CN110112745A - 电网信息物理系统防护方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

电网信息物理系统防护方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电网信息物理系统的防护方法、装置、设备及存储介质，其中防护方法包括：获取若干个元件的故障类型，确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率；计算每个元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率；根据各元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率及各故障类型引起的元件功能失效的条件概率，确定电网信息物理系统的失效参数，并对若干个元件进行与失效参数相对应的防护。本发明的技术方案可以基于确定的失效参数对各元件进行精准的防护，节省防护成本，提高防护效率，通过对各元件的防护，可以保障CPPS安全稳定的运行。

Description

电网信息物理系统防护方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及电网信息物理系统领域，具体涉及一种电网信息物理系统的防护方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着信息通信技术与智能控制设备的不断发展及其在中的不断应用，传统已逐渐演变为由信息空间与电力系统深度耦合而成的多维异构复合网络系统，即电网信息物理系统CPPS。考虑到信息空间与的交互影响作用，与传统电力系统故障相比，由信息空间安全威胁因素引发的跨空间连锁故障影响后果更为严重。如：2003年8月14日，北美电网因通信网络及控制系统失灵，最终造成美加“8.14”大停电事故；2003年伦敦南部大停电主要是因通信故障导致调度中心未能清楚解析通信信号，无法正确确定告警原因；2010年“震网”病毒袭击伊朗核电站，通过控制离心机的PLC致使其发生故障，造成严重破坏后果。因此，剖析信息空间与电力系统交互机理，量化评估CPPS运行动态，对确保其安全稳定运行具有重要作用。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种电网信息物理系统的防护方法、装置、设备及存储介质。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种网信息物理系统的防护方法，包括以下步骤：
获取若干个元件的故障类型，确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率；
计算每个所述元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率；
根据各元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率及各故障类型引起的元件功能失效的条件概率，确定电网信息物理系统的失效参数，并对所述若干个元件进行与所述失效参数相对应的防护。
本发明实施例提供的电网信息物理系统的防护方法，根据各元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率及各元件的故障类型引起的元件功能失效的条件概率，可以确定CPPS的失效参数，即精确度量CPPS的脆弱性，并基于确定的失效参数对各元件进行精准的防护，节省防护成本，提高防护效率，通过对各元件的防护，可以保障CPPS安全稳定的运行。
结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述负荷消减率由下式得到：
其中，pk表示元件在单独失效前电网负荷侧负荷节点k的有功功率；p′k表示元件在单独失效后电网负荷侧负荷节点k的有功功率。
结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，所述根据各元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率及各故障类型引起的元件功能失效的条件概率，确定电网信息物理系统的失效参数包括：
针对任一元件，将该元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率与该元件的故障类型引起的元件功能失效的条件概率相乘，得到该元件失效时对所述电网信息物理系统的影响期望；
将各元件失效时对所述电网信息物理系统的影响期望相加，得到电网信息物理系统的失效参数。
结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率包括：
以每个元件的故障类型为索引在预设的故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系中进行查找，得到各故障类型引起的元件功能失效的条件概率。
结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，在确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率之前，还包括：
对所述电网信息物理系统中元件失效的先验数据进行分析，得到故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系。
结合第一方面，在第一方面第五实施方式中，所述确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率包括：
确定每个所述元件的类型，其中，所述类型包括以下之一：电力元件、通信元件及信息元件；
以每个元件的故障类型为索引在预设的该元件的类型中故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系中进行查找，得到各故障类型引起的元件功能失效的条件概率。
结合第一方面第五实施方式，在第一方面第六实施方式中，在确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率之前，还包括：
对所述电网信息物理系统中同一类型元件的失效先验数据进行分析，得到元件的类型中故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种电网信息物理系统的防护装置，包括：
条件概率计算模块，用于获取若干个元件的故障类型，确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率；
