业 务数量,v,表示第r类通信业务的传输速率,单位kbit/s,NXs,表示编号为第r类的通信业 务脆弱性,v。表示第〇类通信业务的传输速率,单位kbit/s,〇的取值范围为1彡〇彡ns; [0073] 通信网络支路脆弱性Ce(Neg)由式(7)确定:
[0074] Cc (Ncg) =maxh (Cc [Ec (g,h)])式(7)。
[0075] 步骤40):计算电力通信信息交互通道脆弱性,并结合步骤20)和步骤30)中计算 得到的电力脆弱性指标与通信脆弱性指标,计算得出电力-通信复合系统脆弱性指标,包 括复合系统节点脆弱性指标和复合系统支路脆弱性指标。
[0076] 在步骤40)中,电力通信信息交互通道脆弱性Cf [Ef (i,g)]由式(8)确定:
Figure CN104614624AD00092
[0078] 其中,Ef(i,g)表示端点为电力网络节点i和通信网络节点g的信息交互通道,ps, 表示第r类通信业务信息在通道Ef(i,g)内传输的路由选择概率。
[0079] 复合系统节点脆弱性C'p(Npi)通过式(9)确定:
[0080] C'p(Npi) =Cp(Npi) + [l-Cp(Npi)] •maxg[max[Cf [Ef (i,g) ],Cc (Ncg)]]式(9)
[0081] 其中,Cp(Npi)表示电力网络节点脆弱性,Cf[Ef (i,g)]表示电力通信信息交互通道 脆弱性,CjNj表示通信网络支路脆弱性。
[0082] 复合系统支路脆弱性C'p [Ep (i,j)]通过式(10)确定:
Figure CN104614624AD00093
[0084] 其中,Cp[Ep(i,j)]表示电力网络支路脆弱性,表示电力网络节点i的度数,《j 表示电力网络节点j的度数。
[0085]步骤50):将步骤20)、步骤30)和步骤40)中计算得到的脆弱性指标代入到步骤 10)中得到的电力-通信复合系统关联矩阵,得到电力-通信复合系统脆弱性矩阵,并针对 复合系统脆弱性数值进行从大到小的排序,排在前10%的电力-通信复合系统为脆弱性高 的复合系统。
[0086] 本发明中,首先结合电力-通信复合系统的拓扑结构特征建立电力-通信复合系 统关联矩阵。如图2所示,电力-通信复合系统关联矩阵为两层,分别是通信系统层和电力 系统层。通信系统层中包含通信节点和通信支路EJ1,2) 4。(1,3),其中通信支路 中承载着通信业务。电力系统层中包含电力节点Npl、Np2、Np3和电力支路Ep(l,2)、EP(1,3), 其中电气量以潮流的形式在电力支路中传递。通信业务在电力系统与通信系统间传递,图 中包含电力通信信息交互通道Ef (1,1)、Ef (1,2)、Ef (1,3)、Ef (2, 1)、Ef (2, 2)和Ef (3, 1)。图 中显示了某种通信业务从Npl传输至N。2的三种传输线路,业务传输线路A为: 务传输线路B为:业务传输线路A为:Npl-Ne2。
[0087] 其次,测算电力-通信复合系统脆弱性指标,其中包括电力系统脆弱性指标、通信 系统脆弱性指标和复合系统脆弱性指标。本发明基于源流路径电气剖分方法计算电力脆弱 性指标,通过模糊层次分析法计算通信脆弱性指标,结合电力通信信息交互通道脆弱性计 算基于电力通信交互影响的复合系统脆弱性指标。最后,将测算得到的脆弱性指标代入到 电力-通信复合系统关联矩阵中得到电力-通信复合系统脆弱性矩阵,并针对复合系统脆 弱性数值进行从大到小的排序。
[0088] 下面例举一实施例。
[0089] 如图3所示,本实施例中电力-通信复合系统分为两层,分别是通信系统层和电 力系统层。通信系统层中包含通信节点凡={NmNu,. . .,N"},m表示通信网络节点总数, ^(g,h)表示端点为通信网络节点凡8和通信网络节点的通信支路。电力系统层中包含 电力节点Np= {Npl,Np2, • • •,Npn},n表示电力网络节点总数,Ep(i,j)表示端点为电力网络 节点Npi和电力网络节点Npj的电力支路。Ef(i,g)表示端点为电力网络节点Npi和通信网 络节点Neg的电力通信信息交互通道。本实施例采用电力14节点-通信8节点的电力-通 信复合系统。
