CN110544940A - 考虑故障恢复中信息影响的cps安全性评估方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法及装置，包括：针对配电网CPS研究对象，采用关联矩阵的方法对配电网CPS信息系统和物理系统进行建模；然后，分别构建信息预想故障和物理预想故障，分析信息系统对物理系统的影响；最后，提出配电网CPS的安全性评估指标，并进行安全性评估。本发明通过构建配电网CPS层次结构，利用关联矩阵建模的方法，能够直观的反应配电网CPS各个系统之间的拓扑关联和逻辑关联关系，同时准确模拟出配电网CPS信息物理的耦合特性；本发明提出了基于预想故障集的配电网CPS安全性评估方法，可以定量评估配电网CPS的安全性。

Description

考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法及装置

技术领域

本发明涉及一种考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法及装置，属于配电网安全评估技术领域。

背景技术

随着智能家电、电动汽车、可控工业负荷、分布式电源等可控负荷和分布式电源广泛接入，以及配电自动化和需求侧响应等技术的应用，为电网的控制提供了多样化的手段与资源。然而目前分布式电源、柔性负荷和智能控制等因素在增强电力系统可观性与可控性的同时，也带来如何高度融合能量流、数据流以及业务流的问题，从而实现配电网安全、高效、可靠运行。特别是在电网转变为电力信息物理融合系统(电力CPS)的过程中，信息侧和物理侧体现出明显的相互依赖性，信息侧作为通信、计算、控制的支撑性系统，在电力CPS安全可靠运行中有重要的地位。

作为与日常生活和经济发展紧密相关的重要基础设施，配电网对实现智能电网和能源互联网的战略目标起着关键作用。随着大量分布式电源、信息系统等设备的接入，计算机、通信、控制(3C)技术的发展和深入应用，配电网信息系统和物理系统深度融合并实时交互，形成了配电网信息物理融合系统(cyber physical system，CPS)。在配电网信息化程度逐渐提高，给配电网信息采集、信息传输和优化控制等方面带来便利的同时，也增加了配电网CPS的安全风险，导致配电网CPS遭受攻击的可能性增大，严重时会通过信息物理耦合机制产生连锁故障，造成整个配电网CPS瘫痪乃至威胁到大电网的安全运行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法，解决现有技术中因信息系统影响下配电网CPS安全评估能力不足的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法，包括：

对配电网CPS进行层次结构划分并对配电网CPS信息系统和物理系统进行建模，建立配电网CPS关联矩阵模型；

根据配电网CPS物理系统模型，构建物理预想故障集，对配电网CPS逐一进行故障预想；

根据物理预想故障，确定故障恢复操作方案，搜索故障恢复操作的信息路径；

在所确定的信息路径上，基于配电网CPS关联特性矩阵，设置信息预想故障；

对受信息预想故障影响的配电网CPS进行安全性评估。

进一步的，所述对配电网CPS进行层次结构划分，包括：

将配电网CPS单元抽象为物理实体层、信息物理耦合层和信息系统层；

所述物理实体层包括传统的电力一次设备，分布式电源以及储能设备；

所述信息物理耦合层包括通信网络和二次设备网络，其中，通信网络包括通信设备和通信规约；二次设备网络指配电网的电力智能控制网络；

所述信息系统层为决策控制单元，用于获取配电网运行和设备数据，生成决策并下发。

进一步的，

所述对配电网CPS信息系统和物理系统进行建模，建立配电网CPS关联特性矩阵，包括：

根据配电网CPS信息系统参数，构建通信网络模型和二次设备网络模型；所述通信网络模型描述通信网络的节点和链路的连接状态；所述二次设备网络模型描述二次设备网络的节点和通道的连接状态；