负荷消减率计算模块，用于计算每个所述元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率；
防护模块，用于根据各元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率及各故障类型引起的元件功能失效的条件概率，确定电网信息物理系统的失效参数，并对所述若干个元件进行与所述失效参数相对应的防护。
根据第三方面，本发明实施例提供了一种电网信息物理系统的防护设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的电网信息物理系统的防护方法。
根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的电网信息物理系统的防护方法。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明实施例1中电网信息物理系统防护方法的流程示意图；
图2为本发明实施例2中电网信息物理系统防护方法的流程示意图；
图3为本发明实施例2中电网信息物理系统的结构示意图；
图4为本发明实施例3中电网信息物理系统防护装置的结构示意图；
图5为本发明实施例4中电网信息物理系统防护设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例1提供了一种电网信息物理系统的防护方法，图1为本发明实施例1中电网信息物理系统防护方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例1的电网信息物理系统的防护方法包括以下步骤：
S101：获取若干个元件的故障类型，确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率。
作为一个具体的实施方式，确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率可以采用以下技术方案：以每个元件的故障类型为索引在预设的故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系中进行查找，得到各故障类型引起的元件功能失效的条件概率。
进一步的，在确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率之前，还包括：对所述电网信息物理系统中元件失效的先验数据进行分析，得到故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系。
作为另一个具体的实施方式，确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率可以采用以下技术方案：(1)确定每个所述元件的类型，其中，所述类型包括以下之一：电力元件、通信元件及信息元件；也就是说，确定每个元件是属于电力元件，还是属于通信元件，抑或是信息元件。(2)以每个元件的故障类型为索引在预设的该元件的类型中故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系中进行查找，得到各故障类型引起的元件功能失效的条件概率。也就是说，当元件属于电力元件时，以该元件的故障类型为索引在预设的电力元件的故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系中进行查找，得到该故障类型引起的元件功能失效的条件概率；当元件属于通信元件时，以该元件的故障类型为索引在预设的通信元件的故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系中进行查找，得到该故障类型引起的元件功能失效的条件概率；当元件属于信息元件时，以该元件的故障类型为索引在预设的信息元件的故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系中进行查找，得到该故障类型引起的元件功能失效的条件概率。
S102：计算每个所述元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率。
作为一个具体的实施方式，所述负荷消减率由下式得到：
其中，pk表示元件在单独失效前电网负荷侧负荷节点k的有功功率；p′k表示元件在单独失效后电网负荷侧负荷节点k的有功功率。
S103：根据各元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率及各故障类型引起的元件功能失效的条件概率，确定电网信息物理系统的失效参数，并对所述若干个元件进行与所述失效参数相对应的防护。
作为一个具体的实施方式，根据各元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率及各故障类型引起的元件功能失效的条件概率，确定电网信息物理系统的失效参数可以采用以下技术方案：(1)针对任一元件，将该元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率与该元件的故障类型引起的元件功能失效的条件概率相乘，得到该元件失效时对所述电网信息物理系统的影响期望；(2)将各元件失效时对所述电网信息物理系统的影响期望相加，得到电网信息物理系统的失效参数。
本发明实施例1获取失效参数的目的在于对于元件进行精准的防护，对于具体的防护方法本发明不做限定。作为一个具体实施方式，可以判断失效参数是否大于预设的阈值，当大于时，则判定若干个元件均为一级防护元件，并按照预设的一级防护元件的防护频次(例如每周一次)对所述若干个元件进行防护。
本发明实施例1提供的电网信息物理系统的防护方法，根据各元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率及各元件的故障类型引起的元件功能失效的条件概率，可以确定CPPS的失效参数，即精确度量CPPS的脆弱性，并基于确定的失效参数对各元件进行精准的防护，节省防护成本，提高防护效率，通过对各元件的防护，可以保障CPPS安全稳定的运行。
实施例2
本发明实施例2提供了一种电网信息物理系统的防护方法，在实施例2中首先明确由信息空间和电网层紧密耦合而成的CPPS框架，将CPPS分为电网层、交互通道和信息空间三部分，其中电网层中包含的元件称为电力元件，交互通道中包含的元件称为通信元件，信息空间中包含的元件称为信息元件。
图2为本发明实施例2中电网信息物理系统防护方法的流程示意图，如图2所示，本发明实施例2的电网信息物理系统的防护方法包括以下步骤：