[0090] 利用本发明的方法检测电力-通信复合系统的脆弱性,具体过程如下:
[0091] 首先建立电力-通信复合系统关联矩阵,结合图3,电力-通信复合系统关联矩阵 由等式
Figure CN104614624AD00101
计算。Ap通过式⑴测算:
[0092] AfVwM式⑴
[0093] 其中,n表示电力网络节点总数,n= 14,i表示电力网络中第i个网 络节点,j表示电力网络中第j个网络节点,当i=j时,\ij= 0 ;当i尹j,且 电力网络节点i和电力网络节点j之间无直接连接链路时,Vp,i」=0 ;当i尹j, 且电力网络节点i和电力网络节点j之间有直接连接链路时,Vp;ij= 1。Ap =
Figure CN104614624AD00111
[0094] 通信-通信关联子矩阵A。由式⑵计算:
[0095]Ac=Vc,gh(_)式(2)
[0096] 其中,m表示通信网络节点总数,m= 8,g表示通信网络中第g个网络节点,h表示 通信网络中第h个网络节点,当g=h时,\gh= 0 ;当g尹h,且通信网络节点g和通信网 络节点h之间无直接连接链路时,0 ;当g尹h,且通信网络节点g和通信网络节点h 之间有直接连接链路时,\gh= 1。
Figure CN104614624AD00112
[0097] 电力-通信关联子矩阵Af由式(3)确定:
[0098]Af=Vf,ig(n%1)式⑶
[0099] 其中,n表示电力网络节点总数,m表示通信网络节点总数,i表示电力网络中第i 个网络节点,g表示通信网络中第g个网络节点,当电力网络节点i和通信网络节点g之间 无直接连接链路时,vf. ig= 0 ;当电力网络节点i和通信网络节点g之间有直接连接链路时, vf,ig=
Figure CN104614624AD00121
[0100]
Figure CN104614624AD00131
[0101] 其次,计算电力-通信复合系统脆弱性指标,通过源流路径电气剖分方法测算电 力系统脆弱性,电力网络支路脆弱性指标Cp[Ep(i,j)]由式(4)确定:
Figure CN104614624AD00132
[0103]其中,Ep(i,j)表示端点为网络节点i和网络节点j的电力支路,NL表示电气剖分 所得的源流路径链总数,q表示源流路径链编号,^^^^表示源流路径链1上第k段剖分子 支路的脆弱性指标;1表示编号为1的源流路径链,Lkey表示所有源流路径链集合。其中源 流路径链1上第k段剖分子支路的脆弱性指标Tka),q由式(5)确定:
[OlOWTkdhfUuUkduSO
[0105] 其中,dk,q表示该剖分子支路的电气长度,I表示该剖分子支路中源节点的重要 度,Ilq表示该剖分子支路中流节点的重要度,Akw,q表示该剖分子支路在源流路径链1上 的利用率。
[0106]电力网络节点脆弱性Cp (Npi)通过等式Cp (Npi) =maxi[Cp [Ep (i,j) ] ],1GLkey计算。
[0107] 通过模糊层次分析法测算通信业务脆弱性,并结合通道传输实际延时与固有延时 之比,测算通信网络节点脆弱性指标和通信网络支路脆弱性指标。通信网络支路脆弱性 CcIXfeh)]由式(6)确定:
Figure CN104614624AD00141
[0109] 其中,Ee(g,h)表示端点为通信网络节点g和通信网络节点h的通信支路,et表示 对应的Ee(g,h)通道传输实际延时与固有延时之比,ns表示对应的Ee(g,h)通道中包含的业 务数量,v,表示第r类通信业务的传输速率,单位kbit/s,NXs,表示编号为第r类的通信业 务脆弱性,v。表示第〇类通信业务的传输速率,单位kbit/s,〇的取值范围为1彡〇彡ns。
[0110] 其中,业务脆弱性如下:
Figure CN104614624AD00142