根据配电网CPS物理系统参数，构建物理实体层模型；所述物理实体层模型描述物理实体层节点和线路的连接状态；

建立配电网CPS关联特性矩阵包括：

二次设备节点—通信节点关联特性矩阵，用于描述采集信息上传和通信命令下发过程中，通信网络节点与二次设备网络节点之间的直连、延时和中断的关联关系；

物理—二次设备关联特性矩阵，用于描述信息采集和命令执行过程中，物理实体层节点和二次设备网络节点之间的关联关系；

二次设备—信息关联特性矩阵，用于描述信息输入信息系统层过程中以及信息系统层控制指令产生与下发过程中，二次设备网络节点和信息系统层的关联关系。

进一步的，根据配电网CPS物理系统模型，构建物理预想故障集，包括：

设置物理实体层模型中物理实体层节点和线路的连接或不连接状态，构成物理预想故障。

进一步的，

基于配电网CPS关联特性矩阵，设置信息预想故障，包括：

信息预想故障分为三类：

采集信息的错误，表现为二次设备采集物理实体层中故障信息的数据错误情况，通过设置物理—二次设备关联特性矩阵来实现；

信息在传输过程中的延时和中断，表现为信息从物理实体层节点传输到二次设备网络，信息在通信网络节点和二次设备网络之间传输，信息从通信网络节点传输到信息系统层，以及控制指令由信息系统层传输到二次设备网络节点，控制指令在通信网络节点和二次设备网络之间传输，控制指令由二次设备网络节点传输到物理实体层节点，这些传输过程中的延时和中断，通过设置二次设备节点—通信节点关联特性矩阵，物理—二次设备关联特性矩阵以及二次设备—信息关联特性矩阵来实现；

控制终端的拒动和误动，表现为控制指令由信息系统层传输到二次设备节点，二次设备节点执行控制指令的控制故障情况，通过设置物理—二次设备关联特性矩阵来实现。

进一步的，对所述受信息预想故障影响的配电网CPS进行安全性评估，包括：

计算配电网CPS安全性指标，包括故障后损失程度和故障后恢复能力指标；

所述故障后损失程度指标包含负荷损失程度和用户损失程度；

所述故障后恢复能力指标包括故障恢复率和故障恢复速度。

进一步的，所述负荷损失程度计算如下：

其中，ρ_load表示负荷损失程度，P_i是节点负荷i的有功功率，w_i是节点负荷i的等级权重；M,N,S分别是故障区段、非故障区段、所有负荷节点集合；

所述用户损失程度计算如下：

其中，ρ_user表示用户损失程度，μ₁和μ₂分别为停电人数比例和用户停电损失比例的权重系数，w_j是用户j的等级因子，X，Y分别是故障后所有损失的用户数、系统总用户数。

进一步的，所述故障恢复率计算如下：

其中，ρ_recovery表示故障恢复率，P_i,t是负荷i的实际恢复功率，w_i是节点负荷i的等级权重；L_i,t是负荷i在t时刻的原始功率需求，T为故障持续时间，M，N分别是故障区段、非故障区段负荷节点集合，Δt表示故障持续时间变化量；

所述故障恢复速度计算如下：

T₀＝T₁+T₂

其中，T₀表示故障恢复速度，T₁为故障区段定位时间，T₂为故障隔离以及非故障区段恢复时间。

另一方面，本发明还提供一种考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估装置，包括：

配置模块，用于对配电网CPS进行层次结构划分并对配电网CPS信息系统和物理系统进行建模，建立配电网CPS关联特性矩阵；

物理故障建模模块，用于根据配电网CPS物理系统模型，构建物理预想故障集，对配电网CPS逐一进行故障预想；

搜索模块，用于根据物理预想故障，确定故障恢复操作方案，搜索故障恢复操作的信息路径；

信息故障建模模块，用于在所确定的信息路径上，基于配电网CPS关联特性矩阵，设置信息预想故障；

以及评估模块，用于对受信息预想故障影响的配电网CPS进行安全性评估。

本发明所达到的有益效果为：

1)本发明通过构建配电网CPS层次结构，利用关联矩阵建模的方法，能够直观的反应配电网CPS各个系统之间的拓扑关联和逻辑关联关系，同时准确模拟出配电网CPS信息物理的耦合特性；

2)本发明将故障后损失程度和恢复能力指标作为配电网CPS安全性评估指标，并提出了基于预想故障集的配电网CPS安全性评估方法，可以定量评估配电网CPS的安全性。

3)本发明通过模拟故障恢复过程中的信息上传和指令下发故障，比较有无信息系统故障下配电网安全性指标的差异，表明在配电网CPS恢复过程中信息系统故障对配电网CPS安全性有比较的影响，所提的配电网CPS安全性评估方法可以有效评估这种影响。