S201：确立由信息空间和电网层紧密耦合而成的CPPS框架，将CPPS分为电网层、交互通道和信息空间三部分，其中，图3为本发明实施例2中电网信息物理系统的结构示意图，图3中的电力节点为电力元件所在的位置，通信节点为通信元件所在的位置，信息节点为信息元件所在的位置，区域信息中心节点为区域信息中心元件所在的位置。步骤S201具体由以下步骤组成：
步骤1：明确电网层的构成。明确电网层即为传统电力一次系统，主要由电力节点和物理-物理连接组成，其中电力节点是对发电机组和变压器等电力一次设备的抽象描述，物理-物理连接则是对输电线路的抽象描述。
步骤2：明确交互通道的内容。交互通道可抽象描述为信息-物理虚拟连接支路，是CPPS的核心组成部分，体现了信息空间与电网层的交互过程，具体表现为电网层监测过程和电网层控制过程两个方面。电网层监测过程即实时数据信息上传过程，体现了CPPS的可观性，测量元件(如PMU(Phasor Measurement Unit))实时采集电网运行数据信息(输电线路功率，节点电压幅值、相角等)和电力设备状态信息(继电保护装置状态、断路器开关状态等)，并按照预先设置的路由选择策略、合适的通信协议等上传至区域信息中心进行数据分析处理。电网层控制过程即控制指令的下发过程，体现了CPPS的可控性，区域信息中心根据电网实时运行数据分析结果进行人为或自动决策并下发控制指令到电力二次控制元件，由其最终实现紧急控制业务的执行过程，完成CPPS运行状态的调整。
步骤3：明确信息空间的构成。信息空间由通信系统和信息系统组成。通信系统主要负责各项实时、非实时业务的传输，通信节点是对路由器、交换机等通信设备的抽象描述，将信息通信链路抽象描述为信息-信息支路和信息通信支路；信息系统最主要的功能是对CPPS进行监测、保护与控制，将测量与控制单元、服务器等设备抽象描述为信息节点，区域信息中心也是信息类节点，但其主要用于对采集到的电网数据进行分析并下发控制指令。
S202：计算每个所述元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率。
其中，所述负荷消减率由下式得到：
其中，pk表示元件在单独失效前电网负荷侧负荷节点k的有功功率；p′k表示元件在单独失效后电网负荷侧负荷节点k的有功功率。
S203：分别分析并量化电网层、交互通道和信息空间中单个元件功能失效对CPPS的影响期望。具体的步骤S203由以下步骤组成：
步骤1：分析电力元件功能失效因素以及影响期望。由输电线路短路、电力设备自身故障等诸多原因都会导致电力元件功能失效，引发CPPS潮流迁移、系统解列等失稳运行状态。电力元件功能失效影响后果量化评估，即影响期望如公式所示：
其中，表示因电力元件失效而引起CPPS扰动的先决条件，即表示电力元件在故障类型发生的条件下，引起CPPS潮流变化的电力元件功能失效条件概率，其中φe表示电力元件故障类型集合，且φe不为空集。Δ则表示电力元件功能失效对CPPS的扰动作用，即电力元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率。
步骤2：分析通信元件功能失效因素以及影响期望。受人为或自然等因素的作用，通信元件因设备自身故障、数据传输时延、误码、抖动、通信中断等诸多因素都会导致功能失效，从而对系统整体运行造成严重影响后果。具体表现为影响电力业务传输的实时性、准确性与可靠性。如：继电保护系统对数据传输实时性要求较高，若传输时延过大时，将引起保护装置误动；安全控制系统对通信可靠性要求较高，若出现通信可靠性故障，将引发保护装置拒动；对于广域遥测系统，其必须保证采集数据的准确性。通信元件功能失效影响后果量化评估，即影响期望如公式所示：
式中，表示因通信元件失效而引起CPPS扰动的先决条件，即表示通信元件在故障类型发生的条件下，引起CPPS潮流变化的通信元件功能失效条件概率，其中φc表示通信元件故障类型集合，且φc不为空集；Δ则表示通信元件功能失效对CPPS的扰动作用，即通信元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率。
步骤3：分析信息元件功能失效因素以及影响的量化。导致信息元件功能失效的因素包括网络攻击、设备自身故障等等，其对CPPS影响包括两种形式：其一，直接影响，主要是对CPPS控制功能的影响，如断路器失控，直接改变CPPS拓扑结构并引起潮流迁移；其二，间接影响，主要是对CPPS监测功能的影响，若系统正常运行，仅表现为无法感知其实时运行状态。信息元件功能失效影响后果量化评估，即影响期望如公式所示：
式中，表示因信息元件失效而引起CPPS扰动的先决条件，即表示信息元件在故障类型发生的条件下，引起CPPS潮流变化的信息元件功能失效条件概率；Δ为信息元件失效对CPPS的影响后果，即信息元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率。若此信息元件故障表现为隐性故障形式，则其具体表示在外部触发条件发生的前提下引起CPPS扰动的信息元件失效条件概率，其中φi表示外部触发条件集合，且φi不为空集。
S204：量化多元件同步功能失效对CPPS的影响，得到失效参数。假如元件组合Ω中分别包含Ni,Nc,Ne个信息元件、通信元件、电力元件，且各元件故障类型明确，假定为所述步骤S204由以下步骤组成：
步骤1：计算元件组合中各元件功能失效对CPPS影响的代数和Ψsum，即失效参数。则有
If_m代表第m个信息元件功能失效对CPPS的影响期望，Cf_m代表第m个通信元件功能失效对CPPS的影响期望，Ef_m代表第m个电力元件功能失效对CPPS的影响期望。
步骤2：评估元件组合中各元件功能失效对CPPS影响Ψ。因为按负荷衰减的比例不可能超过1，则有Ψ＝min(Ψsum,1)。
S205：对同步功能失效的各元件进行与所述失效参数相对应的防护。
本发明实施例2提供的电网信息物理系统的防护方法，首先确立由信息空间和电网层紧密耦合而成的CPPS框架，将CPPS分为电网层、交互通道和信息空间三部分；阐述了不同类元件功能失效的原因以及潜在对CPPS造成的影响，并提出了量化评估不同类元件功能失效影响的计算方法，根据各元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率及各元件的故障类型引起的元件功能失效的条件概率，可以确定CPPS的失效参数，即精确度量CPPS的脆弱性，并基于确定的失效参数对各元件进行精准的防护，节省防护成本，提高防护效率，通过对各元件的防护，可以保障CPPS安全稳定的运行。
实施例3