[0112] 通信网络支路脆弱性CjNj由式(7)确定:
[0113]Cc(Ncg) =maxh(Cc[Ec(g,h)])式(7)。
[0114] 计算电力通信信息交互通道脆弱性,并结合电力脆弱性指标与通信脆弱性指标, 计算得出电力-通信复合系统脆弱性指标,包括复合系统节点脆弱性指标和复合系统支路 脆弱性指标。电力通信信息交互通道脆弱性Cf[Ef(i,g)]由式(8)确定:
Figure CN104614624AD00143
[0116] 其中,Ef(i,g)表示端点为电力网络节点i和通信网络节点g的信息交互通道, 表示第r类通信业务信息在通道Ef(i,g)内传输的路由选择概率。
[0117] 复合系统节点脆弱性C'p (Npi)通过式(9)确定:
[0118]C,p(Npi) =Cp(Npi) + [l-Cp(Npi)] •maXg[max[Cf[Ef(i,g)],Cc(Ncg)]]式(9)
[0119] 其中,Cp(Npi)表示电力网络节点脆弱性,Cf[Ef (i,g)]表示电力通信信息交互通道 脆弱性,CjNj表示通信网络支路脆弱性;
[0120] 复合系统支路脆弱性C'p[Ep(i,j)]通过式(10)确定:
Figure CN104614624AD00144
[0122] 其中,Cp[Ep(i,j)]表示电力网络支路脆弱性,表示电力网络节点i的度数,《』 表示电力网络节点j的度数。
[0123] 其中具体电力脆弱性指标、通信脆弱性指标和电力通信信息交互通道脆弱性指标 如图4所示。
[0124] 最后将脆弱性指标代入到电力-通信复合系统关联矩阵,得到电力-通信复合系 统脆弱性矩阵,并针对复合系统脆弱性数值进行从大到小的排序。
[0125] 电力-通信复合系统脆弱性排序:
[0126]
Figure CN104614624AD00151
[0127] 计算结果如图4所示。

Claims (10)

1. 一种基于电力通信交互影响的电力系统脆弱性的检测方法,其特征在于,该检测方 法包括以下步骤: 步骤10):建立电力-通信复合系统关联矩阵; 步骤20):通过源流路径电气剖分方法测算电力系统脆弱性,得到电力网络节点脆弱 性指标和电力网络支路脆弱性指标; 步骤30):通过模糊层次分析法测算通信业务脆弱性,并结合通道传输实际延时与固 有延时之比,测算通信网络节点脆弱性指标和通信网络支路脆弱性指标; 步骤40):计算电力通信信息交互通道脆弱性,并结合步骤20)和步骤30)中计算得到 的电力脆弱性指标与通信脆弱性指标,计算得出电力-通信复合系统脆弱性指标,包括复 合系统节点脆弱性指标和复合系统支路脆弱性指标; 步骤50):将步骤20)、步骤30)和步骤40)中计算得到的脆弱性指标代入到步骤10) 中得到的电力-通信复合系统关联矩阵,得到电力-通信复合系统脆弱性矩阵,并针对复合 系统脆弱性数值进行从大到小的排序。
2. 根据权利要求1所述的基于电力通信交互影响的电力系统脆弱性评估方法,其特征 在于,所述的步骤10)中,电力-通信复合系统关联矩阵由等式计算,其中,AZ 表示电力-通信复合系统关联矩阵,\表示电力-电力关联子矩阵,A。表示通信-通信关 联子矩阵,~表示电力-通信关联子矩阵,表示Af的转置矩阵。
3. 根据权利要求1所述的基于电力通信交互影响的电力系统脆弱性评估方法,其特征 在于,所述的步骤10)中,Ap通过式(1)测算: Ap= VPjj{"*,n式⑴ 其中,n表示电力网络节点总数,i表示电力网络中第i个网络节点,j表示电力网络中 第j个网络节点,当i=j时,0 ;当i尹j,且电力网络节点i和电力网络节点j之 间无直接连接链路时,0 ;当i尹j,且电力网络节点i和电力网络节点j之间有直接 连接链路时,Vp』=1。