附图说明

图1为本发明中信息-物理组合预想故障生成流程图；

图2为配电网CPS故障恢复过程示意图；

图3为本发明的考虑信息系统影响的配电网CPS安全性评估流程图。

具体实施方式

下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法，具体实施过程如下：

步骤一：对配电网CPS进行层次结构划分并建立配电网CPS关联矩阵模型。

对配电网CPS进行层次结构划分是指，将配电网CPS单元抽象为物理实体层、信息物理耦合层和信息系统层，分别对应物理网络、通信网络/二次设备网络和控制决策单元。

其中，物理实体层包括传统的电力一次设备(如变压器、线路、开关、负荷等)、分布式电源(光伏、风机等)以及储能设备。信息物理耦合层包括通信网络和二次设备网络，其中通信网络主要包括通信设备和通信规约等；二次设备网络主要指配电网的电力智能控制网络。信息系统层获取配电网运行和设备数据，进行处理生成决策并下发。

建立配电网CPS关联矩阵模型，包括：

A)物理实体层模型P：

根据配电网拓扑结构，由“0”和“1”两个逻辑元素表示物理实体层中的关联关系。对于m个物理节点的配电网网络，建立一个m×m阶矩阵P。

式中：p_ij表示物理实体层的节点和线路。若i＝j，p_ij表示物理节点；若i≠j，p_ij表示物理线路。当p_ij为0时，表示无连接；当p_ij为1时，表示有连接。

信息物理耦合层模型包括：

B)通信网络模型C：

同样，根据通信网络拓扑结构，对于n个通信节点的通信网络，建立一个n×n阶矩阵C。

式中：c_ij表示通信网络的节点和链路。若i＝j，c_ij表示通信节点；若i≠j，c_ij表示通信链路。当c_ij为0时，表示无连接；当c_ij为1时，表示有连接。

C)二次设备网络模型S：

对于一个含有k个二次设备的网络，建立一个k×k阶矩阵S。

式中：s_ij表示二次设备网络的节点和通道。若i＝j，s_ij表示二次设备节点；若i≠j，s_ij表示二次设备通道。当s_ij为0时，表示无连接；当s_ij为1时，表示有连接。

配电网CPS关联矩阵模型，包括：

D)二次设备节点—通信节点关联特性矩阵S-C/C-S：

对包含k个二次设备节点和n个通信节点的配电网CPS网络，采用二次设备节点—通信节点关联特性矩阵S-C描述采集信息上传过程，对应信息采集的二次设备节点与通信节点的关联关系。用C-S来描述命令下发过程，对应通信节点与执行操作的二次设备节点的关联关系。两者有些情况下并不是完全对称的矩阵，但是建模方式类似。结构定义如下：

E)物理实体层与信息物理耦合层之间形成物理—二次设备关联特性矩阵P-S/S-P：

该矩阵为m×k阶矩阵，矩阵元素表示信息采集过程中物理实体和二次设备网络的关联关系。同理S-P矩阵为k×m阶矩阵，矩阵元素表示命令执行过程中二次设备网络和物理实体的关联关系。

F)信息物理耦合层与信息系统层形成二次设备—信息关联特性矩阵S-I/I-S：

S-I矩阵为k×l阶矩阵，矩阵元素表示二次设备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二次设备网络和信息系统层的关联关系。I-S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至二次设备的特性，其主要描述信息系统层应用控制指令产生与下发过程中二次设备网络和信息系统层的关联关系。l表示信息节点个数。

步骤二：分别构建配电网CPS信息预想故障和物理预想故障，并考虑配电网CPS恢复过程构建信息-物理组合预想故障。

21)构建配电网CPS信息预想故障和物理预想故障，包括：

211)物理预想故障作用于物理实体层，表现为物理实体层中线路的开断。

212)信息预想故障分为三类：

数据错误，即采集信息的错误，表现为二次设备采集物理实体层中故障信息的数据错误情况，通过设置物理—二次设备关联特性矩阵P-S来表示；

传输故障：即信息在传输过程中的延时和中断；表现为信息从物理实体层一次设备传输到二次设备，信息在通信节点和二次设备之间传输，信息从二次设备传输到信息系统层，以及控制指令由信息系统层传输到二次设备，控制指令在通信节点和二次设备之间传输，控制指令由二次设备传输到物理实体层一次设备，这些传输过程中的延时和中断，通过设置二次设备节点—通信节点关联特性矩阵S-C/C-S，物理—二次设备关联特性矩阵P-S/S-P以及二次设备—信息关联特性矩阵S-I/I-S来表示；