本发明实施例3提供了一种电网信息物理系统的防护装置，图4为本发明实施例3中电网信息物理系统防护装置的结构示意图，如图4所示，本发明实施例3的电网信息物理系统的防护装置包括条件概率计算模块40、负荷消减率计算模块42及防护模块44。
具体的，条件概率计算模块40，用于获取若干个元件的故障类型，确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率。
作为一个具体的实施方式，条件概率计算模块40具体用于：以每个元件的故障类型为索引在预设的故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系中进行查找，得到各故障类型引起的元件功能失效的条件概率。
作为另外一个具体的实施方式，条件概率计算模块40具体用于：确定每个所述元件的类型，其中，所述类型包括以下之一：电力元件、通信元件及信息元件；以每个元件的故障类型为索引在预设的该元件的类型中故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系中进行查找，得到各故障类型引起的元件功能失效的条件概率。
进一步的，条件概率计算模块40还用于：对所述电网信息物理系统中元件失效的先验数据进行分析，得到故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系；或对所述电网信息物理系统中同一类型元件的失效先验数据进行分析，得到元件的类型中故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系。
负荷消减率计算模块42，用于计算每个所述元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率。
作为一个具体的实施方式，负荷消减率计算模块42用于：由计算负荷消减率，其中，pk表示元件在单独失效前电网负荷侧负荷节点k的有功功率；p′k表示元件在单独失效后电网负荷侧负荷节点k的有功功率。
防护模块44，用于根据各元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率及各故障类型引起的元件功能失效的条件概率，确定电网信息物理系统的失效参数，并对所述若干个元件进行与所述失效参数相对应的防护。
作为一个具体的实施方式，防护模块44用于针对任一元件，将该元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率与该元件的故障类型引起的元件功能失效的条件概率相乘，得到该元件失效时对所述电网信息物理系统的影响期望；将各元件失效时对所述电网信息物理系统的影响期望相加，得到电网信息物理系统的失效参数。
本发明实施例3提供的电网信息物理系统的防护装置，根据各元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率及各元件的故障类型引起的元件功能失效的条件概率，可以确定CPPS的失效参数，即精确度量CPPS的脆弱性，并基于确定的失效参数对各元件进行精准的防护，节省防护成本，提高防护效率，通过对各元件的防护，可以保障CPPS安全稳定的运行。
实施例4
本发明实施例还提供了一种电网信息物理系统的防护设备，图5为本发明实施例4中电网信息物理系统防护设备的结构示意图，如图5所示，该电网信息物理系统的防护设备可以包括处理器51和存储器52，其中处理器51和存储器52可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
处理器51可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器51还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器52作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的电网信息物理系统的防护方法对应的程序指令/模块(例如图4所示的条件概率计算模块40、负荷消减率计算模块42及防护模块44)。处理器51通过运行存储在存储器52中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的电网信息物理系统的防护方法。
存储器52可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器51所创建的数据等。此外，存储器52可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器52可选包括相对于处理器51远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器51。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器52中，当被所述处理器51执行时，执行如图1-3所示实施例中的电网信息物理系统的防护方法。
上述电网信息物理系统的防护设备具体细节可以对应参阅图1至图3所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种电网信息物理系统的防护方法，其特征在于，包括：
获取若干个元件的故障类型，确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率；
计算每个所述元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率；
根据各元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率及各故障类型引起的元件功能失效的条件概率，确定电网信息物理系统的失效参数，并对所述若干个元件进行与所述失效参数相对应的防护。
2.根据权利要求1所述的电网信息物理系统的防护方法，其特征在于，所述负荷消减率由下式得到：
其中，pk表示元件在单独失效前电网负荷侧负荷节点k的有功功率；p’k表示元件在单独失效后电网负荷侧负荷节点k的有功功率。
3.根据权利要求1所述的电网信息物理系统的防护方法，其特征在于，所述根据各元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率及各故障类型引起的元件功能失效的条件概率，确定电网信息物理系统的失效参数包括：
针对任一元件，将该元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率与该元件的故障类型引起的元件功能失效的条件概率相乘，得到该元件失效时对所述电网信息物理系统的影响期望；