4. 根据权利要求1所述的基于电力通信交互影响的电力系统脆弱性评估方法,其特征 在于,所述的步骤10)中,通信-通信关联子矩阵A。由式(2)计算: 4=K,gh(m*m)式⑵ 其中,m表示通信网络节点总数,g表示通信网络中第g个网络节点,h表示通信网络中 第h个网络节点,当g=h时,0 ;当g关h,且通信网络节点g和通信网络节点h之 间无直接连接链路时,\gh= 0 ;当g尹h,且通信网络节点g和通信网络节点h之间有直接 连接链路时,\gh= 1。
5. 根据权利要求1所述的基于电力通信交互影响的电力系统脆弱性评估方法,其特征 在于,所述的步骤10)中,电力_通信关联子矩阵~由式(3)确定: Af: 式⑶ 其中,n表示电力网络节点总数,m表示通信网络节点总数,i表示电力网络中第i个网 络节点,g表示通信网络中第g个网络节点,当电力网络节点i和通信网络节点g之间无直 接连接链路时,vf,ig= 0 ;当电力网络节点i和通信网络节点g之间有直接连接链路时,vf,ig =1。
6. 根据权利要求1所述的基于电力通信交互影响的电力系统脆弱性评估方法,其特征 在于,所述的步骤20)中,电力网络支路脆弱性指标Cp[Ep(i,j)]由式(4)确定:
Figure CN104614624AC00031
其中,Ep(i,j)表示端点为网络节点i和网络节点j的电力支路,队表示电气剖分所得 的源流路径链总数,q表示源流路径链编号,^^^^表示源流路径链1上第k段剖分子支路 的脆弱性指标;1表示编号为1的源流路径链,Lkey表示所有源流路径链集合,电力网络节点 脆弱性Cp(Npi)通过等式Cp(Npi) =maxJCpHEpQ,j)]],1GLkey计算。
7. 根据权利要求6所述的基于电力通信交互影响的电力系统脆弱性评估方法,其特征 在于,所述的步骤20)中,源流路径链1上第k段剖分子支路的脆弱性指标TkW,q由式(5) 确定: Tk(i),q-⑴,q 式(5) 其中,dtq表示该剖分子支路的电气长度,Ii,q表示该剖分子支路中源节点的重要度,Ij,q表示该剖分子支路中流节点的重要度,Aka),q表示该剖分子支路在源流路径链1上的利 用率。
8. 根据权利要求1所述的基于电力通信交互影响的电力系统脆弱性评估方法,其特征 在于,所述的步骤30)中,通信网络支路脆弱性(UEj&h)]由式(6)确定:
Figure CN104614624AC00032
其中,Ejg,h)表示端点为通信网络节点g和通信网络节点h的通信支路,et表示对 应的Ee(g,h)通道传输实际延时与固有延时之比,ns表示对应的Ee(g,h)通道中包含的业务 数量,v,表示第r类通信业务的传输速率,单位kbit/s,NXs,表示编号为第r类的通信业务 脆弱性,v。表示第〇类通信业务的传输速率,单位kbit/s,〇的取值范围为1彡〇彡ns; 通信网络支路脆弱性CJNJ由式(7)确定: Cc (Ncg) =maxh (Cc [Ec (g,h)])式(7)。
9. 根据权利要求1所述的基于电力通信交互影响的电力系统脆弱性评估方法,其特征 在于,所述的步骤40)中,电力通信信息交互通道脆弱性Cf[Ef(i,g)]由式(8)确定:
Figure CN104614624AC00033
其中,Ef(i,g)表示端点为电力网络节点i和通信网络节点g的信息交互通道,p#表示 第r类通信业务信息在通道Ef(i,g)内传输的路由选择概率。
10. 根据权利要求1所述的基于电力通信交互影响的电力系统脆弱性评估方法,其特 征在于,所述的步骤40)中,复合系统节点脆弱性C'p(Npi)通过式(9)确定:
Figure CN104614624AC00034
其中,Cp(Npi)表示电力网络节点脆弱性,Cf[Ef (i,g)]表示电力通信信息交互通道脆弱 性,CjNj表示通信网络支路脆弱性; 复合系统支路脆弱性C'p[Ep(i,j)]通过式(10)确定:
Figure CN104614624AC00041
其中,Cp[Ep(i,j)]表示电力网络支路脆弱性,%表示电力网络节点i的度数,《』表 示电力网络节点j的度数。
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