控制故障：即控制终端的拒动和误动，表现为控制指令由信息系统层传输到二次设备，二次设备节点执行控制指令的控制故障情况，通过设置物理—二次设备关联特性矩阵S-P来表示。

22)考虑配电网CPS恢复过程的信息-物理组合预想故障构建，包括：

221)构建物理预想故障集并逐一发生物理预想故障。

222)遍历物理预想故障，对物理预想故障进行恢复操作。

223)确定故障恢复方案，搜索故障恢复操作的信息路径。

224)在信息路径上设置信息预想故障：数据错误、传输故障(延时、中断)和控制故障。

225)生成信息-物理组合预想故障，完成遍历。具体流程图见图1。

步骤三：分析信息-物理组合预想故障对配电网CPS安全性的影响；提出配电网CPS安全性指标，包括故障后损失程度和故障恢复能力指标；遍历信息-物理组合预想故障，利用安全性指标对配电网CPS进行安全性评估。包括：

31)分析信息-物理组合预想故障对配电网CPS安全性的影响，包括：

311)物理故障--二次设备数据采集故障：在配电网CPS恢复过程中，故障发生之后，配电控制中心需根据采集到的故障信息进行故障判别和故障定位，此时若出现二次设备数据采集故障，无法获取物理系统受影响的准确信息，有可能会导致故障定位决策失败；在故障隔离阶段，二次设备数据采集故障可能导致对于隔离开关动作信息获取失败，无法判断隔离动作是否完成。

312)物理故障--传输故障(延时、中断)：通信网络执行配电网CPS各项业务信息的数据传输功能。当通信网络传输中断时，在故障定位阶段：故障监测信息传输失败导致丢失，信息系统无法正确判断物理系统状态；在故障隔离阶段：隔离指令下发或反馈信息的丢失将会导致故障隔离错误，故障范围可能会扩大；在供电恢复阶段：供电恢复指令的丢失导致转供失败。这些影响都将使得对故障恢复的操作不得不进入到人工环节，大大增加故障恢复的时间。

313)物理故障--二次设备控制操作故障：在配电网CPS恢复过程中，供电恢复主要有离网和并网两种方式。其中并网方式是通过馈线之间的联络开关，进行负荷转移，恢复非故障区段的供电，而节点控制设备的故障会导致联络开关无法动作，不得不采取人工操作联络开关，增加非故障区段的停电时间。离网方式是充分利用非故障区段的分布式电源的支撑能力，形成孤岛，若分布式电源的反馈和控制失效，也会导致孤岛供电失败，孤岛区域内的用户停电。

32)提出配电网CPS安全性指标，包括故障后损失程度和故障后恢复能力指标；

A、故障后损失程度指标包含负荷损失程度和用户损失程度两个部分。

A1)负荷损失程度是配电网安全性评估中最重要的指标，指的是配电网发生故障后故障区段的负荷减少量和非故障区段的负荷减少量之和与配电网总负荷量之间的比值。

式中：ρ_load表示负荷损失程度，P_i是节点负荷i的有功功率；w_i是节点负荷i的等级权重，根据负荷的大小，重要程度和对应的人数等进行设置；M,N,S分别是故障区段、非故障区段、所有节点负荷个数。

A2)用户损失程度反映在配电网发生故障后，对用户侧的影响程度，包含停电人数比例和用户停电损失比例。

式中：ρ_user表示用户损失程度，μ₁和μ₂分别为停电人数比例和用户停电损失比例的权重系数；w_j是用户j的等级因子；X,Y分别是故障后所有损失的用户数、系统总用户数。

B、故障后恢复能力指标：配电网CPS发生故障后的对配电网进行及时的恢复是维护配电网安全稳定运行的一个重要基础，对恢复能力的评估主要从故障恢复率和故障恢复速度两个角度来进行。