将各元件失效时对所述电网信息物理系统的影响期望相加，得到电网信息物理系统的失效参数。
4.根据权利要求1所述的电网信息物理系统的防护方法，其特征在于，确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率包括：
以每个元件的故障类型为索引在预设的故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系中进行查找，得到各故障类型引起的元件功能失效的条件概率。
5.根据权利要求4所述的电网信息物理系统的防护方法，其特征在于，在确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率之前，还包括：
对所述电网信息物理系统中元件失效的先验数据进行分析，得到故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系。
6.根据权利要求1所述的电网信息物理系统的防护方法，其特征在于，所述确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率包括：
确定每个所述元件的类型，其中，所述类型包括以下之一：电力元件、通信元件及信息元件；
以每个元件的故障类型为索引在预设的该元件的类型中故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系中进行查找，得到各故障类型引起的元件功能失效的条件概率。
7.根据权利要求6所述的电网信息物理系统的防护方法，其特征在于，在确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率之前，还包括：
对所述电网信息物理系统中同一类型元件的失效先验数据进行分析，得到元件的类型中故障类型与元件功能失效的条件概率的对应关系。
8.一种电网信息物理系统的防护装置，其特征在于，包括：
条件概率计算模块，用于获取若干个元件的故障类型，确定各故障类型引起的元件功能失效的条件概率；
负荷消减率计算模块，用于计算每个所述元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率；
防护模块，用于根据各元件单独失效时电网负荷侧的负荷消减率及各故障类型引起的元件功能失效的条件概率，确定电网信息物理系统的失效参数，并对所述若干个元件进行与所述失效参数相对应的防护。
9.一种电网信息物理系统的防护设备，其特征在于，包括：
存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-7中任一项所述的电网信息物理系统的防护方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-7中任一项所述的电网信息物理系统的防护方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110457642A (zh) * 2019-08-16 2019-11-15 佳源科技有限公司 一种配电实时操作系统
CN110971525A (zh) * 2019-11-26 2020-04-07 武汉大学 一种面向电力通信网的业务运行的业务路由寻址方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106527394A (zh) * 2016-10-25 2017-03-22 天津大学 一种考虑多重信息因素的ecps连锁故障风险评估方法
CN107767014A (zh) * 2017-08-31 2018-03-06 江苏大学 一种电力信息物理系统安全风险评估与防御资源分配方法
US20180239348A1 (en) * 2017-02-23 2018-08-23 Siemens Industry, Inc. Systems, apparatus, and methods for automatic generation control based on comprehensive control performance standard green zone control
CN109033507A (zh) * 2018-06-13 2018-12-18 南京邮电大学 一种考虑信息系统监视功能失效的电力系统可靠性评估方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106527394A (zh) * 2016-10-25 2017-03-22 天津大学 一种考虑多重信息因素的ecps连锁故障风险评估方法
US20180239348A1 (en) * 2017-02-23 2018-08-23 Siemens Industry, Inc. Systems, apparatus, and methods for automatic generation control based on comprehensive control performance standard green zone control
CN107767014A (zh) * 2017-08-31 2018-03-06 江苏大学 一种电力信息物理系统安全风险评估与防御资源分配方法
CN109033507A (zh) * 2018-06-13 2018-12-18 南京邮电大学 一种考虑信息系统监视功能失效的电力系统可靠性评估方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PAUL HINES等: ""Do topological models provide good information about electricity infrastructure vulnerability"", 《CHAOS》 *
黄校娟等: ""网络攻击下基于贝叶斯图论的配电网系统安全分析"", 《电力建设》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110457642A (zh) * 2019-08-16 2019-11-15 佳源科技有限公司 一种配电实时操作系统
CN110457642B (zh) * 2019-08-16 2020-08-25 佳源科技有限公司 一种配电实时操作系统
CN110971525A (zh) * 2019-11-26 2020-04-07 武汉大学 一种面向电力通信网的业务运行的业务路由寻址方法

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