B1)故障恢复率：配电网CPS故障后的供电恢复过程一般从故障发生开始，一直持续到故障完全清除并恢复全网正常供电为止，故在该时间段内，对负荷的恢复应在计及负荷重要度等级的前提下考虑负荷恢复总电量。

式中：ρ_recovery表示故障恢复率，P_i,t是节点负荷i的实际恢复功率；w_i是节点负荷i的等级权重；L_i,t是节点负荷i在t时刻的原始功率需求；T为故障持续时间；M,N分别是故障区段、非故障区段节点负荷个数，Δt表示故障持续时间变化量。

B2)故障恢复速度：为减少负荷损失，缩短用户停电时间，配电网要求对与故障发生后的非故障区段进行及时的供电恢复，对故障区段进行快速的抢修，以保证全网得到及时的恢复，根据非故障区段恢复供电的速度快慢定义了故障恢复速度指标。具体过程示意图如图2。

T₀＝T₁+T₂

式中：T₁为故障区段定位时间，T₂为故障隔离以及非故障区段恢复时间。

33)设置物理预想故障，利用配电网CPS安全性指标对配电网CPS进行安全性评估。具体步骤如图3。

321)初始化：输入配电网CPS参数，建立配电网CPS物理系统元件模型和拓扑结构模型。

322)预想故障：建立物理预想故障集，并逐一进行故障预想。

323)影响分析：在配电网CPS故障恢复过程中，设置考虑数据错误、传输故障与控制故障等预想事故的信息预想故障集，并分析信息-物理组合预想故障对配电网CPS安全性的影响。

324)指标计算：计算配电网CPS物理安全性指标，对故障造成的后果以及受信息系统影响的配电网恢复能力进行评价。

本发明实施例还提供一种考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估装置，包括：

配置模块，用于对配电网CPS进行层次结构划分并对配电网CPS信息系统和物理系统进行建模，建立配电网CPS关联特性矩阵；

物理故障建模模块，用于根据配电网CPS物理系统模型，构建物理预想故障集，对配电网CPS逐一进行故障预想；

搜索模块，用于根据物理预想故障，确定故障恢复操作方案，搜索故障恢复操作的信息路径；

信息故障建模模块，用于在所确定的信息路径上，基于配电网CPS关联特性矩阵，设置信息预想故障；

以及评估模块，用于对受信息预想故障影响的配电网CPS进行安全性评估。

值得指出的是，该装置实施例是与上述方法实施例对应的，上述方法实施例的实现方式均适用于该装置实施例中，并能达到相同或相似的技术效果，故不在此赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法，其特征在于，包括：

对配电网CPS进行层次结构划分并对配电网CPS信息系统和物理系统进行建模，建立配电网CPS关联特性矩阵；

根据配电网CPS物理系统模型，构建物理预想故障集，对配电网CPS逐一进行故障预想；

根据物理预想故障，确定故障恢复操作方案，搜索故障恢复操作的信息路径；

在所确定的信息路径上，基于配电网CPS关联特性矩阵，设置信息预想故障；

对受信息预想故障影响的配电网CPS进行安全性评估。

2.根据权利要求1所述的考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法，其特征在于，所述对配电网CPS进行层次结构划分，包括：

将配电网CPS单元抽象为物理实体层、信息物理耦合层和信息系统层；

所述物理实体层包括传统的电力一次设备，分布式电源以及储能设备；

所述信息物理耦合层包括通信网络和二次设备网络，其中，通信网络包括通信设备和通信规约；二次设备网络指配电网的电力智能控制网络；

所述信息系统层为决策控制单元，用于获取配电网运行和设备数据，生成决策并下发。

3.根据权利要求1所述的考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法，其特征在于，所述对配电网CPS信息系统和物理系统进行建模，建立配电网CPS关联特性矩阵，包括：

根据配电网CPS信息系统参数，构建通信网络模型和二次设备网络模型；所述通信网络模型描述通信网络的节点和链路的连接状态；所述二次设备网络模型描述二次设备网络的节点和通道的连接状态；

根据配电网CPS物理系统参数，构建物理实体层模型；所述物理实体层模型描述物理实体层节点和线路的连接状态；

建立配电网CPS关联特性矩阵包括：

二次设备节点—通信节点关联特性矩阵，用于描述采集信息上传和通信命令下发过程中，通信网络节点与二次设备网络节点之间的直连、延时和中断的关联关系；

物理—二次设备关联特性矩阵，用于描述信息采集和命令执行过程中，物理实体层节点和二次设备网络节点之间的关联关系；

二次设备—信息关联特性矩阵，用于描述信息输入信息系统层过程中以及信息系统层控制指令产生与下发过程中，二次设备网络节点和信息系统层的关联关系。

4.根据权利要求1所述的考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法，其特征在于，根据配电网CPS物理系统模型，构建物理预想故障集，包括：

设置物理实体层模型中物理实体层节点和线路的连接或不连接状态，构成物理预想故障。

5.根据权利要求3所述的考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法，其特征在于，基于配电网CPS关联特性矩阵，设置信息预想故障，包括：

信息预想故障分为三类：

采集信息的错误，表现为二次设备采集物理实体层中故障信息的数据错误情况，通过设置物理—二次设备关联特性矩阵来实现；

信息在传输过程中的延时和中断，表现为信息从物理实体层节点传输到二次设备网络，信息在通信网络节点和二次设备网络之间传输，信息从通信网络节点传输到信息系统层，以及控制指令由信息系统层传输到二次设备网络节点，控制指令在通信网络节点和二次设备网络之间传输，控制指令由二次设备网络节点传输到物理实体层节点，这些传输过程中的延时和中断，通过设置二次设备节点—通信节点关联特性矩阵，物理—二次设备关联特性矩阵以及二次设备—信息关联特性矩阵来实现；

控制终端的拒动和误动，表现为控制指令由信息系统层传输到二次设备节点，二次设备节点执行控制指令的控制故障情况，通过设置物理—二次设备关联特性矩阵来实现。

6.根据权利要求1所述的考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法，其特征在于，对所述受信息预想故障影响的配电网CPS进行安全性评估，包括：

计算配电网CPS安全性指标，包括故障后损失程度和故障后恢复能力指标；

所述故障后损失程度指标包含负荷损失程度和用户损失程度；

所述故障后恢复能力指标包括故障恢复率和故障恢复速度。

7.根据权利要求6所述的考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法，其特征在于，所述负荷损失程度计算如下：

其中，ρ_load表示负荷损失程度，P_i是节点负荷i的有功功率，w_i是节点负荷i的等级权重；M,N,S分别是故障区段、非故障区段、所有负荷节点集合；

所述用户损失程度计算如下：

其中，ρ_user表示用户损失程度，μ₁和μ₂分别为停电人数比例和用户停电损失比例的权重系数，w_j是用户j的等级因子，X，Y分别是故障后所有损失的用户数、系统总用户数。

8.根据权利要求6所述的考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估方法，其特征在于，所述故障恢复率计算如下：

其中，ρ_recovery表示故障恢复率，P_i,t是负荷i的实际恢复功率，w_i是节点负荷i的等级权重；L_i,t是负荷i在t时刻的原始功率需求，T为故障持续时间，M，N分别是故障区段、非故障区段负荷节点集合，Δt表示故障持续时间变化量；

所述故障恢复速度计算如下：

T₀＝T₁+T₂

其中，T₀表示故障恢复速度，T₁为故障区段定位时间，T₂为故障隔离以及非故障区段恢复时间。

9.考虑故障恢复中信息影响的CPS安全性评估装置，其特征在于，包括：

配置模块，用于对配电网CPS进行层次结构划分并对配电网CPS信息系统和物理系统进行建模，建立配电网CPS关联特性矩阵；

物理故障建模模块，用于根据配电网CPS物理系统模型，构建物理预想故障集，对配电网CPS逐一进行故障预想；

搜索模块，用于根据物理预想故障，确定故障恢复操作方案，搜索故障恢复操作的信息路径；

信息故障建模模块，用于在所确定的信息路径上，基于配电网CPS关联特性矩阵，设置信息预想故障；

以及评估模块，用于对受信息预想故障影响的配电网CPS进行安全性评估。